KR20180035638A

KR20180035638A - RRC Inactive 및 active 상태에서 data 전송 결정 및 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20180035638A
Application number: KR1020170001481A
Authority: KR
Inventors: 류선희; 문정민; 박승훈; 안라연; 황지원; 정병훈; 정정수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2017-01-04
Publication date: 2018-04-06
Also published as: EP3506708A1; US11849445B2; US20210314988A1; US10986655B2; US20200037345A1; KR20180035643A; EP3506708B1; EP3506708A4

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명은 3GPP RAN 5G SI 에서 논의되고 있는 Energy Efficiency KPI를 달성하기 위한 기지국 및 단말의 동작 방식에 대한 기술을 개시한다.

Description

RRC Inactive 및 active 상태에서 data 전송 결정 및 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS OF DATA TRANSFER MODE WITH/WITHOUT RRC CONNECTION}

본 발명은 3GPP RAN 5G SI 에서 논의되고 있는 Energy Efficiency KPI를 달성하기 위한 기지국 및 단말의 동작 방식에 대한 기술에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 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 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 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. 또한 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 FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

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), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 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.

이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

특히, 해당 표준에서는 향후 10년 이내에 단말 및 기지국 네트워크의 전력 효율성 [bit/J] 이 1000배 이상 향상되는 것을 주 목표로 에너지 효율적 동작을 정의하고 있다. 이를 위해 고주파수 대역의 mmW 동작 시 필수적인 Beamforming 전송 방식에 따른 전력 추가 소모 가능성을 해결하기 위해 단말의 Active 동작 시간을 감소 시키는 제어가 논의 시작되고 있다.

기존의 LTE 시스템에서는 한 종류의 TTI을 갖는 자원만 존재하였기 때문에 LCP 과정에서 logical channel 사이의 우선순위만을 고려하여 할당 받은 UL 자원을 사용하면 문제없이 동작하였다. 하지만 5세대 이동통신시스템과 같은 미래의 시스템에서는 서로 다른 성능 요구 사항을 갖는 다수의 서비스가 다양한 종류의 TTI을 갖는 자원을 활용하여 서비스될 것으로 예상된다. 서로 다른 TTI을 갖는 자원을 활용한 데이터 송수신은 서로 다른 성능을 보인다. 따라서 LCP 과정에서 logical channel 사이의 우선순위뿐만 아니라 TTI의 속성을 함께 고려하여 단말에게 할당된 UL 자원이 활용되어야 한다. 이러한 맥락에서 본 발명은 TTI의 속성을 고려한 LCP 과정을 제안한다.

또한 무선 통신 단말이 데이터를 송수신 하기 위한 RRC state의 설계는 음성통화 위주의 이전 세대의 설계 철학으로 지나치게 보수적으로 설계 되었다. 예를 들어 traffic 수신 이후 일정시간 동안 traffic 도착이 없음에도 RRC connected 상태로 (Connected DRX) 등의 대기시간을 유지하는 데 이로 인한 전력 소모가 심각하다. 또한 스마트폰 사용자의 경우, 사용자 QoS와 상관없는 keep alive message등이 data로 빈번하게 발생하는데 이를 위한 RRC connection을 음성 통화 서비스 기반으로 설계할 경우 단말 전력 소모가 더욱 악화될 수 있다. 따라서 본 발명의 또다른 목적은 특허에서는 data 전송을 하는 RRC state (Inactive 및(or) Active) 결정 방법 및 RRC Inactive state에서 단말의 traffic 전송 시에 효율적으로 전송하도록 하는 Spectral efficiency 향상 및 Channel access 방법 향상을 제안한다.

또한 기존의 LTE 시스템에서는 기지국의 신호를 단말이 받기 위해 설정하는 물리계층의 numerology - 즉, 물리계층의 구조와 관련한 값들인 subcarrier spacing, subframe length, symbol length 등을 총칭 - 는 random access 절차를 제외하면 동일하였다. 하지만 복수의 numerologies를 동적으로 변경하는 이동통신시스템이 도입되면, 단말은 초기 접속 절차 및 Connected State에서의 송수신 동작을 위해 필요한 numerology 정보를 기지국으로부터 설정 받아야 한다. 따라서 본 발명은 어떤 시점에서 어떤 정보를 기지국이 단말에게 송신하는지, 또한 단말은 기지국의 numerology 정보를 수신하기 위해 필요한 동작 및 절차를 제안한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및 상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, TTI 속성을 고려한 LCP 동작을 사용하면 단말이 상향링크 자원을 할당 받았을 때 특정 logical channel에 속한 데이터를 어떤 TTI을 갖는 자원을 통해서 전송해야 하는지 명확히 알 수 있다. 특히 낮은 latency 요구 사항을 갖는 데이터를 전송할 때 먼저 할당된 자원을 통해서 일찍 전송을 수행하였지만 HARQ timeline이 상대적으로 길어서 재전송이 늦어지는 현상을 방지할 수 있다.

또한 본 발명의 또다른 실시예에 따르면 단말 및 기지국의 통신 시스템은 Data 전송을 위한 RRC state를 선택하고 이를 위한 절차를 수행하면서 Inactive state에서 바로 data를 전송하는 경우 RRC Connected_Active 상태로 천이(Transition)을 수행하지 않으므로 Active 상태에서의 대기시간 (C-DRX, Radio tail)을 최소한으로 유지 되므로 단말의 전력 소모 절약 효과가 기대된다. 또한, RRC state 천이를 위한 RRC release message 없이 Data를 전송함으로써, Inactive (Idle) 상태에서 Data를 전송하고자 하는 경우 Connected_active로 RRC state를 천이하지 않으므로 관련 Control Signalling에 소요되는 지연을 제거하여 Data 전송 지연 감소 효과가 있다. 또한 RRC state 천이를 위한 RRC release message의 감소는 5G 기지국 (RU/TRP)의 전력 소모 감소를 통한 Cost 효율성 및 5G 셀간 주변 간섭 감소를 통해 무선자원 사용 효율성 증대가 기대된다.

또한 본 발명의 또다른 실시예에 따르면 단말의 밀집도 또는 단말이 요구하는 서비스에 따라 무선 자원을 효율적으로 사용하여 numerology 정보를 송신할 수 있다. 또한, 기지국에게 알리기 위한 단말의 신호 송신 방법의 선택을 돕기 위해 기지국은 네트워크에서 제공하는 서비스/슬라이스/numerology/UE 정보를 알려 줄 수 있다. 또한 이 정보는 단말을 깨우기 위한 paging 절차에 사용될 수 있다.

도 1a는 본 발명에서 고려하는 기존 시스템인 LTE에서 단말이 LCP를 기반으로 상향링크 자원을 어떻게 활용하는지를 설명하는 도면이다.
도 1b는 본 발명에서 고려하는 신규 시스템 중 하나인 5세대 이동통신시스템에서 제공하는 다수의 서비스 및 각각의 서비스에 대한 성능 요구사항을 보여주는 도면이다.
도 1c는 서로 다른 TTI를 갖는 자원에서 HARQ 기반 송수신이 수행될 때 초기 전송 및 ACK/NACK feedback, 재전송 사이의 시간 관계를 보여주는 도면이다.
도 1d는 본 발명에서 고려하는 상황에 대한 하나의 예시 (즉, 단말에게 긴 TTI을 갖는 자원이 짧은 TTI을 갖는 자원보다 먼저 할당된 경우)를 설명하는 도면이다.
도 1e는 본 발명에서 제안하는 동작 1에 대한 Signaling Diagram을 나타내는 도면이다.
도 1f는 단말이 기지국으로부터 한 종류의 TTI을 갖는 자원을 할당 받은 경우를 나타내는 도면이다.
도 1g는 단말이 기지국으로부터 여러 종류의 TTI을 갖는 자원을 동시에 할당 받은 경우를 나타내는 도면이다.
도 1h는 본 발명에서 제안하는 동작 2에 대한 Block Diagram을 나타내는 도면이다.
도 1i는 본 발명에서 제안하는 동작 3에 대한 Block Diagram을 나타내는 도면이다.
도 1j는 본 발명에서 제안하는 동작 4에 대한 Block Diagram을 나타내는 도면이다.
도 1k는 본 발명에서 제안하는 logical channel과 TTI 사이의 hard split을 나타내는 도면이다.
도 1l은 본 발명에서 제안하는 logical channel과 TTI 사이의 soft split을 나타내는 도면이다.
도 1m은 본 발명에서 제안하는 logical channel과 TTI 사이의 hybrid split을 logical channel 관점에서 나타내는 도면이다.
도 1n은 본 발명에서 제안하는 logical channel과 TTI 사이의 hybrid split을 TTI 관점에서 나타내는 도면이다.
도 1o는 본 발명에서 제안하는 기지국이 UL grant을 통해서 단말에게 LCP set을 알려주는 방법을 나타내는 도면이다.
도 1p는 본 발명에서 제안하는 단말이 scheduling request을 통해서 기지국에게 선호하는 LCP set을 알려주는 방법을 나타내는 도면이다.
도 2a은 본 발명의 일 실시 예에 따른 (5G, NR) 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 (5G, NR) 통신 시스템에서 적용 예정인 3개의 RRC state인 Connected_Active, Connected_Inactive, Idle의 동작 예시를 나타낸 도면이다.
도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 (5G, NR) 통신 시스템에서 Inactive상태의 단말과 기지국 MME의 상태 예시를 나타낸 도면이다.
도 2d는 본 발명의 실시 예에 따른 RRC 상태 (idle, Connected_Active, Connected_Inactive) 사이에 상태 천이하는 예를 도시한 도면이다.
도 2e는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 INACTIVE state 에서 Data 전송 동작을 개략적으로 도시하는 도면으로, RACH 절차에서 Message3 RRC connection (resume) request 에 data를 추가하여 전송하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 2ea는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 INACTIVE state 에서 Data 전송 동작을 개략적으로 도시하는 도면으로, RACH 절차에서 Message3 RRC connection (resume) request 에 data를 추가하고 BSR 정보를 추가하여 전송하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 2f는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 INACTIVE state 에서 Data 전송 동작을 개략적으로 도시하는 도면으로, RACH 절차에서 Message5 RRC connection (resume) complete에 Data를 추가하여 전송하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 2fa는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 INACTIVE state 에서 Data 전송 동작을 개략적으로 도시하는 도면으로, RACH 절차에서 Message5 RRC connection (resume) complete에 Data를 추가하여 전송하고 data 전송이 추가로 필요한 경우 response에 (ACK과 Resume)을 전송하여 Active 상태로 천이하고 이후 Data전송이 다시 완료되면 RRC connection suspend message전송을 통해 Inactive로 다시 천이하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 2g는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 INACTIVE 에서 ACTIVE로 상태 천이 이후 Data 전송 동작을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2h는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 INACTIVE state 에서 Data 전송을 시작하여 ACTIVE state로 천이, 이후 Data 전송 동작을 개략적으로 도시하는 도면으로, RACH Message3 기반한 Inactive 상태에서의 data 전송 이후 RRC active 상태로 천이하여 data를 전송하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 2ha는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 INACTIVE state 에서 MSG3 를 통해 Data 전송을 시작하여 Message5 RRC connection (resume) complete에 Data를 추가하여 전송하고 data 전송 완료시 RRC response에 (ACK과 suspend)을 전송하여 Inactive 상태를 유지하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 2i는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 INACTIVE state 에서 Data 전송을 시작하여 ACTIVE state로 천이, 이후 Data 전송 동작을 개략적으로 도시하는 도면으로, RACH Message5 기반한 Inactive 상태에서의 data 전송 이후 RRC active 상태로 천이하여 data를 전송하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 2ia는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 INACTIVE state 에서 MSG3 를 통해 Data 전송을 시작하여 Message5 RRC connection (resume) complete에 Data를 추가하여 전송하고 data 전송이 추가로 필요한 경우에 RRC connection response에 (ACK과 Resume)을 전송하여 Active 상태로 천이하고 이후 Data전송이 다시 완료되면 RRC connection suspend message전송을 통해 Inactive로 다시 천이하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 2j는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 data 전송을 하는 RRC state (Inactive 및(or) Active) 결정 및 제어를 위한 단말 기지국간 시그널링 동작 예시를 나타낸 도면으로, data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정하기 위하여 기지국 configuration 기반으로 단말이 event trigger하고 이를 feedback하여 기지국이 결정하는 방법을 동작을 설명하는 도면이다.
도 2k는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 data 전송을 하는 RRC state (Inactive 및(or) Active) 결정 및 제어를 위한 단말 기지국간 시그널링 동작 예시를 나타낸 도면으로, 기지국 configuration 기반으로 단말이 event trigger하고 data전송 모드를 전환한 이후 이를 data전송 과정에서 예를 들어 RACH UL message에 embedded하여 기지국으로 전송하여 알려주는 방법을 동작을 설명하는 도면이다.
도 2l은 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 data 전송을 하는 RRC state (Inactive 및(or) Active) 결정 및 제어를 위한 단말 기지국간 시그널링 동작 예시를 나타낸 도면으로, 기지국 configuration 기반으로 단말의 event trigger 및 feedback 없이 기지국이 data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정하는 방법을 동작을 설명하는 도면이다.
도 2la는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 data 전송을 하는 RRC state (Inactive 및(or) Active) 결정 및 제어를 위한 단말 기지국간 시그널링 동작 예시를 나타낸 도면으로 Inactive state configuration 과정에서 기지국이 단말에게 Data 전송 모드 결정을 위한 Buffer 크기 및 RSRP 임계값 설정하는 도면이다.
도 2lb는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 data 전송을 하는 RRC state (Inactive 및(or) Active) 결정 및 제어를 위한 단말 기지국간 시그널링 동작 예시를 나타낸 도면으로 기지국 configuration 기반으로 단말의 event trigger 기반으로 단말 내부에서 기지국으로의 feedback 없이 기지국이 data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정하는 방법을 동작을 설명하는 도면이다.
도 2lc는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 data 전송을 하는 RRC state (Inactive 및(or) Active) 결정 및 제어를 위한 단말 기지국간 시그널링 동작 예시를 나타낸 도면으로 기지국 configuration 기반으로 단말의 event trigger 기반으로 단말 내부에서 기지국으로의 추가 feedback을 통하여 기지국으로 단말 정보 (RSPR 혹은 BSR)를 전송하고 기지국이 data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정하는 방법을 동작을 설명하는 도면이다.
도 2ld는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 data 전송을 위해 단말이 기지국이 configuration한 event trigger 기반으로 단말이 data를 전송할 MSG3 혹은 MSG5 혹은 RRC state 천이 관련 동작 모드를 결정하는 방법을 동작을 설명하는 도면이다.
도 2le는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 data 전송을 위해 단말이 기지국이 configuration한 event trigger 기반으로 기지국에 해당 Event에 대한 추가적인 feedback 없이 동작할 경우에 단말이 data를 전송할 MSG3 혹은 MSG5 혹은 RRC state 천이 관련 동작 모드를 결정하는 방법을 동작을 설명하는 도면이다.
도 2lf는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 data 전송을 위해 단말이 기지국이 configuration한 event trigger 기반으로 기지국에 해당 Event에 대한 추가적인 feedback 을 전송하는 경우에 단말이 data를 전송할 MSG3 혹은 MSG5 혹은 RRC state 천이 관련 동작 모드를 결정하는 방법을 동작을 설명하는 도면이다.
도 2lg는 본 발명의 실시 예에 따른 동작으로 data 전송을 위해 단말이 기지국이 configuration한 event trigger 기반으로 단말이 Data를 전송하고 이때 해당 Event에 대한 추가적인 feedback 이 필요하여 전송하는 이를 기반으로 기지국이 RRC state 천이 관련 동작 모드를 결정하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 2m은 본 발명의 실시 예에 따른 NR RRC Inactive state에서 효율적으로 전송을 수행하는 경우에 대해서 Spectral efficiency 향상을 위한 정보 획득 방법 예시를 나타낸 도면이다.
도 2n은 본 발명의 실시 예에 따른 NR RRC Inactive state에서 효율적으로 전송을 수행하는 경우에 대해서 Channel access 향상을 위한 정보 획득 방법 예시를 나타낸 도면으로 Inactive 상태에서 RACH 수행 시 Active 천이 이전에 필요한 추가 정보를 획득하는 방법이다.
도 2o는 본 발명의 실시 예에 따른 NR RRC Inactive state에서 효율적으로 전송을 수행하는 경우에 대해서 Channel access 효율향상을 위한 방법 예시를 나타낸 도면이다.
도 2oa는 본 발명의 실시 예에 따른 NR RRC Inactive state에서 data 전송시 단말 Buffer 상태 정보에 기반하여 Multiple 전송을 지원하기 위한 multiple UL grant 할당과 해당 UL 전송 절차를 나타낸 도면이다.
도 2ob는 본 발명의 실시 예에 따른 NR RRC Inactive state에서 data 전송 시 초기 전송이후에 연속 전송의 효율성 향상을 위한 Dedicated RACH 및 grant-free 전송을 위한 preamble sequence및 자원을 할당하고 이러한 자원의 유효 시간 (valid timer)를 설정하여 동작하는 도면이다.
도 2oc는 본 발명의 실시 예에 따른 NR RRC Inactive state에서 data 전송 시 초기 전송 이후에 연속 전송의 효율성 향상을 위한 연속 data를 전송하는 동작에서 Contention based RACH기반 data 전송 동작 혹은 Dedicated based RACH 기반 data 전송 동작 혹은 Grant-free 기반 data 전송을 수행할지를 결정하는 기준을 나타내는 도면이다.
도 3은 특정 application의 keep alive message의 traffic 특성의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4a는 Dedicated numerology set을 설정하는 다양한 절차를 나타낸 도면이다.
도 4b는 일반적인 initial access 절차를 나타낸 도면이다.
도 4c는 UL presence 신호를 고려한 initial access 절차 예시-I 도면이다.
도 4d는 DL probing 신호를 고려한 initial access 절차 예시-I 도면이다.
도 4e는 UL presence 신호와 DL probing 신호를 고려한 initial access 절차 예시-I 도면이다.
도 4f는 UL presence 신호와 DL probing 신호를 고려한 initial access 절차 예시-II 도면이다.
도 4g는 UL presence 신호를 고려한 initial access 절차 예시-II 도면이다.
도 4h는 UE ID 및 서비스 ID 기반 tone-based 신호 송수신 방법의 예시이다.
도 4i는 복수의 단말로부터의 tone 기반 신호의 중첩 예시이다.
도 4j는 기지국이 MME에게 tone 또는 해시 코드 정보로 문의하는 예시이다.
도 4k는 기지국이 MME에게 matching indication을 보내는 예시이다.
도 4l은 본 개시의 실시예에 따른 단말 장치의 구성도를 나타낸 도면이다.
도 4m은 단말이 Idle state에서 Connected state로 전환하는 과정에서 적용되는 옵션들을 나타낸 도면이다.
도 4o는 UPCH가 기존 RA 절차를 재사용할 때의 예시이다.
도 4p는 UPCH가 변형된 RA 절차를 사용할 때의 예시이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

<제1실시예>

본 발명에서는 5G 이동통신시스템에서의 UL scheduling 방법을 제안한다. 5G 이동통신시스템에서는 eMBB (enhanced Mobile BroadBand), URLLC (Ultra Reliable and Low Latency Communication), eMTC (enhanced Machine Type Communication) 등과 같은 다양한 서비스 (또는 slice)가 지원될 것으로 예상된다. 이는 4G 이동통신시스템인 LTE에서 음성 특화 서비스인 VoIP (Voice over Internet Protocol)와 BE (Best Effort) 서비스 등이 지원되는 것과 같은 맥락으로 이해할 수 있다. 또한 5G 이동통신시스템에서는 다양한 numerology가 지원될 것으로 예상된다. 이는 구체적으로 subcarrier spacing 등을 의미하는데 이는 TTI (Transmission Time Interval)에 직접적으로 영향을 준다. 따라서 5G 이동통신시스템에서는 다양한 길이의 TTI가 지원될 것으로 예상된다. 이는 현재까지 표준화된 LTE에서 오직 한 종류의 TTI (1 ms)만 지원된 것과는 매우 다른 5G 이동통신시스템의 특징 중 하나라고 볼 수 있다. 만약 5G 이동통신시스템에서 LTE의 1 ms TTI 보다 훨씬 짧은 TTI (예를 들면 0.1 ms)을 지원한다면 이는 짧은 지연 시간을 요구하는 URLLC 등을 지원하는데 큰 도움이 될 것으로 예상된다.

본 발명에서는 이러한 5G 이동통신시스템의 특징, 즉 다양한 서비스와 다양한 numerology (TTI) 지원을 고려한 UL scheduling 방법을 제안한다. LTE에 정의되어 있는 UL scheduling 방법과의 차이점은 기존에는 다양한 서비스를 지원하기 위한 scheduling 방법이었다면 본 발명에서는 다양한 서비스를 다양한 numerology을 활용하여 지원하기 위한 scheduling 방법으로 볼 수 있다. 여기서 numerology는 TTI와 직접적인 관련을 갖기 때문에 편의상 TTI라는 용어를 사용하도록 한다. 이는 본 문서에서 numerology, subcarrier spacing, subframe length 등과 같은 역할을 하는 용어로써 사용됨을 일러둔다.

본 발명을 설명하기에 앞서 기존 방안에 대해서 알아보도록 하자. 본 발명에서는 UL scheduling 중 LCP (Logical Channel Prioritization)에 초점을 맞춘다. LTE 표준 중 하나인 36.321에는 UL scheduling을 위한 LCP 동작이 정의되어 있다. DL scheduling의 경우 DL traffic을 생성 및 전송하는 주체는 기지국이고 DL scheduling을 수행하는 주체도 기지국이다. 즉, 기지국이 DL scheduling을 수행하고 생성된 DL traffic을 전송하면 된다. 하지만 UL scheduling의 경우 UL traffic을 생성 및 전송하는 주체는 단말이지만 UL scheduling을 수행하는 주체는 기지국이다. 따라서 기지국은 UL scheduling을 통해서 단말에게 일정한 크기의 자원을 할당하고 단말은 할당 받은 자원에 자신이 생성한 UL traffic을 채워서 기지국에게 전송한다. 여기서 "단말이 할당 받은 자원에 자신이 생성한 UL traffic을 채우는" 방법을 LCP라고 한다. 이에 대한 예시는 아래의 [도 1]에 나타나 있다.

단말에서 생성된 UL traffic은 서비스 종류 등에 따라서 logical channel에 대응된다. 하나의 예로써 각 logical channel 또는 여러 logical channel의 모임은 각 서비스에 대응될 수 있다. 그리고 각 logical channel은 기지국의 설정에 따라서 우선 순위를 갖는다. 위의 [도 1a]에서는 logical channel 1, 2, 3이 우선 순위 1, 2, 3에 해당한다. 그렇다면 단말은 기지국으로부터 자원을 할당 받았을 때 어떻게 자신이 가지고 있는 UL traffic을 해당 자원에 채우는 것일까 기본적으로 우선 순위가 높은 logical channel 순서대로 PBR (Prioritized Bit Rate) 만큼을 할당 받은 자원에 채운다. 여기서 각 logical channel의 PBR 역시 기지국이 RRC signaling 등을 통해서 설정하여 준다. 단말은 이러한 동작을 할당 받은 자원을 모두 소진할 때까지 반복한다. 이에 대한 구체적인 동작을 LTE 표준에서는 아래와 같이 정의하고 있다.

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5.4.3 Multiplexing and assembly

5.4.3.1 Logical channel prioritization

The Logical Channel Prioritization procedure is applied when a new transmission is performed.

RRC controls the scheduling of uplink data by signalling for each logical channel: priority where an increasing priority value indicates a lower priority level, prioritisedBitRate which sets the Prioritized Bit Rate (PBR), bucketSizeDuration which sets the Bucket Size Duration (BSD).

The MAC entity shall maintain a variable Bj for each logical channel j. Bj shall be initialized to zero when the related logical channel is established, and incremented by the product PBR X TTI duration for each TTI, where PBR is Prioritized Bit Rate of logical channel j. However, the value of Bj can never exceed the bucket size and if the value of Bj is larger than the bucket size of logical channel j, it shall be set to the bucket size. The bucket size of a logical channel is equal to PBR X BSD, where PBR and BSD are configured by upper layers.

The MAC entity shall perform the following Logical Channel Prioritization procedure when a new transmission is performed:

- The MAC entity shall allocate resources to the logical channels in the following steps:

- Step 1: All the logical channels with Bj > 0 are allocated resources in a decreasing priority order. If the PBR of a logical channel is set to "infinity", the MAC entity shall allocate resources for all the data that is available for transmission on the logical channel before meeting the PBR of the lower priority logical channel(s);

- Step 2: the MAC entity shall decrement Bj by the total size of MAC SDUs served to logical channel j in Step 1

NOTE: The value of Bj can be negative.

- Step 3: if any resources remain, all the logical channels are served in a strict decreasing priority order (regardless of the value of Bj) until either the data for that logical channel or the UL grant is exhausted, whichever comes first. Logical channels configured with equal priority should be served equally.

지금까지 LTE에서 LCP가 어떻게 동작하는지 알아보았다. 하나의 logical channel 또는 여러 logical channel의 모임이 하나의 서비스에 대응된다고 보면 LTE에서도 다수의 서비스를 고려한 LCP가 이미 지원되는 것이다. 그렇다면 5G 이동통신시스템에서 다수의 서비스뿐만 아니라 다수의 TTI가 도입된다면 LCP는 어떻게 개선되어야 하는 것일까? 먼저 아래의 [도 1b]에서 볼 수 있듯이 5G 이동통시시스템에서 eMBB, URLLC, eMTC 등은 서로 다른 성능을 요구한다. 특히 latency 관점에서도 서비스 별로 서로 다른 성능을 요구함을 볼 수 있다.

TTI 측면에서 서로 다른 TTI을 갖는 자원을 통해서 수행되는 송수신은 서로 다른 HARQ timeline (data 초기 전송, ACK 또는 NACK 전송, data 재전송)을 갖게 된다. 왜냐하면 data encoding 및 decoding 등에 소요되는 시간은 주로 TTI이 비례하기 때문이다. 아래의 [도 1c]은 서로 다른 TTI의 HARQ timeline을 보여준다.

앞에서 설명한 것처럼 5G 이동통신시스템에서 서비스 별 latency 요구 사항이 다르므로 일반적으로 짧은 latency을 요구하는 서비스는 짧은 TTI을 통해서 송수신되어야 하고 상대적으로 긴 latency을 요구하는 서비스는 긴 TTI을 통해서 송수신되어도 무방하다. LTE의 LCP은 이러한 TTI의 특징이 반영되지 않았으므로 5G 이동통신시스템에서는 이러한 점을 반영하여 LCP을 설계해야 한다.

지금부터 논의의 편의를 위해서 다음을 가정하도록 한다. 이는 편의를 위한 것일 뿐 본 발명의 내용이 아래의 가정에 제한되지 않는다.

1) 단말은 서비스 S1과 S2을 동시에 사용하고 있다.

A. 단말의 UL buffer에는 현재 서비스 S1과 S2의 UL traffic이 모두 존재한다.

2) 서비스 S1과 S2는 각각 TTI1과 TTI2을 통한 송수신에 최적화되어 있다.

A. 서비스 S1과 S2는 각각 TTI1과 TTI2을 통한 송수신에 최적화되어 있지만 S1이 TTI2에 전송될 수도 있고 S2가 TTI1에 전송될 수도 있다.

3) 서비스 S1과 S2는 시간/주파수 무선 자원을 공유하여 사용한다.

4) TTI2는 TTI 1보다 짧다.

5) 서비스 S2는 S1보다 짧은 latency을 요구한다.

이러한 가정이 적용되었을 때 아래의 [도 1d]은 5G 이동통신시스템에서 LCP을 설계할 때 고려해야 할 상항을 구체적으로 보여주고 있다.

<상황 1>

시점 T1에 단말은 기지국으로부터 TTI1 자원 (연두색)을 할당 받았다.

단말은 해당 자원에 현재 자신의 UL buffer에 존재하는 서비스 S1에 대한 UL traffic과 서비스 S2에 대한 UL traffic을 모두 포함하여 전송하였다. 여기서 해당 자원의 크기는 충분하다고 가정한다.

<상황 2>

시점 T1에 단말은 기지국으로부터 TTI1 자원을 할당 받았다.

단말은 해당 자원에 현재 자신의 UL buffer에 존재하는 서비스 S1에 대한 UL traffic을 포함하여 전송하였다. 여기서 단말은 서비스 S2에 대한 UL traffic은 전송하지 않았다.

시점 T2에 단말은 기지국으로부터 TTI2 자원 (하늘색)을 할당 받았다.

단말은 해당 자원에 현재 자신의 UL buffer에 존재하는 서비스 S2에 대한 UL traffic을 포함하여 전송하였다.

상황 2는 서비스 S1과 S2가 서로 다른 시간/주파수 무선 자원을 사용하는 것과 같은 상황에 해당한다.

위의 상황 1 및 2는 단말이 TTI1에 최적화된 서비스 S1과 TTI2에 최적화된 서비스 S2의 UL traffic을 모두 갖고 있는 상태에서 기지국이 단말에게 긴 TTI 자원을 먼저 할당한 경우를 보여준다. 이러한 경우 단말은 서비스 S1과 S2의 latency 요구 사항 (특히 latency 요구 사항이 짧은 S2)을 만족시키기 위해서 어떻게 동작해야 할까?

만약 단말이 일정 시간 내에 HARQ timeline 관점에서 더 빠른 송수신이 가능한 TTI2 자원이 할당될 것이라는 사실을 모른다면 현재 가장 빠른 시점인 T1에서 모든 UL traffic을 전송하는 것이 가장 좋은 선택이다. 이는 상황 1에 해당한다. 하지만 단말이 일정 시간 내에 HARQ timeline 관점에서 더 빠른 송수신이 가능한 TTI2 자원이 할당될 것이라는 사실을 안다면 현재 가장 빠른 시점인 T1에서 모든 UL traffic을 전송하는 것보다 T1에서는 TTI1에 최적화된 서비스 S1의 UL traffic을 전송하고, TTI2에 최적화된 서비스 S2의 UL traffic은 얼마의 시간 후 TTI2 자원이 할당된 T2 시점에 전송하는 것이 가장 좋은 선택이다. 이는 상황 2에 해당한다.

하지만 일반적으로 단말은 T1 시점에서 기지국이 TTI2 자원을 언제 자신에게 할당할 것인지 알기 어렵다. 따라서 LCP에 TTI 종류를 고려한 규칙을 만들어서 적용한다면 위와 같은 상황에 적절히 대응할 수 있을 것이다. 지금부터 TTI 종류를 고려한 LCP 동작을 설명하도록 한다.

<동작 1>

(1) 기지국은 단말에게 각 logical channel에 대한 default priority을 제공한다. 이는 아래와 같이 RRC signaling 중 LogicalChannelConfig IE (Information Element)을 통해서 이루어 질 수 있다.

- LogicalChannelConfig

The IE LogicalChannelConfig is used to configure the logical channel parameters.

LogicalChannelConfig information element

-- ASN1START

LogicalChannelConfig ::= SEQUENCE {

ul-SpecificParameters SEQUENCE {

defaultPriority INTEGER (1..16),

prioritisedBitRate ENUMERATED {

kBps0, kBps8, kBps16, kBps32, kBps64, kBps128,

kBps256, infinity, kBps512-v1020, kBps1024-v1020,

kBps2048-v1020, spare5, spare4, spare3, spare2,

spare1},

bucketSizeDuration ENUMERATED {

ms50, ms100, ms150, ms300, ms500, ms1000, spare2,

spare1},

logicalChannelGroup INTEGER (0..3) OPTIONAL -- Need OR

} OPTIONAL, -- Cond UL

...,

[[ logicalChannelSR-Mask-r9 ENUMERATED {setup} OPTIONAL -- Cond SRmask

]],

[[ logicalChannelSR-Prohibit-r12 BOOLEAN OPTIONAL -- Need ON

]]

}

-- ASN1STOP

LogicalChannelConfig field descriptions

bucketSizeDuration
Bucket Size Duration for logical channel prioritization in TS 36.321 [6]. Value in milliseconds. Value ms50 corresponds to 50 ms, ms100 corresponds to 100 ms and so on.

logicalChannelGroup
Mapping of logical channel to logical channel group for BSR reporting in TS 36.321 [6].

logicalChannelSR-Mask
Controlling SR triggering on a logical channel basis when an uplink grant is configured. See TS 36.321 [6].

logicalChannelSR-Prohibit
Value TRUE indicates that the logicalChannelSR - ProhibitTimer is enabled for the logical channel. E-UTRAN only (optionally) configures the field (i.e. indicates value TRUE) if logicalChannelSR-ProhibitTimer is configured. See TS 36.321 [6].

prioritisedBitRate
Prioritized Bit Rate for logical channel prioritization in TS 36.321 [6]. Value in kilobytes/second. Value kBps0 corresponds to 0 kB/second, kBps8 corresponds to 8 kB/second, kBps16 corresponds to 16 kB/second and so on. Infinity is the only applicable value for SRB1 and SRB2

defaultPriority
Default logical channel priority. Value is an integer.

(2) 기지국은 단말에게 UL grant을 할당할 때 해당 UL grant에 적용되는 special priority을 제공한다. 이는 PDCCH을 통해서 전송되는 DCI (Downlink Control Information) 등을 통해서 이루어 질 수 있다.

A. 여기서 special priority는 하나의 logical channel에 대해서 설정될 수도 있고 두 개 이상의 logical channel에 대해서 설정될 수도 있다. 또한 special priority가 어떠한 logical channel에 대해서도 설정되지 않을 수도 있다.

B. 아래의 표2는 기지국이 단말에게 UL grant을 할당할 때 해당 UL grant에 적용되는 highest priority logical channel을 단말에게 알려주는 예시를 보여준다.

	Bit 수
Format 0/format 1A flag	1
Hopping flag	1
Resource block allocation	가변 (5 ~ 13 bits)
MCS and redundancy version	5
New data indicator	1
TPC command	2
Cyclic shift for DM-RS	3
CQI request	1
Padding	가변 (1 ~ 2 bits)
Logical channel index with 1st special priority	4 bits

(3) 위의 (1)과 (2)의 과정을 통해서 단말은 logical channel에 대한 default priority 및 special priority을 제공받는다. 이를 기반으로 단말은 아래와 같이 동작한다.

A. Special priority가 높은 logical channel 순서대로 기지국으로부터 할당 받은 UL grant에 데이터를 채운다.

B. Special priority가 지정된 logical channel의 데이터를 UL grant에 모두 채운 후 UL grant에 자원이 남았을 때에는 default priority가 높은 logical channel 순서대로 데이터를 채운다.

이러한 동작은 아래의 [도 1e]에 나타나 있다.

(1) 기지국은 단말에게 logical channel A, B, C, D에 대한 default priority을 A > B > C > D 순으로 설정하여 제공하였다. 여기서 A > B > C > D 표시 형식은 A가 1순위, B가 2순위, C가 3순위, D가 4순위임을 의미한다.

(2) 기지국은 단말에게 UL grant을 할당할 때 해당 UL grant에 적용되는 special priority을 C > A 순으로 설정하여 제공하였다.

(3) 단말은 우선 special priority가 지정된 logical channel인 A 및 C에 대해서 special priority C > A 순으로 UL grant을 채운다.

(4) 만약 special priority C > A 순으로 UL grant을 채운 후 UL grant에 자원이 남았을 때에는 이미 고려된 A 및 C를 제외한 나머지 logical channel에 대한 default priority에 따라서 B > D 순으로 UL grant을 채운다.

A. 만약 UL grant에 special priority가 설정되어 있지 않다면 단말은 default priority A > B > C > D 순으로 UL grant을 채운다.

<동작 2>

(1) 기지국은 단말에게 각 TTI 종류 별로 logical channel priority을 제공한다. 이는 RRC signaling 중 LogicalChannelConfig IE을 통해서 이루어질 수 있다.

A. 예를 들면 1 ms TTI을 갖는 UL grant에는 A > B > C > D 순으로 priority을 제공하고 0.2 ms TTI을 갖는 UL grant에는 C > B > A > D 순으로 priority을 제공한다.

(2) 또한 기지국은 단말에게 각 TTI 종류 별 우선 순위를 제공한다. 이 역시 RRC signaling 중 LogicalChannelConfig IE을 통해서 이루어질 수 있다.

A. 예를 들면 0.2 ms TTI을 갖는 UL grant가 1 ms TTI을 갖는 UL grant 보다 높은 우선 순위를 갖도록 설정할 수 있다.

B. 아래의 LogicalChannelConfig IE은 각 TTI 종류 별 logical channel priority 정보 (priorityForTTIType1, priorityForTTIType2), 각 TTI 종류 별 우선 순위 정보 (ulTTI-SpecificParameters, TTIType, priorityAmongTTIType)가 어떻게 설정되는지 보여준다.

- LogicalChannelConfig

LogicalChannelConfig information element

-- ASN1START

LogicalChannelConfig ::= SEQUENCE {

ul-SpecificParameters SEQUENCE {

priorityForTTIType1 INTEGER (1..16),

priorityForTTIType2 INTEGER (1..16),

prioritisedBitRate ENUMERATED {

kBps0, kBps8, kBps16, kBps32, kBps64, kBps128,

kBps256, infinity, kBps512-v1020, kBps1024-v1020,

kBps2048-v1020, spare5, spare4, spare3, spare2,

spare1},

bucketSizeDuration ENUMERATED {

ms50, ms100, ms150, ms300, ms500, ms1000, spare2,

spare1},

logicalChannelGroup INTEGER (0..3) OPTIONAL -- Need OR

} OPTIONAL, -- Cond UL

ulTTI-SpecificParameters SEQUENCE {

TTIType INTEGER (1..16),

priorityAmongTTIType INTEGER (1..16),

}

...,

[[ logicalChannelSR-Mask-r9 ENUMERATED {setup} OPTIONAL -- Cond SRmask

]],

[[ logicalChannelSR-Prohibit-r12 BOOLEAN OPTIONAL -- Need ON

]]

}

-- ASN1STOP

LogicalChannelConfig field descriptions

priorityForTTIType1
Logical channel priority that is used when a UE puts UL data to the assigned resource configured on TTI type 1. Value is an integer.

priorityForTTIType2
Logical channel priority that is used when a UE puts UL data to the assigned resource configured on TTI type 2. Value is an integer.

ulTTI-SpecificParameters
Mapping of each TTI type (TTIType that can be represented by index, length, and so on) and the priority among TTIs (priorityamongTTIType)

(3) 단말은 [도 1f]과 같이 기지국으로부터 한 종류의 TTI에 대응하는 UL grant을 할당 받았을 때 다음과 같이 동작한다.

A. 만약 단말이 기지국으로부터 1 ms TTI을 갖는 UL grant을 할당 받은 경우 이에 해당하는 priority인 A > B > C > D 순으로 UL grant을 채운다.

B. 만약 단말이 기지국으로부터 0.2 ms TTI을 갖는 UL grant을 할당 받은 경우 이에 해당하는 priority인 C > B > A > D 순으로 UL grant을 채운다.

(4) 단말은 기지국으로부터 두 종류 이상의 TTI에 대응하는 UL grant을 할당 받았을 때 다음과 같이 동작한다.

A. 하나의 예로써 이는 아래의 [도 1g]과 같이 단말이 같은 시점을 지칭하는 두 개의 UL grant (1 ms TTI을 갖는 UL grant 및 0.2 ms TTI을 갖는 UL grant)을 할당 받은 경우를 포함한다.

B. 단말은 기지국이 제공한 TTI 종류 별 우선 순위 정보에 따라서 우선 순위가 높은 TTI을 갖는 UL grant에 해당 TTI가 갖는 priority 순서대로 UL grant을 채운다.

i. 본 예에서는 0.2 ms TTI을 갖는 UL grant가 1 ms TTI을 갖는 UL grant 보다 높은 우선 순위를 갖기 때문에 단말은 먼저 0.2 ms TTI을 갖는 UL grant에 이에 해당하는 priority인 C > B > A > D 순으로 UL grant을 채운다.

ii. 0.2 ms TTI을 갖는 UL grant에 데이터를 모두 채웠다면 그 다음 우선 순위인 1 ms TTI을 갖는 UL grant에 이에 해당하는 priority인 A > B > C > D 순으로 UL grant을 채운다.

이에 대한 동작 순서도는 아래의 [도 1h]과 같다

위의 (2)번 동작에서 기지국은 단말에게 각 TTI 종류 별 우선 순위 정보를 제공하였다. 본 발명에서는 우선 순위 정보 외에도 PBR (Prioritized Bit Rate) 및 BSD (Bucket Size Duration) 정보 역시 기지국이 단말에게 RRC signaling 등을 통해서 각 TTI 종류 별로 제공할 수 있음을 고려한다. 따라서 단말은 동일한 logical channel에 속한 데이터를 TTI 종류 a을 이용하여 전송할 때와 TTI 종류 b을 이용하여 전송할 때 서로 다른 PBR (PBRa 및 PBRb) 및 서로 다른 BSD (BSDa 및 BSDb)을 적용하게 된다. PBR과 BSD의 역할은 기존의 LTE와 동일한 것을 고려한다. 즉, 다음과 같이 동작한다.

* 특정 logical channel에 속한 데이터를 TTI 종류 a을 이용하여 전송할 때

- 1회 할당량: PBRa X TTIa

- 최대 총 할당량: PBRa X BSDa

* 특정 logical channel에 속한 데이터를 TTI 종류 b을 이용하여 전송할 때

- 1회 할당량: PBRb X TTIb

- 최대 총 할당량: PBRb X BSDb

<동작 3>

(1) 기지국은 단말에게 LTE와 동일하게 logical channel priority을 제공한다. 이는 RRC signaling 중 LogicalChannelConfig IE을 통해서 이루어질 수 있다.

A. 예를 들면 logical channel A > B > C > D 순으로 priority을 제공한다.

(2) 또한 기지국은 단말에게 각 logical channel 별 TTI 종류에 대한 우선 순위를 제공한다. 이 역시 RRC signaling 중 LogicalChannelConfig IE을 통해서 이루어질 수 있다.

A. 예를 들면 logical channel A는 1 ms TTI을 갖는 UL grant가 0.2 ms TTI을 갖는 UL grant 보다 높은 우선 순위를 갖는다.

B. 또한 logical channel B는 0.2 ms TTI을 갖는 UL grant가 1 ms TTI을 갖는 UL grant 보다 높은 우선 순위를 갖는다.

C. 아래의 LogicalChannelConfig IE은 각 TTI 종류 별 우선 순위 정보 (ulTTI-SpecificParameters, TTIType, priorityAmongTTIType)가 어떻게 설정되는지 보여준다.

- LogicalChannelConfig

LogicalChannelConfig information element

-- ASN1START

LogicalChannelConfig ::= SEQUENCE {

ul-SpecificParameters SEQUENCE {

priority INTEGER (1..16),

prioritisedBitRate ENUMERATED {

kBps0, kBps8, kBps16, kBps32, kBps64, kBps128,

kBps256, infinity, kBps512-v1020, kBps1024-v1020,

kBps2048-v1020, spare5, spare4, spare3, spare2,

spare1},

bucketSizeDuration ENUMERATED {

ms50, ms100, ms150, ms300, ms500, ms1000, spare2,

spare1},

logicalChannelGroup INTEGER (0..3) OPTIONAL -- Need OR

} OPTIONAL, -- Cond UL

ulTTI-SpecificParameters SEQUENCE {

TTIType INTEGER (1..16),

priorityAmongTTIType INTEGER (1..16),

}

...,

[[ logicalChannelSR-Mask-r9 ENUMERATED {setup} OPTIONAL -- Cond SRmask

]],

[[ logicalChannelSR-Prohibit-r12 BOOLEAN OPTIONAL -- Need ON

]]

}

-- ASN1STOP

LogicalChannelConfig field descriptions

priority
Logical channel priority. Value is an integer.

ulTTI-SpecificParameters
Mapping of each TTI type (TTIType that can be represented by index, length, and so on) and the priority among TTIs (priorityamongTTIType).

(3) 단말은 기지국으로부터 한 종류의 TTI에 대응하는 UL grant을 할당 받았을 때 다음과 같이 동작한다.

A. 단말은 기지국으로부터 할당 받은 UL grant에 (해당 UL grant의 TTI 종류에 상관 없이) priority A > B > C > D 순으로 데이터를 채운다.

A. 단말은 priority가 높은 logical channel 순으로 각 logical channel의 TTI 우선 순위에 따라서 할당 받은 UL grant에 데이터를 채운다.

i. 본 예시에서는 logical channel A의 우선 순위가 가장 높은 것으로 가정하였다. 또한 logical channel A에 대해서 1 ms TTI을 갖는 UL grant가 0.2 ms TTI을 갖는 UL grant 보다 높은 우선 순위를 갖는다고 가정하였다. 따라서 단말은 logical channel A에 해당하는 데이터를 1 ms TTI을 갖는 UL grant에 먼저 채운 후 해당 UL grant가 부족할 경우 0.2 ms TTI을 갖는 UL grant에 이어서 데이터를 채운다.

ii. 단말은 logical channel A 다음으로 우선 순위가 높은 logical channel B에 대해서 동일한 동작을 반복한다. 여기서 logical channel B에 대해서는 0.2 ms TTI을 갖는 UL grant가 1 ms TTI을 갖는 UL grant 보다 높은 우선 순위를 갖는다고 가정하였다. 따라서 단말은 logical channel B에 해당하는 데이터를 0.2 ms TTI을 갖는 UL grant에 먼저 채운 후 해당 UL grant가 부족할 경우 1 ms TTI을 갖는 UL grant에 이어서 데이터를 채운다.

1. 이는 logical channel A에 해당하는 데이터를 1 ms 및 0.2 ms TTI을 갖는 UL grant에 채운 후 각 UL grant에 자원이 남은 경우를 가정하여 logical channel B에 해당하는 데이터를 채우는 경우를 설명한 것이다. 만약 logical channel A에 해당하는 데이터를 채운 후 모든 UL grant을 소진하였다면 그 것으로 LCP 동작은 종료된다. 만약 logical channel A에 해당하는 데이터를 채운 후 일부 UL grant는 소진되고 일부에만 자원이 남았다면 남아있는 자원이 존재하는 UL grant을 대상으로 위와 동일한 동작을 계속 수행한다.

이에 대한 동작 순서도는 아래의 [도 1i]과 같다.

- 1회 할당량: PBRa X TTIa

- 최대 총 할당량: PBRa X BSDa

- 1회 할당량: PBRb X TTIb

- 최대 총 할당량: PBRb X BSDb

<동작 4>

(2) 기지국은 단말에게 특정 logical channel에 속한 데이터를 일정 시간 이내에 반복 전송할 수 있는 권리를 부여한다. 이에 대한 설정 역시 아래와 같이 LogicalChannelConfig IE을 통해서 이루어질 수 있다.

A. 여기서 말하는 반복 전송이란 HARQ 및 이에 대한 ACK/NACK feedback과 별개로 특정 logical channel에 속한 데이터를 UL grant 할당 시 전송한 후 다음 UL grant 할당 시 다시 전송하는 것을 말한다.

B. 보다 구체적으로 기지국은 단말에게 아래에 관한 설정을 수행할 수 있다.

i. 특정 logical channel에 속한 데이터의 반복 전송 허용 여부

ii. 특정 logical channel에 속한 데이터의 반복 전송이 허용되는 최대 시간 구간

iii. 특정 logical channel에 속한 데이터의 최대 반복 전송 가능 횟수

- LogicalChannelConfig

LogicalChannelConfig information element

-- ASN1START

LogicalChannelConfig ::= SEQUENCE {

ul-SpecificParameters SEQUENCE {

priority INTEGER (1..16),

allowRepeatedTransmission BOOLEAN OPTIONAL -- Need ON

allowRepeatedTransmissionTimer ENUMERATED {sf1, sf2, sf4, sf8, sf16, spare1, spare2}, OPTIONAL -- Need ON

maxRepeatedTransmission INTEGER (1..16), OPTIONAL -- Need ON

prioritisedBitRate ENUMERATED {

kBps0, kBps8, kBps16, kBps32, kBps64, kBps128,

kBps256, infinity, kBps512-v1020, kBps1024-v1020,

kBps2048-v1020, spare5, spare4, spare3, spare2,

spare1},

bucketSizeDuration ENUMERATED {

ms50, ms100, ms150, ms300, ms500, ms1000, spare2,

spare1},

logicalChannelGroup INTEGER (0..3) OPTIONAL -- Need OR

} OPTIONAL, -- Cond UL

...,

[[ logicalChannelSR-Mask-r9 ENUMERATED {setup} OPTIONAL -- Cond SRmask

]],

[[ logicalChannelSR-Prohibit-r12 BOOLEAN OPTIONAL -- Need ON

]]

}

-- ASN1STOP

LogicalChannelConfig field descriptions

priority
Logical channel priority. Value is an integer.

allowRepeatedTransmission
Value TRUE indicates that repeated UL transmissions for a specific logical channel are allowed during allowRepeatedTransmissionTimer. Value FALSE indicates that repeated UL transmissions for a specific logical channel are not allowed.

allowRepeatedTransmissionTimer
The time during which repeated UL transmissions for a specific logical channel are allowed when allowRepeatedTransmission is set to TRUE.

maxRepeatedTransmission
The maximum number of repeated UL transmissions for a specific logical channel applied when allowRepeatedTransmission is set to TRUE.

(3) 단말은 기지국이 특정 logical channel에 속한 데이터의 반복 전송을 허용하였다면 반복 전송이 허용되는 최대 시간 구간과 최대 반복 전송 가능 횟수를 고려하여 반복 전송을 수행한다.

A. 이에 대한 예시는 아래의 [도 1j]에 나타나 있다.

i. 기지국은 단말에게 logical channel A에 대한 반복 전송을 허용하였다. 또한 반복 전송이 허용되는 최대 시간 구간을 5 normal TTI로 설정하였고, 최대 반복 전송 가능 횟수를 3회로 설정하였다.

단말은 T1 시점에 할당된 UL grant에 logical channel A의 데이터를 채워서 처음 전송한다. 그 후 반복 전송이 허용되는 최대 시간 구간인 5 normal TTI 내에 UL grant을 받았을 때 최대 반복 전송 가능 횟수인 3회를 넘지 않은 경우에는 T1 시점에 전송하였던 logical channel A의 데이터를 T2 시점에 할당 받은 UL grant에 다시 채운 후 전송할 수 있다. 동일한 동작이 T3 시점에 할당 받은 UL grant에도 동일한 원리로 적용될 수 있다.

<Logical Channel과 TTI 사이의 대응 관계>

위에서 설명한 동작 2 및 동작 3은 LogicalChannelConfig IE을 통해서 기지국이 단말에게 TTI 종류별 logical channel의 우선순위 (priorityForTTIType1, priorityForTTIType2 등) 및 서로 다른 TTI 종류 사이의 우선순위 (TTIType, priorityAmongTTIType 등) 등에 관한 정보를 제공한다. 여기서 단말은 특정 logical channel에 속한 데이터를 송수신하는데 있어서 기지국이 제공한 특정 logical channel의 LogicalChannelConfig IE에 포함되어 있는 TTI 종류만 사용한다고 해석할 수도 있다. 다르게 말하면 기지국은 LogicalChannelConfig IE을 통해서 단말이 해당 logical channel에 속한 데이터를 송수신하는데 사용할 수 있는 TTI 종류를 지정한다고 볼 수도 있다. 이러한 점에 대해서는 동작 2 및 동작 3의 설명에서도 언급하였지만 본 항목에서 조금 더 세부적으로 알아보도록 한다.

(1) Hard split-based approach

- 기지국은 단말에게 6개의 logical channel {1, 2, 3, 4, 5, 6} 및 2개의 TTI 종류 {A, B}을 지원하고 있다고 가정하여 보자.

- 단말은 logical channel {1, 2, 3}에 속한 데이터를 전송할 때 TTI 종류 A만 사용할 수 있다. 즉, TTI 종류 B을 사용하여 logical channel {1, 2, 3}에 속한 데이터를 전송할 수 없다.

- 단말은 logical channel {4, 5, 6}에 속한 데이터를 전송할 때 TTI 종류 B만 사용할 수 있다. 즉, TTI 종류 A을 사용하여 logical channel {4, 5, 6}에 속한 데이터를 전송할 수 없다.

- 이러한 상황은 [도 1k]에 묘사되어 있다.

(2) Soft split-based approach

- 단말은 logical channel {1, 2, 3, 4, 5, 6}에 속한 데이터를 전송할 때 TTI 종류 {A, B} 중 하나 혹은 일부 혹은 전부를 사용할 수 있다.

- 이러한 상황은 [도 1l]에 묘사되어 있다.

(3) Hybrid approach

- 기지국은 단말에게 9개의 logical channel {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} 및 3개의 TTI 종류 {A, B, C}을 지원하고 있다고 가정하여 보자.

- TTI 종류 A은 logical channel {1, 2, 3}에 속한 데이터를 전송할 때 사용될 수 있다.

- TTI 종류 B은 logical channel {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} 중 임의의 logical channel에 속한 데이터를 전송할 때 사용할 수 있다.

- TTI 종류 C은 logical channel {4, 5, 6, 7, 8, 9}에 속한 데이터를 전송할 때 사용될 수 있다.

- 이러한 상황은 [도 1m]에 묘사되어 있다.

또한 다음과 같은 상황도 생각하여 볼 수 있다.

- Logical channel {1, 2, 3}에 속한 데이터는 TTI 종류 A에 의해서 송수신될 수 있다.

- Logical channel {4, 5, 6}에 속한 데이터는 모든 TTI 종류를 통해서 송수신될 수 있다.

- Logical channel {7, 8, 9}에 속한 데이터는 TTI 종류 {B, C}에 의해서 송수신될 수 있다.

- 이러한 상황은 [도 1n]에 묘사되어 있다.

지금까지 설명한 hard split-based approach, soft split-based approach, hybrid approach 동작을 실현하기 위해서는 기본적으로 기지국이 단말에게 logical channel의 설정에 관한 정보를 알려줄 때 이에 속한 데이터를 송수신하는데 사용할 수 있는 TTI 종류도 함께 알려주어야 한다. 이는 다음과 같이 LogicalChannelConfig IE을 통해서 알려줄 수 있다. 동작 2 및 동작 3의 설명에서 언급한 LogicalChannelConfig IE 역시 이에 관한 정보와 함께 logical channel에 관한 priority 정보를 추가로 포함하고 있다고 볼 수 있다.

- LogicalChannelConfig

LogicalChannelConfig information element

-- ASN1START

LogicalChannelConfig ::= SEQUENCE {

ul-SpecificParameters SEQUENCE {

priority INTEGER (1..16),

prioritisedBitRate ENUMERATED {

kBps0, kBps8, kBps16, kBps32, kBps64, kBps128,

kBps256, infinity, kBps512-v1020, kBps1024-v1020,

kBps2048-v1020, spare5, spare4, spare3, spare2,

spare1},

bucketSizeDuration ENUMERATED {

ms50, ms100, ms150, ms300, ms500, ms1000, spare2,

spare1},

logicalChannelGroup INTEGER (0..3) OPTIONAL -- Need OR

} OPTIONAL, -- Cond UL

ulTTI-SpecificParameters SEQUENCE {

TTITypeSupported INTEGER (1..16)

}

...,

[[ logicalChannelSR-Mask-r9 ENUMERATED {setup} OPTIONAL -- Cond SRmask

]],

[[ logicalChannelSR-Prohibit-r12 BOOLEAN OPTIONAL -- Need ON

]]

}

-- ASN1STOP

LogicalChannelConfig field descriptions

priority
Logical channel priority in TS 36.321 [6]. Value is an integer.

TTITypeSupported
A list of TTI types that can be used to transmit data belonging to a specific logical channel. Note that each TTI type can be represented by an integer (i.e., a given identifier), a time duration of TTI (e.g., 0.1, 0.2, 0.5 and 1 ms), and so on.

위에서 설명한 LogicalChannelConfig IE 활용 외의 방법을 통해서도 각각의 logical channel에 속한 데이터가 전송될 수 있는 TTI 종류를 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.

<동작 5>

(1) 기지국은 단말에게 복수의 logical channel priority set을 제공한다. 이는 RRC signaling 중 LogicalChannelConfig IE을 통해서 이루어질 수 있다.

A. 예를 들면 logical channel priority set 1은 A > B > C > D 순으로 priority을 제공하고 logical channel priority set 2은 C > D > A > B 순으로 priority을 제공한다.

B. 아래의 LogicalChannelConfig IE은 복수의 logical channel priority set이 어떻게 설정되는지 보여준다.

- LogicalChannelConfig

LogicalChannelConfig information element

-- ASN1START

LogicalChannelConfig ::= SEQUENCE {

ul-SpecificParameters SEQUENCE {

prioritySet SEQUENCE {

prioritySetId INTEGER (1..16), OPTIONAL -- Need ON

priority INTEGER (1..16), OPTIONAL -- Need ON

}

prioritisedBitRate ENUMERATED {

kBps0, kBps8, kBps16, kBps32, kBps64, kBps128,

kBps256, infinity, kBps512-v1020, kBps1024-v1020,

kBps2048-v1020, spare5, spare4, spare3, spare2,

spare1},

bucketSizeDuration ENUMERATED {

ms50, ms100, ms150, ms300, ms500, ms1000, spare2,

spare1},

logicalChannelGroup INTEGER (0..3) OPTIONAL -- Need OR

} OPTIONAL, -- Cond UL

...,

[[ logicalChannelSR-Mask-r9 ENUMERATED {setup} OPTIONAL -- Cond SRmask

]],

[[ logicalChannelSR-Prohibit-r12 BOOLEAN OPTIONAL -- Need ON

]]

}

-- ASN1STOP

LogicalChannelConfig field descriptions

prioritySet
For a given logical channel, indicating logical channel priority set ID and corresponding logical channel priority. Both logical channel priority set ID and logical channel ID can be represented by an integer (and other representation is also possible).

(2) 기지국은 단말에게 UL grant을 할당할 때 해당 UL grant에 적용되는 logical channel priority set ID을 제공한다. 이는 PDCCH을 통해서 전송되는 DCI 등을 통해서 이루어질 수 있다.

아래의 표 8은 기지국이 단말에게 UL grant을 할당할 때 해당 UL grant에 적용되는 logical channel priority set ID을 알려주는 예시를 보여준다.

	Bit 수
Format 0/format 1A flag	1
Hopping flag	1
Resource block allocation	가변 (5 ~ 13 bits)
MCS and redundancy version	5
New data indicator	1
TPC command	2
Cyclic shift for DM-RS	3
CQI request	1
Padding	가변 (1 ~ 2 bits)
Logical channel priority set ID	4 bits

(3) 위의 (1)과 (2)의 과정을 통해서 단말은 복수의 logical channel priority set 및 UL grant에 해당하는 logical channel priority set ID을 제공받았다. 이를 기반으로 단말은 아래와 같이 동작한다.

A. 단말은 UL grant에 명시되어 있는 logical channel priority set ID을 확인하고 이에 대응하는 logical channel priority을 확인한다.

B. 단말은 현재 buffer에 존재하는 데이터를 위에서 확인한 logical channel priority에 따라서 UL grant에 채운다.

이러한 동작은 아래의 [도 1o]에 나타나 있다.

(1) 기지국은 단말에게 복수의 logical channel priority set 1과 2을 제공한다. 여기서 logical channel priority set 1의 logical channel priority는 A > B > C> D로 설정되어 있고 logical channel priority set 2의 logical channel priority는 C > D > A > B로 설정되어 있다.

(2) 기지국은 단말에게 UL grant을 할당할 때 해당 UL grant에 적용되는 logical channel priority set ID을 제공한다.

A. UL grant에 적용되는 logical channel priority set ID가 1인 경우에는 priority A > B > C > D 순으로 해당 UL grant을 통해서 할당 받은 자원을 채운다.

B. UL grant에 적용되는 logical channel priority set ID가 2인 경우에는 priority C > D > A > B 순으로 해당 UL grant을 통해서 할당 받은 자원을 채운다.

위의 (1)번 동작에서 기지국은 단말에게 각 TTI 종류 별 우선 순위 정보를 제공하였다. 본 발명에서는 우선 순위 정보 외에도 PBR (Prioritized Bit Rate) 및 BSD (Bucket Size Duration) 정보 역시 기지국이 단말에게 RRC signaling 등을 통해서 각 TTI 종류 별로 제공할 수 있음을 고려한다. 따라서 단말은 동일한 logical channel에 속한 데이터를 TTI 종류 a을 이용하여 전송할 때와 TTI 종류 b을 이용하여 전송할 때 서로 다른 PBR (PBRa 및 PBRb) 및 서로 다른 BSD (BSDa 및 BSDb)을 적용하게 된다. PBR과 BSD의 역할은 기존의 LTE와 동일한 것을 고려한다. 즉, 다음과 같이 동작한다.

- 특정 logical channel에 속한 데이터를 TTI 종류 a을 이용하여 전송할 때

■ 1회 할당량: PBRa X TTIa

■ 최대 총 할당량: PBRa X BSDa

- 특정 logical channel에 속한 데이터를 TTI 종류 b을 이용하여 전송할 때

■ 1회 할당량: PBRb X TTIb

■ 최대 총 할당량: PBRb X BSDb

<동작 6>

지금까지 설명한 동작 1 ~ 5는 기지국이 단말의 LCP을 결정하는 동작이라고 볼 수 있다. 동작 6에서는 단말이 주도적으로 자신이 사용할 LCP을 선택하는 동작을 알아보도록 한다.

(1) 기지국은 단말에게 복수의 logical channel priority을 제공한다. 하나의 예로써 단말에게 제공되는 logical channel priority은 현재 기지국이 운영하고 있는 각각의 TTI 종류에 최적화된 logical channel priority라고 볼 수 있다. 이는 RRC signaling 중 LogicalChannelConfig IE을 통해서 이루어질 수 있다.

A. 예를 들면 기지국은 단말에게 logical channel A > B > C > D 순으로 logical channel priority set을 하나 설정하여 제공하고 추가적으로 C > D > A > B 순으로 logical channel priority set을 하나 설정하여 제공한다. 예를 들면 logical channel priority set A > B > C > D은 보통 길이의 TTI에 적용하기 용이한 priority이며 logical channel priority set C > D > A > B은 짧은 길이의 TTI에 적용하기 용이한 priority라고 볼 수 있다.

B. 아래의 LogicalChannelConfig IE은 기지국이 단말에게 복수의 logical channel priority set을 제공하는 예시를 보여주고 있다.

- LogicalChannelConfig

LogicalChannelConfig information element

-- ASN1START

LogicalChannelConfig ::= SEQUENCE {

ul-SpecificParameters SEQUENCE {

prioritySet SEQUENCE {

prioritySetId INTEGER (1..16), OPTIONAL -- Need ON

priority INTEGER (1..16), OPTIONAL -- Need ON

}

prioritisedBitRate ENUMERATED {

kBps0, kBps8, kBps16, kBps32, kBps64, kBps128,

kBps256, infinity, kBps512-v1020, kBps1024-v1020,

kBps2048-v1020, spare5, spare4, spare3, spare2,

spare1},

bucketSizeDuration ENUMERATED {

ms50, ms100, ms150, ms300, ms500, ms1000, spare2,

spare1},

logicalChannelGroup INTEGER (0..3) OPTIONAL -- Need OR

} OPTIONAL, -- Cond UL

...,

[[ logicalChannelSR-Mask-r9 ENUMERATED {setup} OPTIONAL -- Cond SRmask

]],

[[ logicalChannelSR-Prohibit-r12 BOOLEAN OPTIONAL -- Need ON

]]

}

-- ASN1STOP

LogicalChannelConfig field descriptions

(2) 단말은 기지국에게 UL 자원을 요청할 때 (scheduling request 신호 전송 시 또는 buffer status report MAC CE 전송 시 등) 기지국으로부터 할당 받은 자원에 적용할 logical channel priority의 set ID을 explicit 또는 implicit 방법 등을 통해서 기지국에게 알린다.

(3) 단계 (2)에서 단말로부터 선호하는 logical channel priority set ID 정보를 수신한 기지국은 해당 set ID가 지칭하는 logical channel priority을 적용하기 용이한 자원 (예를 들면 짧은 TTI을 갖는 자원 또는 긴 TTI을 갖는 자원)을 선택한 후 이를 단말에게 UL grant을 통해서 할당한다.

(4) 단계 (3)에서 기지국으로부터 UL grant을 통해서 자원을 할당 받은 단말은 자신이 기지국에게 알려준 logical channel priority set ID가 지칭하는 logical channel priority에 따라서 LCP 수행 및 데이터 생성 후 전송을 수행한다.

동작 6에 대한 예시는 [도 1p]와 같다.

위의 단계 (2)에서 단말이 기지국에게 자신이 선호하는 logical channel priority에 대한 정보를 set ID 등의 형태로 제공한다고 설명하였다. 또한 이러한 정보는 scheduling request 신호 전송 시 또는 buffer status report MAC CE 전송 시 등에 제공한다고 설명하였다. 본 발명에서는 다양한 방법을 통해서 단말이 기지국에게 자신이 선호하는 logical channel priority set ID에 대한 정보를 제공할 수 있음을 고려한다. 아래의 이에 대한 예시에 해당한다.

- Buffer status report MAC CE에 preferred logical channel priority set ID을 포함시킴.

- Preferred logical channel priority set ID 정보를 포함하는 MAC CE을 새롭게 정의함.

- 단말에게 복수의 scheduling request 신호를 할당하고 각 scheduling request 신호와 각 preferred logical channel priority set ID을 대응시킴. 따라서 기지국이 특정 scheduling request 신호를 수신하면 scheduling request 신호의 종류에 따라서 단말의 preferred logical channel priority set ID을 알아낼 수 있음.

- 단말에게 하나의 scheduling request 신호를 할당하고, scheduling request 신호를 전송할 수 있는 시간 또는 주파수 자원을 구분하여 각 시간 또는 주파수 자원과 각 preferred logical channel priority set ID을 대응시킴. 따라서 단말은 항상 동일한 scheduling request 신호를 전송하더라도 기지국은 이를 수신한 시간 또는 주파수 자원에 따라서 단말의 preferred logical channel set ID을 알아낼 수 있음.

■ 1회 할당량: PBRa X TTIa

■ 최대 총 할당량: PBRa X BSDa

■ 1회 할당량: PBRb X TTIb

■ 최대 총 할당량: PBRb X BSDb

<동작 7>

본 동작에서는 단말이 UL grant을 통해서 UL 자원을 할당 받았을 때 LCP을 통해서 할당 받은 UL 자원에 데이터를 포함시키는 전체적인 동작에 대해서 설명한다. 기본적으로 앞에서 설명한 LTE의 LCP 동작을 기반으로 한다. 본 동작에서는 복수의 logical channel과 복수의 TTI가 존재할 때 LTE의 LCP 동작이 어떻게 개선되어야 하는가에 초점을 맞춘다.

먼저 [도 1k]와 같이 hard split, 즉 logical channel {1, 2, 3}은 TTI type A만 사용하도록 설정되어 있고 logical channel {4, 5, 6}은 TTI type B만 사용하도록 설정되어 있는 경우에는 LTE의 LCP 동작을 그대로 적용하면 된다. 즉, logical channel {1, 2, 3}에 속한 데이터를 TTI type A에 해당하는 UL 자원에 포함시킬 때에는 LTE의 LCP 동작을 그대로 적용하면 되고 logical channel {4, 5, 6}에 속한 데이터를 TTI type B에 해당하는 UL 자원에 포함시킬 때에는 LTE의 LCP 동작을 그대로 적용하면 된다. 보다 구체적으로 다음과 같이 동작한다.

(1) 단말은 LCH 1에 속한 데이터를 PBR₁ * TTI_A 만큼 채운다.

A. 여기서 LCH {1, 2, 3} 사이의 우선 순위는 1 > 2 > 3 순으로 가정하였다.

B. 또한 LCH 1에 속한 데이터는 최대 총 PBR₁ * BSD_A 만큼 채워질 수 있다.

(2) 만약 과정 (1) 수행 후 할당 받은 UL 자원이 남았다면 LCH 2에 속한 데이터를 PBR₂ * TTI_A 만큼 채운다.

(3) 만약 과정 (2) 수행 후 할당 받은 UL 자원이 남았다면 LCH 3에 속한 데이터를 PBR₃ * TTI_A 만큼 채운다.

(4) 만약 과정 (3) 수행 후 할당 받은 UL 자원이 남았다면 위의 (1) ~ (3)번 동작을 반복한다.

(5) 위의 과정을 수행하는 도중 할당 받은 UL 자원이 모두 소진되었으면 전체 동작이 종료된다.

위와 같은 동작을 LCH {4, 5, 6}과 TTI type B에도 동일하게 적용할 수 있다.

다음으로 [도 1l]과 같이 soft split, 즉 LCH {1, 2, 3}과 {4, 5, 6}은 TTI type A와 B을 모두 사용할 수 있지만 TTI type A에 대해서는 LCH {1, 2, 3}이 {4, 5, 6} 보다 높은 우선 순위를 갖고 TTI type B에 대해서는 LCH {4, 5, 6}이 {1, 2 3} 보다 높은 우선 순위를 갖는 경우를 생각해 보자. 이러한 경우에는 다음과 같이 두 가지 동작이 가능하다.

첫째, 단말이 전송하고자 하는 데이터를 TTI type A에 해당하는 UL 자원에 포함시킬 때 아래와 같이 LCH 사이의 우선 순위를 설정한 후 LTE의 LCP 동작을 그대로 적용한다. 보다 구체적으로 다음과 같이 동작한다.

(1) 단말은 LCH 1에 속한 데이터를 PBR_1,A * TTI_A 만큼 채운다.

A. 여기서 LCH {1, 2, 3, 4, 5, 6} 사이의 우선 순위는 1 > 2 > 3 > 4 > 5 > 6 순으로 가정하였다.

B. 여기서 PBR_1,A은 LCH 1에 속한 데이터를 TTI type A에 속한 데이터에 포함시킬 때 적용되는 PBR을 의미한다.

C. 또한 LCH 1에 속한 데이터는 최대 총 PBR_1,A * BSD_A 만큼 채워질 수 있다.

(2) 만약 과정 (1) 수행 후 할당 받은 UL 자원이 남았다면 LCH 2에 속한 데이터를 PBR_2,A * TTI_A 만큼 채운다.

(3) 만약 과정 (2) 수행 후 할당 받은 UL 자원이 남았다면 LCH 3에 속한 데이터를 PBR_3,A * TTI_A 만큼 채운다.

(4) 만약 과정 (3) 수행 후 할당 받은 UL 자원이 남았다면 LCH 4에 속한 데이터를 PBR_4,A * TTI_A 만큼 채운다.

(5) 만약 과정 (4) 수행 후 할당 받은 UL 자원이 남았다면 LCH 5에 속한 데이터를 PBR_5,A * TTI_A 만큼 채운다.

(6) 만약 과정 (5) 수행 후 할당 받은 UL 자원이 남았다면 LCH 6에 속한 데이터를 PBR_6,A * TTI_A 만큼 채운다.

(7) 만약 과정 (6) 수행 후 할당 받은 UL 자원이 남았다면 위의 (1) ~ (6)번 동작을 반복한다.

(8) 위의 과정을 수행하는 도중 할당 받은 UL 자원이 모두 소진되었으면 전체 동작이 종료된다.

위와 같은 동작을 LCH {1, 2, 3, 4, 5, 6}과 TTI type B에도 동일하게 적용할 수 있다.

둘째, 단말이 전송하고자 하는 데이터를 TTI type A에 해당하는 UL 자원에 포함시킬 때 TTI type A에 대한 우선 순위가 높은 LCH {1, 2, 3}에 속한 데이터를 모두 포함시킨 후 할당 받은 UL 자원이 남은 경우에만 LCH {4, 5, 6}에 속한 데이터를 포함시키도록 할 수도 있다. 보다 구체적으로 다음과 같이 동작한다.

(1) 단말은 LCH 1에 속한 데이터를 PBR_1,A * TTI_A 만큼 채운다.

(5) 만약 과정 (4) 수행 후, 즉 LCH {1, 2, 3}에 속한 데이터를 할당 받은 UL 자원에 모두 포함시켰음에도 불구하고 할당 받은 UL 자원이 남았다면 LCH {4, 5, 6}에 속한 데이터를 채우기 시작한다. 즉 LCH 4에 속한 데이터를 PBR_4,A * TTI_A 만큼 채운다.

A. 여기서 LCH {4, 5, 6} 사이의 우선 순위는 4 > 5 > 6 순으로 가정하였다.

(6) 만약 과정 (5) 수행 후 할당 받은 UL 자원이 남았다면 LCH 5에 속한 데이터를 PBR_5,A * TTI_A 만큼 채운다.

(7) 만약 과정 (6) 수행 후 할당 받은 UL 자원이 남았다면 LCH 6에 속한 데이터를 PBR_6,A * TTI_A 만큼 채운다.

위와 같은 동작을 TTI type B에도 동일하게 적용할 수 있다.

<제2실시예>

본 발명은 3GPP RAN 5G SI 에서 논의되고 있는 Energy Efficiency KPI [1]를 달성하기 위한 기지국 및 단말의 동작 방식에 대한 기술이다. 해당 표준에서는 향후 10년 이내에 단말 및 기지국 네트워크의 전력 효율성 [bit/J] 이 1000배 이상 향상되는 것을 주 목표 [2][3]로 에너지 효율적 동작을 정의하고 있다. 이를 위해 고주파수 대역의 mmW 동작 시 필수적인 Beamforming 전송 방식에 따른 전력 추가 소모 가능성을 해결하기 위해 단말의 Active 동작 시간을 감소 시키는 제어가 논의 시작되고 있다.

본 발명에서 제안하고 있는 기술은 이동통신시스템 (5G 혹은 NR)에서 적용 예정인 3개의 RRC state인 Connected_Active, Connected_Inactive, Idle에 기반한 RRC connection 제어 및 유지 방법에 관한 기술이다. 특히, data 전송을 하는 RRC state (Inactive 및(or) Active) 결정 방법 및 단말의 traffic전송시 RRC Inactive state에서 효율적으로 전송을 수행하는 경우에 대해서 Spectral efficiency 향상 및 Channel access 방법을 향상시키도록 하는 기능을 지원하는 방법에 대해 다룬다.

무선 통신 단말이 데이터를 송수신 하기 위한 RRC state의 설계는 음성통화 위주의 이전 세대의 설계 철학으로 지나치게 보수적으로 설계 되었다. 예를 들어 traffic 수신 이후 일정시간 동안 traffic 도착이 없음에도 RRC connected 상태로 (Connected DRX) 등의 대기시간을 유지하는 데 이로 인한 전력 소모가 심각하다. 또한 스마트폰 사용자의 경우, 사용자 QoS와 상관없는 keep alive message등이 data로 빈번하게 발생하는데 이를 위한 RRC connection을 음성 통화 서비스 기반으로 설계할 경우 단말 전력 소모가 더욱 악화될 수 있다.

따라서 본 특허에서는 data 전송을 하는 RRC state (Inactive 및(or) Active) 결정 방법 및 RRC Inactive state에서 단말의 traffic전송시에 효율적으로 전송하도록 하는 Spectral efficiency 향상 및 Channel access 방법 향상을 주 내용으로 한다.

도 2a에서 상기 gNB들 기지국으로 UE와 무선 채널을 통해 연결되며 기존 (UMTS)의 NodeB와 LTE의 eNodeB 기지국 보다 복잡한 역할을 수행한다.

해당 이동통신 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP) 서비스와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 상기 gNB들이 담당한다. 하나의 gNB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 상기 S-GW는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, 상기 MME의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. 상기 MME는 상기 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다.

도 2a에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 (5G, NR) 통신 시스템의 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 5G, NR) 통신 시스템에서 적용 예정인 3개의 RRC state인 Connected_Active, Connected_Inactive, Idle에 대해서 설명하기로 한다.

도 2b과 같이 3GPP NR은 기존 2개의 RRC state에 추가로 Inactive state를 더해 3개 RRC State를 운용하며 단말은 한번에 하나의 RRC State로 동작하기로 결정하였다.

도 2c (5G, NR) 통신 시스템에서 Inactive상태의 단말과 기지국 MME의 상태 예시를 나타낸 도면으로 신규 RRC 상태인 Inactive는 단말과 기지국의 Air interface는 비 접속 상태이지만 기지국과 MME의 core network은 접속상태를 유지하고 단말이 기지국과 RRC Connected_Active상태를 해지 (Release) 하더라도 기지국과 MME는 ECM Connected상태로 단말 Context는 기지국과 MME가 저장하고 있는 것을 가정한다. 지난 3GPP RAN2#95 회의에서 RAN2 는 아래와 같이 합의하고 신규 Inactive state에서의 data전송 및 관련 이슈를 논의 예정이다.

Agreements:
1: RRC states with significantly overlapping characteristics should be avoided.
2: At least one RRC state for low activity should meet the NR control plane latency requirement and must be capable of achieving a comparable power efficiency to that of LTE's IDLE state.

[95#28][NR] Data transmission in 'new state' (Huawei)
To identity the potential benefits and disadvantages associated with a/ the UE performing state transition from the 'new state' to full connected in order to transfer data, and b/ data transfer able to occur in the 'new state'.
Email should focus first on the aspects related to uplink transmission and then, if time allows, consider aspects related to downlink transmission.
Intended outcome: Email discussion report to the next meeting.

도 2d은 본 발명의 실시 예에 따른 RRC 상태 (idle, Connected_Active, Connected_Inactive) 사이에 상태 천이하는 예를 도시한 도면으로 이러한 3개의 RRC State가 천이되는 동작은 기존 LTE에서 2개의 RRC state가 Idle ⇔ Connected_Active 천이되는 동작에 대비하여 1-1) 5G NR에서는 다음과 같이 RRC State가 천이되는 동작의 방법으로 옵션 1) 세 상태간 이동이 다음과 같이 진행되고 Idle ⇔ Connected_Inactive ⇔ Connected_Active 아래 해당 이벤트 발생에 따라 다음과 같은 동작 실시 예가 가능하다.

① 초기 연결: Idle -> Connected_Active,

② Traffic timer 만료: Connected_Active -> Connected_Inactive,

③ Traffic 도착 시: Connected_Inactive -> Connected_Active,

④ UE power off: no coverage: Connected_Inactive or Connected_Active -> Idle로 동작할 수 있다.

RRC State가 천이되는 동작의 방법으로 옵션 2) Idle ⇔ Connected_Active, Connected_Inactive ⇔ Connected_Active로 천이하고 Idle ⇔ Connected_Inactive 천이 없는 동작에서는 해당 이벤트 발생에 따라 다음과 같은 동작 실시 예가 가능하다.

① 초기 연결: Idle -> Connected_Active ,

② Traffic timer 만료: Connected_Active -> Connected_Inactive

③ Traffic 도착: Connected_Inactive -> Connected_Active,

④ UE power off: no coverage: Connected_Active -> Idle, Connected_Inactive -> Connected_Active -> Idle로 동작할 수 있다.

RRC State가 천이되는 동작의 방법으로 옵션 3)으로 Connected_Inactive ⇔ Connected_Active 두 state만 천이하는 방법으로 해당 이벤트 발생에 따라 다음과 같은 동작 실시 예가 가능하다.

① 초기 연결: Connected_Inactive -> Connected_Active

② Traffic timer 만료: Connected_Active -> Connected_Inactive

③ Traffic 도착: Connected_Inactive -> Connected_Active

④ UE power off: no coverage: Connected_Active -> Connected_Inactive

도 2d에서 살펴본 RRC 상태 (idle, Connected_Active, Connected_Inactive) 사이에 상태 천이하는 예를 도시한 동작에서 단말이 Data를 송수신하는 모드는 아래와 같이 세가지 예를 들 수 있다.

- 모드 1) INACTIVE state 에서 Data 전송

- 모드 2) INACTIVE 에서 ACTIVE 상태로 천이 이후 Data 전송

- 모드 3) INACTIVE state 에서 Data 전송을 시작하고 ACTIVE state로 천이 이후 Data 추가 전송하는 방법

도 2e, 2f는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 모드 1)에 해당하는 INACTIVE state 에서 Data 전송 동작을 개략적으로 도시한다. 이러한 INACTIVE state에서 바로 Data를 전송하는 동작은 단말이 Inactive 상태에서 RRC active 상태로 천이하는 지연 및 제어 시그널링이 필요하지 않고, Active 상태에서의 대기시간을 제거할 수 있는 장점이 있지만 Grant-free 전송으로 인한 channel access 효율성 감소 및 CQI와 BSR등의 정보의 부제로 전송 Spectral efficiency의 감소의 단점이 존재한다.

기존의 Idle 상태에서의 data전송이 Grant-free 전송으로 인한 channel access 효율성 감소 및 CQI와 BSR등의 정보의 부제로 전송 Spectral efficiency의 감소의 단점이 존재하지만, 신규로 정의되는 Inactive 상태의 단말 동작을 설계하는 방법에 있어서, RRC Inactive state에서 단말의 traffic전송시에 효율적으로 전송하도록 하는 Spectral efficiency 향상 및 Channel access 향상 방법을 도 2i/2j/2k 부분에서 추가로 제안한다.

도 2e, 2f의 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 모드 1)에 해당하는 INACTIVE state 에서 Data 전송 동작에서는 Inactive 상태에서 단말 RACH 절차에서 control message인 RACH signalling에 data를 piggyback하여 전송하는 방법을 도시한다.

도 2e는 RACH 절차에서 Message3 RRC connection (resume) request 에 data를 추가하여 전송하는 예시를 나타낸다.

도 2ea에서 보듯이 Message3 RRC connection (resume) request는 SRB로 전송되고 Data는 DRB로 전송되지만 이 둘은 MAC multiplexing을 통하여 하나의 Transport block으로 한번의 전송으로 전달된다.

이때 MSG3에 data전송이 완료되지 못하는 경우, 단말 버퍼 상태 정보(BSR) 을 MSG3에 전송하여 차후 전송 필요에 대한 정보를 기지국에 전송한다. 예를 들어 도 2fa는 MSG3에 data전송이 완료되지 못하는 경우, 단말 버퍼 상태 정보(BSR) 을 MSG3에 전송하여 차후 전송 필요에 대한 정보를 기지국에 전송하고 MSG3에 대한 ACK 정보를 포함한 RRC resume response를 기지국이 단말에게 전송하여 Active상태로 천이한 이후 잔여 data를 active상태에서 전송하는 방법이다.

도 2ha와 같이 MSG3에서 Data 전송 이후 잔여 data는 MSG5을 통해 inactive상태에서 추가로 전송될 수 있다. 또한 MSG5전송으로도 data 전송이 완료되지 않고 active 상태로의 천이가 더 유리하다고 (관련 결정 기준은 도 2ㅣ부분에서 부가 설명) 판단되는 경우, 도 2i-2와 같이 MSG5에 대한 ACK 정보를 포함한 RRC resume response를 기지국이 단말에게 전송하여 Active상태로 천이한 이후 잔여 data를 active상태에서 전송하는 방법이다.

도 2f는 RACH 절차에서 Message5 RRC connection (resume) complete에 Data를 추가하여 전송하는 예시를 나타낸다.

도 2e는 RACH Message3에 전송방법은 도 2f RACH Message5에 전송 방법에 대비하여 제어 시그널링 수가 적어서 네트워크 제어 부담 및 지연 감소의 효과가 있으나 RACH Message3이전 RA Preamble과 RA Response로 활용 가능한 정보가 제한되어 있어 전송 SE가 감소할 우려가 있다.

해당하는 내용인 Inactive상태에서 단말의 traffic전송시 Spectral efficiency 향상 및 Channel access 향상 방법을 도 2m/2n/2o 부분에서 추가로 제안한다.

도 2e의 RACH Message3와 도 2f RACH Message5 모두 data 전송 이후에는 해당 data에 대한 ACK과 RRC state천이 여부에 대한 정보를 RRC response로 전송한다. 이때 RRC response가 suspend일 경우 Inactive state를 유지하고 resume일 경우 Active state로 천이하여 이후 data 전송을 진행한다.

도 2h,2i는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 모드 2)에 해당하는 INACTIVE 에서 ACTIVE로 상태 천이 이후 Data 전송 동작을 개략적으로 도시한다. 이러한 Active state로 천이 이후에 Data전송을 시작하는 동작은 단말이 Inactive 상태에서 RRC active 상태로 천이하는 지연 및 제어 시그널링의 부담이 존재하고, Active 상태에서의 대기시간으로 인해 단말 전력소모가 발생한다. 장점으로는 Active상테에서의 Granted 전송으로 인한 channel access 효율성 증대 및 CQI 와 BSR등의 정보 활용으로 전송 Spectral efficiency의 향상을 꾀할 수 있다.

도 2h,2i는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 모드 2)에 해당하는 INACTIVE 에서 ACTIVE로 상태 천이 이후 Data 전송 동작은 Active 상태로 천이 이후 data를 전송한다는 점에서 기존 LTE동작과 유사하지만 RACH에서 전송되는 control signal이 RRC connection (resume) request로 RRC설정 과정에서 저장되어 있는 UE context를 활용하여 Core (gNB-MME) 네트워크 간 시그널링 지연 및 개수가 감소하는 효과가 있다. 또한 data 전송 이후 6. RRC connection suspend 메시지를 통해 단말을 저전력 모드인 Inactive 상태로 빠르게 천이할 수 있다.

도 2h, 2i는 본 발명의 실시 에 따른 NR 시스템에서 모드 3)에 해당하는 INACTIVE state 에서 Data 전송을 시작하여 ACTIVE state로 천이, 이후 Data 전송 동작을 개략적으로 도시한다.

모드1) 과 모드2)의 hybrid형태로 data를 전송하는 방식으로 단말이 Inactive 상태에서 RRC active 상태로 천이하는 지연 및 제어 시그널링의 부담을 제거하여 Data의 초기 전송지연을 감소시키면서 이후에 data전송의 Granted 전송으로 인한 channel access 효율성 증대 CQI 와 BSR등의 정보 활용으로 전송 Spectral efficiency의 향상을 동시에 꾀할 수 있다.

다시 말해서, 도 2h의 RACH Message3와 도 2i RACH Message5 모두 data 전송 이후에는 해당 data에 대한 ACK과 RRC state천이 여부에 대한 정보를 RRC response로 전송한다. 이때 RRC response가 suspend일 경우 Inactive state를 유지하고 resume일 경우 Active state로 천이하여 이후 data 전송을 진행한다.

도 2h는 RACH Message3 기반한 Inactive 상태에서의 data 전송 이후 RRC active 상태로 천이하여 data를 전송하는 방법을 나타내고,

도 2i는 RACH Message5 기반한 Inactive 상태에서의 data 전송 이후 RRC active 상태로 천이하여 data를 전송하는 방법을 도시한다. Active상태에서 data 전송 이후 6. RRC connection suspend 메시지를 통해 단말을 저전력 모드인 Inactive 상태로 빠르게 천이할 수 있다.

도 2j, 2k, 2l은 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 data 전송을 하는 RRC state (Inactive 및 (or) Active) 결정 및 제어를 위한 단말 기지국간 시그널링 동작 예시를 나타낸 도면이다.

도 2j는 data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정하기 위하여 기지국 configuration 기반으로 단말이 event trigger하고 이를 feedback하여 기지국이 결정하는 방법을 도시한다.

* 1 단계) 단말이 기지국으로부터 data 전송을 하는 RRC state (Inactive 및(or) Active) 결정 방법에 관한 Configuration을 수신하는 단계로

단말이 해당 통신 시스템에 초기 접속을 수행할 때 혹은 전원을 켰을 때 (Turn on) 혹은 단말이 해당 기지국으로부터 System Information (SI) 수신 시에, 기지국은 각 단말에 적용할 RRC State 종류 및 전환 방법 결정에 관련된 configuration 정보를 전송한다.

* 2 단계) 기지국 configuration 기반으로 단말이 event trigger하고 이를 기지국에게 feedback 전송하여 기지국이 이를 기반으로 Data전송 모드 (1) INACTIVE 상태에서 data 전송, 2) ACTIVE 상태로 천이 결정, 3) INACTIVE로 data 전송 시작해서 Active로 연속 data 전송 동작 중에서 선택한다. 세가지 모드 중에서 모드 1) 모드 3)은 RRC response 이전 동작이 동일하므로 기지국은 모드 1)3)과 모드 2) 만을 구분하여 알려줄 수 있다. 이후 모드 1) 과 모드 3)의 구분은 RRC response 1) ACK & suspend, 2) Resume 기반으로 구분 동작 가능하다.

* 3 단계) Data 전송 모드를 전환한 이후 이를 system information이나 dedicated signalling (paging등) 을 통해 단말에게 전송한다.

* 4 단계) 초기 Inactive 상태에서 data 전송 이후 active 상태에서 data 전송이 필요한 경우, 기지국은 RRC response 이내의 정보를 1) ACK & suspend, 2) Resume 전송하고 이를 기반으로 단말은 이후 data 전송 RRC state를 Inactive 로 유지하거나 혹은 active로 천이하는 동작을 수행한다.

도 2k는 기지국 configuration 기반으로 단말이 event trigger하고 data전송 모드를 전환을 결정한 이후 이를 data 전송 과정에서 (예를 들어 RACH UL message에 embedded하여) 기지국으로 전송하여 알려주는 방법을 도시한다.

* 2 단계) 기지국 configuration 기반으로 단말이 event trigger하고 이를 기반으로 Data전송 모드 (1) INACTIVE 상태에서 data 전송, 2) ACTIVE 상태로 천이 결정, 3) INACTIVE로 data 전송 시작해서 Active로 연속 data 전송 동작의 3가지 전송모드 중에서 단말이 선택한다. 세가지 모드 중에서 모드 1) 모드 3)은 RRC response 이전 동작이 동일하지만 단말은 모드 1)2)3)과 모드 2) 만을 구분하여 알려줄 수 있다. 이후 모드 1) 과 모드 3)의 구분은 RRC response 1) ACK & suspend, 2) Resume 기반으로 구분 동작 가능하다.

* 3 단계) 선택한 Data 전송 모드를 기지국에 전송하기 위해서 data 전송 과정에서 (예를 들어 RACH UL message에 embedded하여) 기지국으로 전송하여 알려주는 동작

이때, 세가지 Data 전송 모드 중에서 모드 1) 모드 3)은 RRC response 이전 동작이 동일하지만 단말은 모드 1)2)3) 모드 전체를 구분하여 알려주어 기지국이 적절한 RRC response 1) ACK & suspend, 2) Resume 를 전송할 수 있도록 동작한다.

도 2l은 기지국 configuration 기반으로 단말의 event trigger 및 feedback 없이 기지국이 data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정하는 방법을 도시한다.

도면 2la에서 보듯이 해당 configuration은 RRC inactive 상태 시작 설정시에 기지국이 단말에게 설정할 수 있으며, 해당 예로는 data 전송을 하는 RRC state (Inactive 및(or) Active) 결정 및 MSG3 혹은 MSG5 전송 모드를 결정하는 Event를 정의하고 이를 위한 parameter를 설정하는 동작, 해당 parameter는 단말의 Buffer 크기 및 RSRP 임계값 설정을 포함한다. 기지국이 System Information을 통해 해당 configuration을 업데이트 동작할 수 있다.

* 2 단계) 기지국은 단말의 feedback없이 Data전송 모드 (1) INACTIVE 상태에서 data 전송, 2) ACTIVE 상태로 천이 결정, 3) INACTIVE로 data 전송 시작해서 Active로 연속 data 전송 동작 중에서 선택한다. 세가지 Data 전송 모드 중에서 모드 1) 모드 3)은 RRC response 이전 동작이 동일하므로 기지국은 모드 1)3)과 모드 2) 만을 구분하여 알려줄 수 있다. 이후 모드 1) 과 모드 3)의 구분은 RRC response 1) ACK & suspend, 2) Resume 기반으로 구분 동작 가능하다.

data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정하기 위한 정보는 아래의 전송 data traffic의 특성 및 단말의 특성에 기반하여 결정될 수 있다.

1) 기지국에게 feedback하여 기지국이 Data 전송을 위한 RRC state를 결정하여 RRC response (RRC suspend 혹은 RRC resume) 을 전송하는 동작

2) 혹은 단말 내에서 Data 전송을 위한 RRC state를 결정하여 이를 RRC connection request (resume request) message 이내에 resume_cause로 inactive_data 전송 혹은 Active_data 전송으로 구분하여 요청하는 동작

data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정하기 위한 Traffic 특성 기반 결정 기준으로 아래의 요소들의 일부 혹은 조합을 기준으로 선택하는 동작,

* Data Packet size는 small data의 경우 Inactive 상태에서 전송하는 것이 단말 전력 효율이나 Data 송수신 지연 측면에서 유리하다. 동작의 일실 시 예로 2/3 SDU size로 정의할 수 있으며 시스템에 따라 그 상세 값을 Configuration하여 운용할 수 있다.

* Data Packet Interval: 빈번한 data traffic 도착하는 경우 Active 상태로 천이하여 전송하는 것이 유리할 수 있다. data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정 기준으로 단위시간당 traffic unit 도착 개수 등을 기준으로 하는 동작

- Traffic pattern 을 기준으로 결정하는 방법에서 기지국 (network)의 UE inactivity timer을 반영한 connected_active state의 비율과 inactive state의 비율 및 idle state의 비율을 기반으로 이를 기지국이 판단하거나

- 단말에 저장한 이전 data 전송 시에 RRC state 비율을 기반으로

단말이 idle mobility (단말이 idle 상태나 inactive 상태에서 handover없이 이동하여 현재 위치하는 기지국이 단말의 정보/feedback을 받지 않는 동작)으로 기지국이 이러한 정보를 모르는 경우 이전 정보를 단말이 기지국에게 feedback하고 이를 기반으로 data전송을 위한 RRC state를 기지국이 결정하는 동작

- 혹은 단말에 저장한 이전 data 전송 시에 단말 정보 (traffic pattern, mobility 정보)를 UE context에 저장하고 update하여 X2를 통해 Anchor 기지국에서 camped 기지국으로 포워딩하여 전송하는 방법을 포함한다.

* Data packet sum in UE/gNB buffer: 단말 and/or 기지국의 buffer에 traffic 크기를 기준으로 data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정하는 방법, 이때 buffer size는 Application단 IP단, PDCP, RLC, MAC, PHY단의 buffer를 포함하여 동작할 수 있음.

* Data packet delay requirement는 NR에서 정의하는 eNBB, ULRRC, mMTC 등의 traffic 서비스 별 특성 및 QoS (Bearer별 CQI)등을 기반으로 결정하며 상기 요소를 포함하는 특성을 기반으로 data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 선택하는 동작

* Network loading (Contention 확률): 단말 혹은 기지국이 판단한 channel access 시에 발생하는 contention 확률에 근거하여 Data를 전송할 RRC state를 결정하는 동작

- 일실시 예로 Data전송을 위해 channel 에 access하는 단말 수가 많은 경우,RRC connected active 상태로 천이하여 data를 전송도록 하는 동작을 포함함

- channel access 시에 발생하는 contention 확률은 기지국이 Contention resolution을 통해 파악한 정보를 활용할 수 있으며

- 혹은 단말이 인근 간섭 level을 측정 (예를들어) RSRQ를 기반으로 판단하여 기지국이 pre-configured 한 임계값 (threshold)를 기준으로 event가 발생하는 경우 이를 기반으로 판단하는 동작

Data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정하기 위한 단말 특성으로는 아래의 요소들의 일부 혹은 조합을 기준으로 선택하는 동작,

* 단말-기지국간 거리 (Short/Long Coverage) 는 단말-기지국 간 pathloss 를 기반으로 예를 들어 수신 RSRP/RSRQ 기반으로 판단하는 동작

단말 위치가 기지국으로부터 cell center 영역에 위치하는지 boundary 영역에 위치하는지를 단말-기지국간 거리 임계값 (Threshold) 혹은 수신 신호 값 (예 RSRP/RSRQ) 기준으로 판단하는 동작

: 일실 시 예로 RACH 동작 시 RA Preamble 전송 및 RAR 수신 과정에서도 해당 정보 파악 가능하므로 이를 기반으로 data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정하는 동작

: 해당 정보는 Inactive 상태에서 전송가능 한 payload length를 결정하는 기준이 되므로

- CQI 및 유사 정보 보유 시에는 근거리 (높은 수신신호 품질) 일수록 Inactive에서 data를 전송하는 방식이 유리하며

- CQI 및 유사 정보 부재 시에는 근거리 (높은 수신신호 품질) 일수록 Active 상태에서 data를 전송하는 방식이 상대적으로 유리하여 이를 기반으로 data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정하는 동작

* 단말 사용상태: Latency Tolerance, 해당 단말에 traffic이 사용자가 직접 입력하거나 QoS에 영향을 주는 직접적인 traffic이 아닌 경우, 저 지연 요소가 중요하지 않으므로 Network-wide (SE) 효율성 향상을 위해 Active 상태에서 data를 전송하는 방식을 선택하는 동작의 예,

혹은 동일하게 사용자가 직접 입력하거나 QoS에 영향을 주는 직접적인 traffic이 아닌 경우, 단말의 저전력 동작을 위해 (불필요한 C-DRX 구간 제거를 위해) Active 상태에서 data를 전송하는 모드를 선택하는 동작의 예,

* 단말 이동 속도 및 최근 RRC connected되었던 기지국으로부터 Idle mobility 여부:

- 단말 ID (Cell ID C-RNTI)를 Inactive 상태 data 전송 상황에서 재 사용가능 한지 여부를 기반으로 한 data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정 동작

- 단말의 UP 보안 정보 (security key)를 Inactive 상태 data 전송 상황에서 재 사용가능 한지 여부를 기반으로 한 data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정 동작

- Idle mobility 지원 overhead (Paging S1, X2)을 포함하는 요소를 고려하여 결정하는 동작을 수행한다.

Paging 동작 방법에 따라 (CN-based paging 혹은 RAN-based paging) 혹은 tracking area/paging area 크기에 따른 단말 mobility 지원 overhead (Paging S1, X2)를 기준으로 data 전송을 위한 RRC state 천이를 결정하는 방법.

* UE battery status: 단말의 전력 소비 상태를 기지국에게 feedback하여 이를 참고하여 data를 전송할 RRC state를 결정하는 방법

이러한 상기 feedback은 RRC state의 RRC connected active로의 천이 혹은 천이 없이 inactive state에서의 data 전송으로 수행될 수 있다.

상기 요소를 포함하는 특성을 기반으로 data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 기지국이 설정하는 단말 event trigger및 feedback 기반으로 기지국 정보를 더하여 결정하거나 기지국 내부 정보만을 활용하여 결정하거나 기지국이 설정하는 규칙에 따라 단말이 내부적으로 결정하는 동작 및 이를 단말/기지국에 전송하고 이후 data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 변경하여 전송하는 동작.

앞서 설명한 Data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정하기 위한 단말/Data traffic 특성을 포함하는 요소들의 반영은 RRC 상태 천이 절차에 제어메시지 전송으로 반영될 수 있으며

혹은 일부 DRB는 Inactive 상태 data 전송 전용 DRB로 설정하고

다른 DRB는 Active 상태 data 전송 전용 DRB로 설정하여

Data Traffic 발생시 해당 전송을 각각 다른 DRB에 mapping하여 전송하는 절차로 반영 될 수 있다.

도 2lb는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 data 전송을 하는 RRC state (Inactive 및(or) Active) 결정 및 제어를 위한 단말 기지국간 시그널링 동작 예시를 나타낸 도면으로 기지국 configuration 기반으로 단말의 event trigger 기반으로 단말 내부에서 기지국으로의 feedback 없이 기지국이 data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정하는 방법을 동작을 설명하는 도면이다.

해당 동작의 경우 MSG3의 BSR이나 RSRP 정보 전송이전에는 기지국이 해당 정보를 알수 없기 때문에 기지국에 MSG3를 할당할 때 해당 정보 BSR이나 RSRP 정보 없이 MSG3의 할당 크기를 default로 할당할 수 있다.

또한 단말이 MSG1 (RA preamble)을 기반으로 예를 들어 RA sequence의 Group 정보를 기반으로 BSR이나 RSRP 정보 관련정보를 전달 할 수 있다. 하지만 전달할 수 있는 정보량이 한정적이여서 small data에 해당하는 low-precision으로 소수개의 예를 들어 2-3개의 MSG3의 크기를 지정하는 정보를 전달하는 동작,

또한 PA preamble의 Sequence 도메인 이외에

Time 도메인

Frequency 도메인

Beam 도메인 (spatial 도메인)의 pre-configuration 된 규칙 기반으로

단말이 RACH를 접속하는 자원 (time, frequency. Beam)의 indication에 따라 기지국이 해당 MSG3의 할당을 수행하는 동작.

일 실시예로 단말이 sub-slot 1-5중에서 2로 RACH를 수행하는 경우 기지국은 pre-configuration된 Look up table (LUT) 기반 해당 2번째 MSG3 size에 해당하는 UL 자원의 크기를 grant하는 동작을 포함할 수 있다.

도 2lc는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 data 전송을 하는 RRC state (Inactive 및(or) Active) 결정 및 제어를 위한 단말 기지국간 시그널링 동작 예시를 나타낸 도면으로 기지국 configuration 기반으로 단말의 event trigger 기반으로 단말에서 기지국으로의 추가 feedback을 통하여 기지국으로 단말 정보 (RSPR 혹은 BSR)를 전송하고 기지국이 data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정하는 방법을 동작을 설명하는 도면이다.

해당 동작의 경우 MSG3의 BSR이나 RSRP 정보를 Data 전송 이전에 전송하므로 기지국이 해당 정보를 알고 있기 때문에 기지국에 MSG3를 할당할 때 해당 정보 BSR이나 RSRP 정보 기반하여 MSG3의 할당 크기를 최적화 하여 (data 전송에 필요한 최소 크기로 혹은 채널 상황이 허락하는 최대 크기로) 할당할 수 있다.

도 2ld는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 data 전송을 위해 단말이 기지국이 configuration한 event trigger 기반으로 단말이 data를 전송할 MSG3 혹은 MSG5 혹은 RRC state 천이 관련 동작 모드를 결정하는 방법을 동작을 설명하는 도면이다.

단말의 buffer 상태 크기가 0이상인 경우, 전송할 데이터가 발생한 경우 해당 단말의 RSRP가 MSG3의 RRC connection request 혹은 RRC resume request를 전송할 수 있는 최대 coverage에 기반하여 MSG3에 data전송 여부를 결정한다.

이후 단말의 buffer 상태 정보에 따라 MSG3에 data전송 여부 및 MSG5에 추가 data 전송 혹은 active상태로 천이 이후에 추가 data전송 여부를 차례로 결정하여 동작한다.

이때 data 전송이 완료된 경우에는 RRC response message로 RRC suspend message를 전송하고 active상태로 추가 전송 동작의 경우 RRC resume message를 전송한다.

도 2le는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 data 전송을 위해 단말이 기지국이 configuration한 event trigger 기반으로 기지국에 해당 Event에 대한 추가적인 feedback 없이 동작할 경우에 단말이 data를 전송할 MSG3 혹은 MSG5 혹은 RRC state 천이 관련 동작 모드를 결정하는 방법을 동작을 설명하는 도면이다.

도 2lf는 본 발명의 실시 예에 따른 NR 시스템에서 data 전송을 위해 단말이 기지국이 configuration한 event trigger 기반으로 기지국에 해당 Event에 대한 추가적인 feedback 을 전송하는 경우에 단말이 data를 전송할 MSG3 혹은 MSG5 혹은 RRC state 천이 관련 동작 모드를 결정하는 방법을 동작을 설명하는 도면이다.

도 2lg는 본 발명의 실시 예에 따른 동작으로 data 전송을 어떤 RRC state 에서 수행할지 결정하기 위한 동작이다. 단말은 기지국이 configuration한 event trigger 기반으로 만약 단말이 전송할 Data가 있고 이때 해당 Event에 대한 추가적인 feedback 이 필요하여 전송한다. 이를 기반으로 기지국이 RRC state 천이 관련 동작 모드를 결정하는 동작을 설명하는 도면이다.

이때 기지국이 configuration한 event trigger 기반이 되는 criterion은 network loading, UE mobility, UE battery status, UE location (cell center or boundary 각각 혹은 조합을 포함하는 event를 기준으로 판단하는 동작.

기존의 Idle 상태에서의 data전송이 Grant-free 전송으로 인한 channel access 효율성 감소 및 CQI와 BSR등의 정보의 부제로 전송 Spectral efficiency의 감소의 단점이 존재하지만, 신규로 정의되는 Inactive 상태의 단말 동작을 설계하는 방법에 있어서, Inactive상태에서 단말의 traffic전송시에 Spectral efficiency 향상 및 Channel access 향상 방법을 도 2m/2n/2o 부분에서 추가로 제안한다.

도 2m는 본 발명의 실시 예에 따른 NR RRC Inactive state에서 data 전송을 수행하는 경우에 대해서 Spectral efficiency 향상을 위한 정보 획득 방법 예시를 나타낸 도면을 나타낸다.

단말-기지국간 거리 (Short/Long Coverage) 는 단말-기지국 간 pathloss 를 기반으로 예를 들어 수신 RSRP/RSRQ 기반으로 판단하는 동작, 일실 시 예로 RACH 동작 시 RA Preamble 전송 및 RAR 수신 과정에서도 해당 정보 파악 가능하므로 이를 기반으로 data를 전송할 RRC state관련 동작 모드를 결정하는 동작

실시 예에서 Grant-free 전송의 예로 RACH를 활용하는 경우 이전 전송 DL/UL 기반 CQI 정보 획득하는 방법으로 RACH Message 1/2 기반 CQI (MCS) 를 결정하는 동작,

보다 상세히 는 기존 RACH Preamble은 Tx power Ramping up을 수행하여 시도 후 기지국에 도달할 Tx power 에 이르러 RAR수신을 하게 되고 결과적으로 기지국에서 단말의 Tx 전력 정보는 알 수 없다. 이는 기존 RACH Preamble UL Tx power가 고정되어 있지 않기 때문이다.

* 해결 방법으로 RACH preamble sequence에 Tx power index 추가하여 UL tx power level을 기지국에게 알려주는 방법을 통해 기지국은 수신 성공한 RACH preamble의 Tx power를 파악하고 해당 CQI에 맵핑 되는 MCS를 이후 전송에 사용하는 동작, UL grant 적용시에도 해당 MCS 기반 무선자원 (주파수 시간 등) 할당하는 동작

* 기존 RACH preamble sequence를 전송하고 Tx power Ramping up을 수행하여 시도 후 기지국에 도달할 Tx power 에 이르러 RAR수신을 하게 되고 결과적으로 단말은 RAR 수신 성공한 RACH preamble의 Tx power를 기반으로 UL CQI를 파악하고 이를 Message3/혹은 Message5에 적용하여 전송하는 방안, 이때 기지국은 적용된 MCS를 알지 못하므로 UL grant는 단위 Unit으로 부정확하게 수행하며 UL payload에 (header는 고정된 MCS로 전송, header 이내에 payload MCS 정보를 Indication하는 방법

실시 예에서 Grant-free 전송의 예로 RACH를 활용하는 경우 이전 전송 DL/UL 기반 CQI 정보 획득하는 방법으로

이전 전송된 RACH data 전송 시 CQI가 유효한지 여부를 indication하여 전송하는 방법 및 일정시간 이내에 예를 들어 1초내에 CQI change를 (+alpha, -beta)로 조정하여 기지국에 feedback을 전송하거나 혹은 단말 자체 판단으로 Adjust하여 전송하는 방법을 포함함,

실시 예에서 Grant-free 전송의 예로 RACH를 활용하는 경우 RACH Message 3/5 기반 Piggyback하는 Data에 보안 키 적용 방법,

기존 Inactive 모드에서 활용할 수 있는 NAS 보안 키는 MME에서 보안 처리 필요하기 때문에

문제점 1: MME 용량 초과 - 비교적 large data, MME 증설 필요하며

문제점 2: 지연 발생- SRB 는 기지국 routing 경로가 길어 지연 발생의 요인이 된다,

따라서 NAS 보안키 (SRB 기반 전송) 대신 AS (DRB) 보안키 사용 방법으로

* Last eNB (AS 보안키 기반) Inactive 상태 data 전송 수행 동작,

Inactive 상태에서 단말과 Network은 보안키를 포함한 UE context를 보유하고 있으므로 미리 정의된 일정 유효시간 (security timer)이내에는 기존 AS 보안키를 활용하여 data 전송 수행

* 미리 정의된 일정 유효시간 (security timer) 이 경과 되거나 (security timer expired)

* RRC release (suspend)이후 단말 이동으로 기지국 변경 발생시 (gNB 변경 시 다른 전송 옵션 동작) 으로

- NAS security 적용 Inactive 전송,

- 혹은 ACTIVE전환 후 AS security를 업데이트 하여 적용 후 Data를 전송하는 방법을 포함하며

이러한 Inactive 상태에서 data 전송에 적용할 보안키 동작에 대한 설정을 정보를 다말이 feedback하고 기지국이 설정하여 전송하는 동작 및 방법을 포함함.

도 2n은 본 발명의 실시 예에 따른 NR RRC Inactive state에서 효율적으로 전송을 수행하는 경우에 대해서 Channel access 향상을 위한 정보 획득 방법 예시를 나타낸 도면으로 Inactive 상태에서 RACH 수행 시 Active 천이 이전에 필요한 추가 정보를 획득하는 방법에 관한 예시이다.

기존의 UL data 전송을 위해 필요한 SR, BSR, UL grant 등의 Active 전송 관련 정보를 Inactive (small) data 전송 구간에 미리 전송하여 data 전송 지연시간을 단축하는 방법으로

- SR 할당

- Buffer size 정보 (BSR 및 유사 정보)

- UL grant, DL scheduling 미리 자원 할당

- UE ID (C-RNTI) 할당

- Dedicated RACH 할당을 포함하는 동작을 RACH message 1/2/3/4/5를 포함하는 sequence 및 payload에 정보로 탑재하고 이는 RACH 동작에 포함되는 Message에 국한되지 않고 Grant-free로 Active 상태로의 천이 이전 단계인 Inactive 상태 data전송을 포괄하여 동작하는 방법.

도 2o는 본 발명의 실시 예에 따른 NR RRC Inactive state에서 효율적으로 전송을 수행하는 경우에 대해서 Channel access 효율향상을 위한 방법 예시를 나타낸 도면으로 Inactive 상태 유지하면서 data 전송하는 경우에 Channel access 향상을 위한 정보 획득 방법 예시를 나타낸 도면으로 Inactive 상태에서 RACH 수행 시 Active 천이 이전에 필요한 추가 정보를 획득하는 방법에 관한 예시이다.

기존 RACH와 data transfer를 위한 RACH 분리 방법으로는

preamble sequence domain, 시간 및 주파수, beam resource로 분리하는 방법 및

이를 기반하여 기존 RACH (RRC State transition, TA update 등) 과 Inactive 상태 data전송을 위한 RACH를 구분하여 해당 전송의 priority를 결정하는 동작 및

Network congestion 등의 상황에서 Barring 적용 시 연관 서로 다른 Barring statistics를 적용하는 방법으로 예를 들어 Network congestion상황에서 RRC State transition (Inactive에서 active 천이) 대비 Inactive 상태 data전송을 위한 RACH를 Low priority로 동작 시키거나 barring하는 동작 및 반대 동작 등을 포함한다.

또한 RRC Inactive state에서 data 전송을 수행하는 경우에 QoS level을 분류하고 이를 지원하기 위한 방법으로 해당 RACH 분리 방법으로는

이를 기반하여 발생한 traffic 의 QoS별 RACH를 구분하여 해당 전송의 priority를 결정하는 동작 및

도 2oa는 본 발명의 실시 예에 따른 NR RRC Inactive state에서 data 전송시 단말 Buffer 상태 정보에 기반하여 Multiple 전송을 지원하기 위한 multiple UL grant 할당과 해당 UL 전송 절차를 나타낸 도면이다.

단말이 전송 데이터 용량을 알고 있는 경우, MSG3 전송 이후 추가로 전송이 필요한 버퍼 상태 정보를 BSR 로 MSG3에 piggyback하여 전송하고 이를 기반으로 이후 data 를 MSG5의 전송을 위한 UL grant를 MSG5에 전송하는 동작, 이때 MSG5에 data 전송이 복수개 필요한 경우를 위한 multiple UL grant

해당 multiple UL grant 는 복수개의 UL 전송 자원을 할당하는 것으로 one sub-frame이내의 UL 자원 혹은 복수 sub-frame 에 걸치 UL grant할당 하는 동작,

단말은 MSG5에 data 수신 시 연속 PDCCH decoding을 수행하는 baseline동작 이외에 UL grant에 해당하는 slot/sub-frame에 해당하는 자원에만 turn on하여 UL 전송을 수행하고 추가 update (DL 전송이 추가 되었는지 확인) 하는 동작, Multiple UL grant에서 마지막 UL grant 에 해당하는 자원까지는 선택적 비연속적 turn on으로 동작하고 이후 RRC response (suspend 혹은 resume) 수신을 위한 동작에서는 RRC response (suspend 혹은 resume) 수신을 위한 offset (기지국이 UL data를 수신하여 decoding하고 ACK/NACK을 생성하는 시간 고려) 및 RRC response (suspend 혹은 resume + ACK/NACK) 수신 window를 설정하여 선택적으로 수신하는 동작, 해당 동작의 RRC response (suspend 혹은 resume + ACK/NACK) 수신을 위해 대기하는 waiting window를 위한 RRC response 수신 신규 timer를 (RRC-response waiting timer 혹은 RRC-response waiting window)설정하는 동작을 포함한다.

도 2ob는 본 발명의 실시 예에 따른 NR RRC Inactive state에서 data 전송 시 초기 전송이후에 연속 전송의 효율성 향상을 위한 Dedicated RACH 및 grant-free 전송을 위한 preamble sequence및 자원을 할당하고 이러한 자원의 유효 시간 (valid timer)를 설정하여 동작하는 도면이다.

단말이 inactive data 에서 data를 전송할 때 동작의 일실 시 예로

최초 전송에서 contention-based RACH를 수행하고 이후 일정 시간 (consecutive data transfer timer) 연속 data 전송을 위한 자원 할당 동작

해당 자원 할당은 유효시간 최초 전송에서 contention-based RACH를 수행하고 이후 일정 시간 (consecutive data transfer valid timer) 이내에 발생하는

두 번째 이후 inactive data전송를 위한

dedicated RACH 동작을 위한 RACH preamble sequence를 할당하는 동작

해당 동작은 inactive 상태에서 첫 번째 data전송

혹은 이전 data 전송에서 유효시간 (consecutive data transfer valid timer) 이후에 발생하는 첫 번째 data 전송

완료시 기지국이 전송하는 RRC response message (suspend)에 해당 RACH preamble sequence를 할당 정보를 탑재하는 동작,

두 번째 이후 inactive data전송를 위한

Grant-free 동작을 지원하기 위해

단말이 Grant-free하게 접속할 수 있는 무선 자원을 기지국이 할당하고 지시하는 동작

해당 동작은 inactive 상태에서 첫 번째 data전송

도 2oc에서 도시한 바와 같이

MSG3 data 전송 이후 MSG5 에 연속 data를 전송하는 동작에서

Contention based RACH기반 data 전송 동작 혹은

Dedicated based RACH 기반 data 전송 동작 혹은

Grant-free 기반 data 전송을 수행할지를 결정하는 기준은

유효한 preamble개수가 inactive 상태에서 data 전송을 시작하고 이후 유효시간 (consecutive data transfer timer) 이내의 단말들에게 할당할 수 있는 지 여부에 따라 충분한 여분의 RACH preamble개수가 존재하면 Dedicated based RACH 를 수행하는 동작,

이전 inactive 상태에서 data 전송을 통해 RACH 를 수행하여 동기 정보가 유효한지 여부에 따라

일실시 예로 추가 RACH를 동작을 통하여 동기정보를 획득해야 하는 경우 RACH기반 data 전송을 수행하고

이전 전송을 통해 유효한 동기정보가 있는 경우 Grant-free 전송을 수행함.

이러한

1) Contention-based RACH,

2) Dedicated-based RACH,

3) grant-free 기반 data 전송 여부는 기지국이 결정하여

해당 동작은 inactive 상태에서 첫 번째 data전송

완료시 기지국이 전송하는 RRC response message (suspend)에 탑재하여 indication 동작,

System information (혹은 on-demand SI)으로 기지국이 단말에게 알려주는 방법

Inactive state 시작시 기지국이 RRC configuration message이내에

- 이전 data 전송에서 유효시간 (consecutive data transfer valid timer)

- 두번째 전송 시 전송 모드

1) Contention-based RACH,

2) Dedicated-based RACH,

3) Grant-free 기반 data 전송 여부는 기지국이 결정하여

단말에게 전송하는 방법을 포함한다.

해당 설정에 기반하여 단말은

Inactive state에서 이전 전송까지의 경과시간이

유효시간 (consecutive data transfer valid timer) 이내인지 여부에 따라

이내이면

혹은 이내이더라도 이전전송에서 동기정보를 RACH 절차 등으로 update하여서 동기 정보 (synchronization 정보)가 유효한지 여부에 따라

동기 정보 (synchronization 정보)가 유효하면

3) Grant-free 전송을 수행하고

이전 전송으로부터 유효시간 (consecutive data transfer valid timer) 경과하거나

이전전송에서 동기정보를 RACH 절차 등으로 update하지 않아서 동기 정보 (synchronization 정보)가 유효하지 않으면

RACH 절차를 수행하고 이때 할당 받은 RACH preamble 정보가 존재하면

2) dedicated-based RACH를 수행

할당 받은 RACH preamble 정보가 존재하지 않으면

1) Contention-based RACH를 수행하는 동작을 포함한다.

도 3은 특정 application의 keep alive message의 traffic 특성의 예시를 나타낸 도면이다. 도 3에서 관찰되는 바와 같이 Keep alive traffic의 경우 상/하향링크 traffic burst가 연달아 송수신 되고 짧은 burst이후 상대적으로 긴 시간 동안 traffic이 발생하지 않다가 다시 상/하향링크 traffic burst가 연달아 송수신되는 동작이 일반적이다. 구체적인 traffic payload size나 inter-packet arrival interval 및 하나의 burst 이내의 상/하향링크 traffic packet수는 application 및 서버에 기반하여 달라진다.

RRC Inactive state에서 data 전송을 수행하는 경우에 대해서 Channel access 효율향상을 위한 방법으로

이러한 방법은 초기 data 전송 및 이후 연속으로 전송되는 상햐항 링크의 전송 효율을 높이기 위한 방법으로 적용 될 수 있으며,

상향링크 traffic을 지원하기 위한 해당 하향링크 traffic 예를 들어 MAC/RLC level의 ACK/NACK 즉 ARQ/HARQ 응답의 송수신을 위해 적용 할 수 있다.

1) Inactive 단말에 대한 무선 자원 Grant를 (예를 들어 dedicated RACH나 SR 자원 등)을 모든 단말에게 고정적으로 할당하는 방법,

1-1) 혹은 모든 Inactive 단말에 할당하기에 부족한 자원일 가능성이 높으므로 Inactive상태의 단말 중 (data전송이 inactive에서 시작되는 모드 1) 혹은 모드 3)으로 지정된 단말에 대해서 고정적으로 할당하는 방법,

2) Inactive 단말에 대한 무선 자원 Grant를 (예를 들어 dedicated RACH나 SR 자원 등)을 모든 단말에게 주기적으로 할당하는 방법

2-1) 혹은 모든 Inactive 단말에 할당하기에 부족한 자원일 가능성이 높으므로 Inactive상태의 단말 중 (data전송이 inactive에서 시작되는 모드 1) 혹은 모드 3)으로 지정된 단말에 대해서 주기적으로 할당하는 방법,

- 해당 주기는 단말의 Application 정보이나 이전 활성화 history 기반, 기지국 결정이나 단말 요청 (feedback)기반으로 수행하는 동작,

3) Grant-free 기반으로 Inactive상태에서 data 발생 할 때마다 contention (non-orthogonal channel access)를 통해 data를 전송하는 방법,

4) 초기에만 Grant-free전송을 수행하고 이후 연속 packet 에 대한 grant기반 전송을 수행하는 방법을 포함하는 동작,

4) 방법에 대한 구체적인 동작으로, 2단계 Grant-free/Grant 연속 전송 방법은

초기 packet은 Grant-free 전송: Contention 기반으로 예를 들어 Contention기반 RACH 기반 전송을 수행하며,

이후 연속 packet에 대해서는 Grant전송으로 예를 들어 Dedicated기반 RACH나 scheduled기반 data 전송을 수행하는 방법이다.

- 구체적인 실시 예로 Dedicated RACH Preamble 할당은 모든 Inactive 단말에 할당하기에 부족한 자원일 가능성이 높으므로 Inactive상태의 단말 중 (data 전송이 inactive에서 시작되는 모드 1) 혹은 모드 3)으로 지정된 단말에 대해서 한정된 시간 (Short duration) 유효한 preamble을 할당하는 방법

이러한 한정된 시간 동안 유효한 Dedicated RACH Preamble 할당이나 UL grant /DL scheduling (Paging주기 PF/PO조절) 방법에서

* data traffic 특성 기반으로 한정된 시간의 결정은 도면 2l에서 예시한 keep alive message의 traffic 특성에서 하나의 burst 이내의 상/하향링크 traffic packet의 평균 지속 시간을 기반으로 명시적으로 (explicit)하게 Time tag를 설정하여 전송하는 동작,

* 혹은 burst 이내의 상/하향링크 traffic packet 도착 시간 (inter-arrival간에) 고정된 timer를 기준으로 이러한 timer이내에 packet도착시 해당 한정된 시간 동안 유효한 자원의 유효성을 갱신하는 동작 방안 포함한다.

유효한 시간 결정 방법으로 단말/기지국 버퍼 상태, BSR 및 유사 정보 기반 동작으로 예를 들어 RACH Message3/5 length를 결정하는 방법에 있어서 RA preamble에 BSR유사 정보를 전송하는 방안, (RA preamble에 신규 field 추가 예를 들어 Inactive_BSR 혹은 RA preamble group을 통해 기지국에게 단말 Buffer 상태 정보를 전송하는 방법, 이를 기반으로 RA Response에 UL grant 전송 동작, 기존 RACH 대비 Message3/5의 UL 자원 length 차별 할당을 수행하는 방법,

Inactive상태에서 data 전송 방법은 Data transmission에서 전송할 data가 packet length 이상인 경우와 미만인 경우에 대한 지원 동작 방법은

- 해당 traffic에 대한 Fragmentation/Reassemble 지원 동작 여부에 대한 기지국 설정 (RRC configuration 기반 last connected RRC 설정기반 동작 혹은 SI Broadcast 기반 update를 통한 설정 동작 수행)

동작의 일실 시 예로 traffic의 size가 연속된 RACH message3의 복수개의 전송이 필요한 경우

Message3에 신규 field로 next bit을 추가 하여 추가 UL grant 수신하고 다음 data를 RACH message1/2 없이 RACH message3로 연달아 전송하는 동작 방법,

이때 Reassemble을 지원하기 위한 Header field가 필요하고 예를 들어 2 bit 적용하여 처음 전송 packet은 10, 중간 packet은 00, 마지막 Packet은 01등으로 표기하여 동작하는 방법,

- Multiplexing 지원 여부에 대한 기지국 설정 (RRC configuration 기반 last connected RRC 설정기반 동작 혹은 SI Broadcast 기반 update를 통한 설정 동작 수행)

일실 시 예로 Multiplexing 지원 시, Header에 field 가 필요하고 유효하나 Data length 정보 및 이외 multiplexing된 other packet 및 multiplexing을 지원하지 않는 경우 zero padding 영역을 구분하는 동작을 포함한다.

앞서 기술한 Inactive상태에서 data 전송 방법은 상/하향 링크 모두에 적용이 가능하며, 특히

하향링크 전송 방법에 대해서 Inactive 상태에서 하향링크 data를 전송하는 방법으로

1) Paging 개선 방안으로

* 기존 paging이 PDCCH에서 맵핑한 PDSCH에서 paging대상 UE의 ID를 concatenate하여 전송하는데 해당 PDSCH에 DL data를 Piggyback하여 전송하는 동작 방법,

2) 기존 paging 수신 이후 grant-free 전송 방안 (예를 들어 RACH message 4에 data piggyback전송)을 포함하는 동작

단말이 Inactive 상태에서 하향링크 data를 전송하는 경우에 사용할 하향링크 전송 모드에 대한 설정을 기지국이 system information이나 RRC configuration 등으로 설정하는 동작을 포함함.

Inactive상태에서 data 전송을 RACH contention resolution에 필요한 절차는

RACH Message5로 data를 전송할 경우 기존 방식대로 C-RNTI로 Contention resolution을 수행하는 동작

RACH Message3/Message 4로 data를 전송할 경우 RA-RNTI 혹은 T-CRNTI를 기반으로 Contention resolution을 수행하는 동작,

이외에 Inactive상태에서 단말이 가용한 ID인 P-RNTI 와 S-TIMSI 및 IMSI 각각의 ID 및 조합으로 된 ID를 기반으로 Contention resolution을 수행하는 동작을 포함함.

Inactive상태에서 data 전송을 위한 해당 상/하향링크 전송에 필요한 단말 ID는

1) RAN-based Paging를 기반으로 PAU (Paging area unit)이내의 P-RNTI를 기반으로 전송하거나

2) 최근 RRC Connected 되었던 기지국 (Last cell) 에서 단말이 이동 없이 camping하고 있는 경우 C-RNTI를 기반으로 전송하거나

3) 혹은 P-RNTI를 기반으로 전송하는 동작 및

4) 혹은 UE ID로 RRC Resume 에 필요한 ID를 신규로 정의하여 예를 들어 CID 전부 혹은 상/하위 bit 몇 비트 + C-RNTI 의 조합 등으로 최대 ID 비트 수 이내에서 신규로 생성하여 이를 이를 data 전송 과정에 사용하는 방법

5) 혹은 이외에 Inactive상태에서 단말이 가용한 ID인 P-RNTI 와 S-TIMSI 및 IMSI 각각의 ID 및 조합으로 된 ID를 기반으로 신규 ID를 생성하여 이를 data 전송 과정에 사용하는 방법

단말이 Inactive 상태에서 하향링크 data를 전송하는 경우에 사용할 단말 ID에 대한 설정을 기지국이 system information이나 RRC configuration 등으로 설정하는 동작을 포함한다.

<제3실시예>

본 발명에서는 5G 이동통신시스템에서의 numerology 정보 송수신 및 설정 방법을 제안한다. 5G 이동통신시스템에서는 eMBB (enhanced Mobile BroadBand), URLLC (Ultra Reliable and Low Latency Communication), eMTC (enhanced Machine Type Communication) 등과 같은 다양한 서비스 (또는 slice)가 지원될 것으로 예상된다. 이는 4G 이동통신시스템인 LTE에서 음성 특화 서비스인 VoIP (Voice over Internet Protocol)와 BE (Best Effort) 서비스 등이 지원되는 것과 같은 맥락으로 이해할 수 있다. 또한 5G 이동통신시스템에서는 다양한 numerology가 지원될 것으로 예상된다. 이는 구체적으로 subcarrier spacing 등을 의미하는데 이는 TTI (Transmission Time Interval)에 직접적으로 영향을 준다. 따라서 5G 이동통신시스템에서는 다양한 길이의 TTI가 지원될 것으로 예상된다. 이는 현재까지 표준화된 LTE에서 오직 한 종류의 TTI (1 ms)만 지원된 것과는 매우 다른 5G 이동통신시스템의 특징 중 하나라고 볼 수 있다. 만약 5G 이동통신시스템에서 LTE의 1 ms TTI 보다 훨씬 짧은 TTI (예를 들면 0.1 ms)을 지원한다면 이는 짧은 지연 시간을 요구하는 URLLC 등을 지원하는데 큰 도움이 될 것으로 예상된다. 본 문서에서 numerology는 subcarrier spacing, subframe length, symbol/sequence length 등과 같은 역할을 하는 용어로써 사용됨을 일러둔다. 기지국은 gNB, eNB, NB, BS 등 다양한 축약어에 대해 대표될 수 있다. 단말은 UE, MS, STA 등 다양한 축약어에 대해 대표될 수 있다.

본 발명에서는 이러한 5G 이동통신시스템의 특징, 즉 다양한 서비스와 다양한 numerology (TTI) 지원을 고려한 numerology 송수신 및 설정 방법을 제안한다. LTE와의 차이점은 기존에는 고정된 numerology에 따라 송수신 동작하는 방법이었다면 본 발명에서는 동적으로 numerology를 변경하는 것을 지원하기 위한 numerology 송수신 및 설정 방법에 해당한다. 또한 단말의 밀집도에 따라 numerology 송수신 방법의 종류에 따른 장단점이 있기 때문에 그 송수신 방법 또한 동적으로 바꿀 수 있어야 한다.

우선 본 발명에서 가정하는 시스템 및 numerology 구분을 위한 용어를 정의하고자 한다. 단말은 규격에 따라 주어진 적어도 하나 이상의 numerology 정보를 가지고 있어야 한다. 이 정보에 따라 단말은 적어도 이동통신시스템의 기지국이 송신하는 동기신호를 수신할 수 있어야 한다. 기지국은 규격에 의해 정해지면 복수의 numerology에 따른 동기신호를 운용할 수도 있다. 단말은 특정 numerology에 의해 기지국이 송신하는 동기신호에 대한 수신을 성공하면, 기지국으로부터 별도의 설정이 없다면 성공한 동기신호에 적용된 numerology 또는 그 numerology로부터 도출될 수 있는 추가적인 numerology들에 따라 동작한다. 이렇게 성공적인 동기신호 수신에 의해 파악할 수 있는 하나 이상의 numerology의 모음을 default numerology set이라고 호칭할 수 있다.

한편, 네트워크 또는 기지국은 단말의 요청에 따라, 또는 서비스(또는 slice) 제어 서버의 판단에 따라, 서비스 (또는 slice) 별 추가적으로 필요한 numerology에 대한 정보를 거주하고(camped) 있는 또는 접속되어(connected) 있는 단말에게 설정할 수 있어야 한다. 이렇게 기본적으로 네트워크 또는 기지국이 제공하고 있지 않지만, 필요에 의해 추가적으로 제공하는 서비스/slice를 운용하기 위한 numerology 의 모음을 dedicated numerology set이라고 호칭할 수 있다.

본 발명은 default numerology set에 따라 동작하는 단말에게 dedicated numerology set을 설정하는 절차 및 방법에 대해 설명한다.

도 4a에 따르면, 네 가지 옵션(option)은 서로 다른 시점에 다른 신호로 dedicated numerology set 정보 또는 해당 ID (identification, 식별자)을 단말에게 송신한다. Option 1에 따르면, 기지국은 dedicated numerology set 정보를 동기 신호에 실어서 보내야 한다. 하지만 실제적인 동기신호 수신 성능 및 단말의 수신 복잡도를 고려하면, sequence 기반의 동기신호에 다양한 numerology 정보를 실어 보내는 것은 상당한 부담일 수 있다. Option 2에 따르면, 기지국은 dedicated numerology set 정보를 SI (System Information) 메시지에 실어서 보내야 한다. 기존 LTE 기지국은 가장 중요한 SI 내용을 Master Information Block으로 BCH (Broadcast Channel-방송채널)로 송신하고 중요도에 따라 다른 주기로 추가적인 SI 내용을 System Information Block으로 Shared Channel (공유 채널)로 송신한다. 단말은 Shared Channel에서 SIB를 수신하기 위해서 SI-RNTI (System Information-Radio Network Temporary Identifier)로 구분 가능한 제어채널 신호를 확인하여야 한다. 단말은 SI 메시지를 통하여 설정한 dedicated numerology set에 따라 random access (임의 접속) 절차 및 connected state에서의 제어/데이터 채널 송수신 동작을 수행한다. 서비스 별 random access의 접속 요구 성능이 다르다면, SI 메시지에서 서비스 별 적합한 random access 설정 및 필요한 numerology를 알려주는 것이 필요하다. Option 2에 따르는 또 다른 방식으로 네트워크 또는 기지국은 dedicated numerology set 정보를 paging 메시지에 실어 보낼 수 있고 단말은 paging 메시지에 포함된 dedicated numerology set 정보에 따라 random access 절차를 수행할 수 있으나, 이 방식은 MT (Mobile terminated) 호인 경우에 한정한다. Option 3는 반면 단말 및 서비스에 무관하게 공통의 random access 절차를 수행하는 방식이다. 이 방식은 random access 과정을 거치는 단말에게만 connected state 동작에 필요한 numerology를 할당할 수 있는 장점이 있다. 그러므로 네트워크 또는 기지국은 단말의 random access 시도가 있는 경우에 단말의 종류/서비스/요구사항을 파악하여 필요 시에만 dedicated numerology set을 할당할 수 있으므로 무선자원의 효율적인 사용에 기여할 수 있다. 시나리오에 따라서 connection establishment 과정을 거치거나 connection-less 방식으로 dedicated numerology set을 할당할 수 있다. Option 4는 일단 default numerology set에 따라 동작하여 connected state까지 진행한 후에 connection establishment 절차 또는 numerology/서비스/slice request 절차를 통해 단말이 dedicated numerology set을 획득하는 과정을 보인다.

이렇게 다양한 dedicated numerology set 정보를 전달하는 방안을 살펴보면, 기지국이 단말에게 그 정보를 알려주는 방식은 상기 option들에 대해 상세하게 다음과 같이 고려될 수 있다.

Option 2)-a: Minimum SI를 BCH에 실어 송신하는 방식

Option 2)-b: 추가적인 SI를 BCH에 실어 송신하는 방식

Option 2)-c: 추가적인 SI를 SI-RNTI로 구분한 공유 채널로 송신하는 방식

Option 2)-d: paging 메시지를 P-RNTI로 구분한 공유 채널로 송신하는 방식

Option 3)-a: random access 절차 중 random access response 메시지(msg2)를 RA-RNTI로 구분한 공유 채널로 송신하는 방식

Option 3)-b: random access 절차 중 connection setup complete 메시지(msg4)를 C-RNTI로 구분한 공유 채널로 송신하는 방식

Option 4): connection establishment 완료 후, 별도의 상위 계층 메시지를 C-RNTI로 구분한 공유 채널로 송신하는 방식

이러한 기지국의 송신 방식을 분류하면 크게 4가지로 구분할 수 있다.

방식 1: BCH로 송신하는 broadcast 신호. 단말은 동기신호 탐지에 따라 BCH 수신이 가능하다. 단말은 Idle state에서 상기 broadcast 신호를 수신할 수 있다.

방식 2: DL-SCH (하향링크 공유채널)로 송신하는 broadcast/multicast 신호. 단말은 default numerology set을 따르는 minimum SI로부터 물리계층 제어/데이터 채널에 대한 정보 수신 및 설정을 완료해야 상기 broadcast/multicast 신호 수신이 가능하다. 단말은 Idle state에서 상기 broadcast/multicast 신호를 수신할 수 있다.

방식 3: DL-SCH (하향링크 공유채널)로 송신하는 connection이 없는 단말에 대한 unicast (UE-specific) 신호. 단말은 default numerology set을 따르는 minimum SI로부터 물리계층 제어/데이터 채널에 대한 정보 수신 및 설정을 완료해야 상기 unicast 신호 수신이 가능하다. 단말은 Idle state에서 상기 unicast 신호를 수신할 수 있다.

방식 4: DL-SCH (하향링크 공유채널)로 송신하는 connection이 있는 단말에 대한 unicast (UE-specific) 신호. 단말은 default numerology set을 따르는 minimum SI로부터 물리계층 제어/데이터 채널에 대한 정보 수신 및 설정을 완료해야 상기 unicast 신호 수신이 가능하다. 단말은 connected state에서만 상기 unicast 신호를 수신할 수 있다.

도 4m은 위에서 설명한 방식들이 단말이 Idle state에서 Connected state로 전환하는 과정에서 적용되는 옵션들을 설명한 것이다.

옵션 1: SI을 통해 dedicated numerology set 을 전달할 수 있다. 이때, minimum SI 또는 Other SI에 해당 정보가 담길 수 있다. Other SI의 경우 기지국-specific 하게 또는 단말-specific 하게 설정되어 전송될 수 있다. Connection establishment 절차 이전에 dedicated numerology를 설정함으로써, 단말은 processing overhead를 줄일 수 있는 이점이 있다.

옵션 2: default numerology 및 dedicated numerology 둘 다 이용하여 connection establishment 를 진행할 수 있다. Paging 메시지를 통하여 기지국은 네트워크에서 전송 대기 중인 MT(Mobile-terminated) data에 해당하는 service type을 단말에게 알릴 수 있다. 해당 type 정보를 기반으로, 단말은 이후 random access preamble 전송, RAR 감지 및 connected mode에서의 데이터 송수신에 사용할 RACH 자원 및 dedicated numerology set을 선택할 수 있다. Downlink, Uplink RRC 메시지 또한 해당 dedicated numerology set으로 설정되어 전송될 수 있다.

옵션 3: RAR을 통해 전달할 수 있다. 이 옵션의 경우, default numerology set을 이용하여 SI acquisition, paging 및 random access를 진행한다. Random access preamble이 성공적으로 기지국에서 감지 및 검출된 경우, 해당 메시지에 대한 response를 송신하는데, 이때 dedicated numerology set 정보를 전송할 수 있다. 하지만 단말은 random access 시도 시에 default 설정을 하였기 때문에 이에 대한 RAR 전송 또한 default set으로 설정될 필요가 있다. 따라서 기지국은 해당 UE에게 선호되는 dedicated set에 대한 표시(indication)을 설정하여 전송하거나, 기지국 자체적으로 가능한 numerology 자원들 사이에 배분할 수 있다.

옵션 4: Connection establishment은 default numerology를 이용하여 진행할 수 있다. 초기 SI 획득에 쓰인 default numerology를 이용하여 단말과 기지국 사이 common control signaling (other SI transmission, paging indication with P-RNTI 및 RAR)

송수신 및 RRC 메시지 3 (Msg3)와 4 (Msg4) 전송에 사용할 수 있다. 본 옵션에서 dedicated numerology는 단말에 대해 dedicated 연결을 설정하기 위한 메시지 4에 포함되어 전송될 수 있다. 단말은 초기 접속 시점에서 선호하는 또는 구현 가능한 numerology 정보를 기지국에서 미리 알릴 필요가 있다.

위 옵션들은 numerology set을 재설정하기 위해서 또한 사용될 수 있다.

한편, 단말의 밀집도 및 서비스/slice에 따라 상기 네 가지 방식이 적합도가 달라질 수 있다. 예를 들어 방식1의 BCH 기반 broadcast 신호는 기지국 내 동일한 종류의 단말의 수가 많은 경우에 적합하다. 방식2의 DL-SCH 기반 broadcast/multicast 신호는 기지국 내 다른 종류의 단말 또는 단말그룹이 상당한 수로 서로 다른 비율로 분포하는 경우에 적합하다. 방식3의 DL-SCH 기반 connection-less unicast 신호는 기지국 내 단말 중 요청한 단말에 한정하여 송신할 수 있으며 신속한 numerology 전환이 필요할 때 적합하다. 방식4의 DL-SCH connection 기반 unicast 신호는 기지국 내 단말 중 요청한 단말에 한정하여 송신할 수 있으며 기지국 내 요청한 단말의 수가 적으며 네트워크에서 단말의 가입/서비스/보안 정보를 정확히 확인하고자 하는 경우에 적합하다.

하지만 방식4를 제외한 방식1,2,3은 단말이 idle state에 있을 때에도 동작하여야 하므로, 기지국이 단말이 idle state에서 어느 기지국에 거주하고 있는지 알 수 없으면 단말의 밀집도에 따라 적합한 방식을 운용하기 어렵게 된다. 또한 기지국이 단말의 ID 또는 단말이 원하는 서비스/slice를 알 수 없으면 서비스/slice 별 적합한 방식을 운용하기 어렵게 된다. 반면, 단말이 이미 connected state에 있는 방법4의 경우, BSR (Buffer Status Report) 또는 BSR과 함께 추가로 보낼 수 있는 정보에 기반하여 기지국이 단말의 서비스/slice 사용에 대한 의향을 파악할 수 있다.

따라서 본 발명에서는 단말이 특정 기지국에 거주하고 있는 또는 특정 기지국에 가까이 있다는 presence 정보 및 단말의 서비스/slice를 특정할 수 있는 정보(단말/서비스/slice ID 등)를 idle mode 단말의 상향링크 신호에 의해 기지국이 단말의 위치 및 특징/정체성을 파악하고 이에 따라 상기 dedicated numerology set을 설정하는 방식을 적절하게 선택하는 방법 및 절차에 대해 설명하고자 한다.

Idle mode 단말이 자신의 ID/서비스/slice 정보를 예컨대 presence 신호(또는 probing, discovery, beacon 신호)에 실어 적어도 하나 이상의 기지국을 대상으로 송신하기 위해서, 단말은 우선 기지국의 동기신호를 수신하여 기준시각을 일치하여야 한다. 또한 동기신호의 위치에 따라 미리 presence 신호를 송신하는 자원위치가 고정되는 것은 시스템의 자유로운 설계를 저해하므로, minimum SI 또는 추가적인 SI에서 presence 신호 송수신을 위한 채널을 설정해 주어야 한다. 본 발명에서 이러한 채널을 UL presence 채널 (UPCH)로 호칭하기로 한다.

상기 UL presence 채널이 설정되어 있을 때, 짧은 주기로 단말이 UL presence 신호를 송신하는 것은 단말의 복잡도 및 전력소모에 있어 부담이 될 수 있다. 이러한 문제에 대응하여 기지국이 UL presence 채널에 상응하는 DL probing 채널 (DPCH)을 구성할 수 있다. DL probing 채널 역시 minimum SI 또는 추가적인 SI에서 설정할 수 있으며, DL probing 신호는 단말, 단말 그룹, 서비스, slice, numerology 중 적어도 하나의 정보 또는 그 ID를 송신한다.

UL presence 신호 또는 DL probing 신호는 sequence 또는 신호의 일부가 겹쳐도 분리가 가능한 경쟁 기반 신호일 수 있다. 또는 가능한 많은 수의 단말 및 그 서비스/slice 등을 지시하기 위해서 tone 기반 신호가 고려될 수 있다. 특히 multi-tone에 단말의 ID 및 정보를 mapping 하는 경우 단말 별 서로 다른 hash code로 encoding하여 송신하고 기지국은 bloom filter로 수신하는 방식을 고려할 수 있다.

UL presence 신호로 경쟁 기반 신호를 이용하는 방식의 예로, 기존 Random Access 절차를 그대로 활용할 수 있다. 즉, 단말의 Random Access Preamble 과 기지국의 Random Access Response에 이어, 단말의 msg 3 에 서비스/슬라이스 관련 요청을 보낼 수 있다.

UL presence 신호로 경쟁 기반 신호를 이용하는 방식의 또 다른 예로, 기존 Random Access 신호의 변형일 수 있다. 하지만 기존 Random Access Preamble은 sequence를 보내므로 많은 정보량을 담을 수 없다. 또한 sequence로는 동적으로 바뀔 수 있는 정보를 보내기도 어렵다. 따라서 기지국은 SI로 UPCH를 설정할 때, sequence와 서비스/슬라이스 간 mapping 정보를 함께 보내야 한다. 단말은 사용하고 있거나 사용하려는 서비스/슬라이스에 해당하는 sequence를 선택하여 UPCH에서 전송할 수 있다.

UL presence 신호로 경쟁 기반 신호를 이용하는 방식의 또 다른 예로, Sparse Coding에 기반한 새로운 신호 전송 방법을 이용할 수 있다. Sparse Coding에 따르면 기지국은 복수의 단말이 송신한 중첩된 신호를 수신하고 단말 별 신호를 구분할 수 있다. 단말은 Sparse Coding에 따라 서비스/슬라이스 ID를 보내거나, 그 ID를 hash code와 같은 방법을 사용하여 압축해서 보낼 수 있다.

UL presence 신호 또는 DL probing 신호로 경쟁 기반 신호를 이용하는 방식의 또 다른 예로 tone 기반 신호와 hash code를 이용할 수 있다.

이러한 방식의 장점은 단말 및 단말의 정보를 대표하는 어떠한 형태의 데이터라도 이를 hash code를 통해서 encoding할 수 있다는 점이다. 또한 false negative 에러가 없고 false positive (또는 false alarm) 에러만 발생하기 때문에, 특정 ID를 송신했을 때 송신하지 않은 것으로 판단할 확률이 극히 적다. 따라서 기지국은 정보의 형태에 무관하게 그 정보를 저장하고 있으면, 어떤 단말로부터의 신호인지를 구분할 수 있다. UL presence 신호가 sequence가 아닌 경우에는 기지국이 단말의 TA를 계산할 수 있으려면 단말의 RAP 신호 수신이 필요하다. 또한 동일한 tone mapping이면 신호가 중첩될 뿐이므로 서로 다른 송신부로부터의 신호 간 간섭이 없다는 특징이 있다. DL probing 신호도 UL presence 신호와 동일한 구조로 설계될 수 있다. 따라서 MME 또는 서비스/slice 제어 서버가 저장한 단말 정보를 기반으로 DL probing 신호를 구성할 수 있다. 이러한 특징은 paging 신호의 기능을 대체하기 위해 하나 또는 복수의 기지국에서 DL probing 신호를 사용할 때 유용하다.

도 4b는 일반적으로 고려할 수 있는 initial access 절차를 flow chart로 보여준다. 단말은 기지국의 동기신호 탐지 및 SI 메시지를 획득한 후, SI 내 정보에 기반하여 PRACH (Physical Random Access Channel, 물리계층 임의접속 채널)에 대한 설정을 완료하면 paging 메시지를 수신하거나 UL buffer에 보낼 데이터가 발생하면 RAP (Random Access Preamble)을 송신할 수 있다. 단말은 SI 내 PRACH 설정에서 정의한 단말 거리 별 RA preamble set 중에서 임의의 RA-RNTI를 선택하여 송신할 수 있다. 기지국은 수신한 RAP에 상응하여 RA-RNTI로 구분하는 RAR (Random Access Response) message로 RAP ID, Timing Advance 값, 임시 C-RNTI (Temporary C-RNTI), 단말의 msg3 송신을 위한 자원할당 정보(RB, MCS) 등의 정보를 송신한다. 단말은 RAR 수신 성공에 따라 msg3, 즉 RRC connection establishment 메시지로 단말의 ID (TMSI - Temporary Mobile Subscriber Identity 또는 random value) 및 연결설정이유(establishment cause)를 송신한다. 기지국은 msg3에 상응하여 RRC connection setup 메시지로 connection 설정 완료를 알리기 위해 msg3에서 수신한 단말의 ID와 connected state에서 사용할 C-RNTI를 송신한다.

도 4c에 따르면, 기지국은 minimum SI (또는 additional SI)로 UPCH와 PRACH 설정 정보를 송신하고 단말은 minimum SI를 수신하면 UPCH와 PRACH 설정을 완료할 수 있다. 단말은 UPCH 설정에 따라 결정된 UL presence 신호를 특정 UPCH 자원으로 송신한다. 단말은 MT (mobile-terminated) 호(call)의 경우 UL presence를 기지국에 알리면, 기지국이 matching 결과에 따라 이에 응답하여 paging 메시지를 송신한다. 이 때 paging 메시지에 RACH를 위한 numerology 또는 dedicated numerology set을 포함하여 알려줄 수 있다. MO (mobile-oriented) 호의 경우 UL presence를 기지국에 알린 후, 단말은 default numerology set에 따라 RAP 및 RAR 절차를 수행한다. 기지국이 RAR 메시지로 dedicated resource set을 설정한다면, msg3와 msg4부터 dedicated numerology set과 상응하는 자원으로 송수신 동작을 수행한다. 기지국이 RRC connection setup (msg4) 메시지로 dedicated numerology set을 설정한다면, 단말은 connected state 전환과 함께 dedicated numerology set과 상응하는 자원에서 connected mode 동작을 수행한다.

도 4d는 DL probing 신호로 paging의 기능을 대체하는 절차를 보여준다. 동기식 네트워크의 경우, DL probing 신호는 하나 또는 복수개의 기지국으로부터 동일한 신호가 composite하여 송수신된다. 따라서 네트워크가 단말의 위치를 정확히 알지 못하더라도 일정 영역의 하나 이상의 기지국에서 단말을 지시하는 DL probing 신호를 동시에 송신하여 단말을 깨울 수 있다. 단말은 수신한 DL probing 신호의 matching 결과에 따라 random access 절차를 수행한다.

도 4e는 도4c에서 paging이 송수신 되는 경우에 대해 paging 신호가 DL probing 신호로 바뀐 절차를 보여준다. 기지국은 특정 단말로부터의 UL presence 신호에 대한 matching이 성공적이면 DL probing 신호를 송신한다. 단말은 UL presence 신호에 상응하는 정보에 따라 DL probing 신호를 matching하고 그 결과가 성공적이면 random access 절차를 수행한다. UL presence 신호로 단말이 요구하는 서비스/slice/numerology 정보를 matching할 수 있다면, random access 절차를 dedicated numerology set을 따라 수행할 수 있다. 여기서 dedicated numerology set은 minimum SI 또는 additional SI로 전달됨을 가정한다.

반면 도 4f는 기지국이 DL probing 신호를 먼저 보내고, DL probing 신호에 대한 matching이 성공한 단말은 UL presence 신호를 송신한다. 기지국은 paging 신호를 보내지 않기 때문에 단말은 default numerology set으로 paging 신호를 관찰(monitoring) 할 필요가 없이, random access 절차를 바로 dedicated numerology set으로 수행할 수 있다. 다른 일 예시에 따르면, DL probing과 UL presence 과정으로 기지국과 단말 간 상호 접속의 의향을 파악하였기 때문에 msg 3와 msg 4를 송신하지 않고 msg4에서 송신하는 단말의 ID와 C-RNTI 정보를 msg2에서 송신할 수 있다. 단 RAP 송수신을 위해 사용하는 RA-RNTI는 DL probing 및 UL presence 과정에서 사용된 단말을 특정하는 정보를 기반으로 도출되어야 한다. 예를 들어 DL probing 또는 UL presence를 송신하는 자원의 시간/주파수 위치를 기반으로 RA-RNTI를 결정할 수 있다. 또는 단말의 connected state에서의 상태 정보가 네트워크에 저장되어 있는 경우라면, 단축된 random access 절차를 위해 미리 할당된 RNTI를 사용할 수 있다.

도 4g는 도 4c에서 보인 UL presence 신호에 기반한 절차의 변형으로, 추가적인 SI가 minimum SI와 같이 송신되는 것이 아니라, 단말의 UL presence 신호에 상응하여 기지국이 송신하는 경우를 보여준다. 따라서 PRACH 설정 또는 dedicated numerology set 설정 정보는 추가적인 SI에만 포함되어 있다.

도 4o는 UPCH가 기존 RA 절차를 재사용할 때의 예시이다. 단말은 기지국에 동기 및 SI를 획득하고 SI로 설정되는 UPCH와 PRACH 정보에 따라 동작한다. 기지국은 UPCH로 설정된 자원에서 단말의 RAP 신호가 수신되면, 기존 RA 절차와 다른 UPCH 관련 절차로 동작한다. 즉, RAP(msg1)-RAR(msg2)-UL presence(msg3)로 이어지는 순서에 따라 동작한다. Msg3에 대한 기지국의 응답인 UL presence ACK (msg4)은 필요한 경우에만 보낼 수 있다. 기지국은 UL presence 신호를 수신하여 단말의 서비스/슬라이스 정보를 확인할 수 있기 때문에 MT호의 경우 단말에게 paging 메시지를 보낼 때 Numerology 정보를 설정할 수 있다. Paging 신호를 수신하게 되면 단말은 UL 동기가 유효하다면 바로 RRC connection request를 설정한 Numerology로 송신하고 기지국은 이에 대해 RRC connection setup으로 응답한다. MO호의 경우 단말은 이전 msg2의 Timing Advanced 정보에 따라 맞춘 UL 동기가 유효하다면 바로 RRC connection request를 설정한 Numerology로 송신하고 기지국은 이에 대해 RRC connection setup으로 응답한다. 이 절차에서 Numerology 설정 이후 기지국과 단말이 주고받는 RRC 메시지는 설정한 Numerology에 따른다.

도 4p는 UPCH가 변형된 RA 절차를 사용할 때의 예시이다. 단말은 기지국에 동기 및 SI를 획득하고 SI로 설정되는 UPCH와 PRACH 정보에 따라 동작한다. 단말은 sequence 또는 sequence와 UPCH 자원의 index의 조합으로 표현할 수 있는 서비스/슬라이스 ID에 따라 적절한 sequence 또는/그리고 UPCH 자원을 선택하여 RAP(msg1)를 송신한다. 기지국은 UPCH로 설정된 자원에서 단말의 RAP 신호가 수신되면, 기존 RA 절차와 다른 UPCH 관련 절차로 동작한다. 즉, UL presence(msg1)-RAR(msg2) 로 이어지는 순서에 따라 동작한다. 기지국은 UL presence 신호를 수신하여 단말의 서비스/슬라이스 정보를 확인할 수 있기 때문에 MT호의 경우 단말에게 paging 메시지를 보낼 때 Numerology 정보를 설정할 수 있다. Paging 신호를 수신하게 되면 단말은 이전 msg2의 Timing Advanced 정보에 따라 맞춘 UL 동기가 유효하다면 바로 RRC connection request를 설정한 Numerology로 송신하고 기지국은 이에 대해 RRC connection setup으로 응답한다. MO호의 경우 단말은 UL 동기가 유효하다면 바로 RRC connection request를 설정한 Numerology로 송신하고 기지국은 이에 대해 RRC connection setup으로 응답한다. 이 절차에서 Numerology 설정 이후 기지국과 단말이 주고받는 RRC 메시지는 설정한 Numerology에 따른다.

도 4a에서 보이는 dedicated numerology set을 설정하는 다양한 절차와 도 4b에서 도 4g, 도 4j, 도4k, 도 4m, 도 4o, 도 4p까지의 initial access 절차는 서로 결합되어 동작할 수 있다. 따라서 도 4a의 여러 option과 도 4b~도 4g, 도 4j, 도4k, 도 4m, 도 4o, 도 4p에서 예시하는 다양한 절차의 조합 역시 본 개시의 내용에 포함된다.

여기서 UL presence 신호 또는 DL probing 신호의 물리계층의 구성 및 단말의 ID, 서비스/slice ID를 어떻게 송신하는지 구체적인 실 예를 개시한다. 본 발명의 핵심은 단말의 상위계층과 네트워크의 상위계층, 특히 MME 또는 서비스/slice 제어 서버에서 가지고 있는 단말의 ID와 서비스/slice ID 정보를 multi-tone에 mapping하여 송수신하여 단말의 존재와 요구하는 서비스/slice ID를 파악하여, 그 서비스/slice 를 지원할 수 있는 dedicated numerology set 정보를 네트워크의 서버 또는 기지국이 단말에게 제공하는 데 있다. 따라서 상위 계층의 ID 정보를 어떻게 tone 기반 신호로 송수신하는지, 그리고 tone 기반 신호로 송신한 단말을 어떻게 특정하여 기지국이 dedicated numerology set 정보를 단말이 수신할 수 있도록 할 수 있는지에 대한 상세를 개시한다.

우선 단말에서 기지국으로 송신하는 UL presence 신호 또는 기지국에서 단말로 송신하는 DL probing 신호는 동일한 송수신 방법을 따른다. 도 4h는 송신부에서 UE ID 및 서비스 ID를 기반으로 tone mapping을 하는 과정과 수신부에서 탐지한 tone 정보를 기반으로 가지고 있던 UE ID 및 서비스 ID 정보와의 matching 절차를 보이고 있다. 절차 상 단말을 특정할 필요가 없다면, 예를 들어 네트워크는 서비스 요구의 분포만 알고자 할 때, 단말은 서비스/slice ID만 송신하도록 미리 설정되거나, 네트워크 또는 기지국에 의해 설정될 수 있다. 네트워크 또는 기지국에 의해 설정되는 경우에는 Minimum SI 또는 추가적인 SI에서 tone mapping에 입력으로 쓰일 ID 정보의 format을 설정할 수 있다. 송신부(단말)는 상기 ID를 입력 값으로 하여 해시 함수 (hash functions)로부터 해시 코드 (hashed code)인 출력 값을 받는다. 단말은 해시 코드를 기반으로 앞서 minimum SI 또는 추가적인 SI에서 설정받은 UPCH 정보를 바탕으로 어떤 tone에 신호(에너지)를 실어 보낼지 결정한다. UPCH 설정은 시간/주파수로 구분되는 tone 자원의 구조와 복수의 tone에 논리적인 인덱스를 부여하는 방법을 포함한다. 흔히 시간 우선 (time-first) 또는 주파수 우선 (frequency-first) 방식이 있으며 도 4h에서는 주파수 우선 방식에 따라 표현하였다. 즉, 낮은 주파수 tone으로부터 점점 증가하는 방향으로 인덱스를 부여하며 한 시간 단위에서 모든 주파수 tone을 인덱싱하면 다음 시간 단위에서 마찬가지고 낮은 주파수 tone부터 인덱스를 부여한다. 도 4h에서는 0번 tone부터 1279번 tone까지 총 1280개 tone을 인덱싱한 구조를 보여준다. 해시 함수로부터 얻어진 해시 코드는 MSB (Most Significant Bit) 또는 LSB (Least Significant Bit)의 일반적인 순서에 따라 인식할 수 있다. 단말은 예를 들어 MSB부터 UPCH의 tone 인덱스 0부터 순차적으로 할당할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 수신성능의 향상을 위해 순차적인 tone mapping이 아닌 스크램블 또는 interleaving 방식으로 순서를 바꾸어 기지국 별 서로 다른 스크램블 코드 또는 interleaving 규칙을 적용할 수 있다. 이러한 기지국 별 또는 단말 별 추가적인 순서 변환이 추가적인 복잡도를 감수하고 가능하다면, 기지국이 단말의 현재 거주 기지국을 판단하는데 활용될 수 있다. 순차적인 tone mapping이 적용된 예시에서는 기지국은 탐지한 tone 정보를 기반으로 tone을 code로 mapping하는 절차를 수행한다. 이 때 기지국이 수신한 tone 정보는 하나 또는 복수의 단말로부터의 tone 신호가 중첩된 신호일 수 있다. 이렇게 중첩된 신호는 도 4i에서 보이듯이 단말1 (UE1)이 송신한 tone과 단말2 (UE2)가 송신한 tone 중 일부는 중첩이 될 수 있다. 하지만 기지국 또는 네트워크 서버는 단말의 ID 정보를 사전에 가지고 있으면서 이를 해시 함수에 입력으로 넣어 얻어진 출력을 기반으로 단말의 ID를 matching하고 단말의 존재 여부 또는 단말의 서비스 요구 상황을 확인할 수 있다. 이는 중첩된 신호가 다른 단말의 tone mapping에 영향을 주지 않기 때문이다. 즉, 수신부는 해시 함수로 특정 tone만 검사하여 matching 여부를 확인하기 때문이다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 해시 함수로 이루어진 bloom filter를 사용하여 false alarm 확률을 최소화하는 방식을 사용할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 기지국은 단말에게 미리 단말의 ID 또는 서비스 ID 각각에 대한 tone mapping 정보 또는 단말의 ID와 서비스 ID 조합에 대한 tone mapping 정보를 네트워크에 접속 시 할당해 줄 수 있다. 단말이 connected state에서 다시 idle state로 전환하면, 단말은 기지국이 설정한 tone mapping 정보에 따라 필요 시 UL presence 신호를 송신하거나, 기지국의 DL probing 신호를 탐지하여 인식할 수 있다.

단말은 Minimum SI 또는 추가적인 SI로 설정한 UPCH의 주기, 자원 위치 등을 알고 있으므로, 특정 서비스/slice를 위한 UL 데이터가 버퍼에 쌓이면 가장 가까운 UPCH에서 UL presence 신호를 송신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 단말은 서비스/slice의 우선순위에 따라 UPCH의 주기의 서로 다른 배수의 주기로 UL presence 신호를 송신하거나, 서비스/slice별 서로 구분된 UPCH 위치(offset 및 주기로 구분)에서 UL presence 신호를 송신한다. 또는 단말은 paging occasion이 설정되어 있다면, 다음 paging occasion 전 k번의 UPCH에서 UL presence 신호를 송신하도록 기지국 또는 네트워크에 의해 설정 받을 수 있다.

한편, UL presence 신호를 수신하여 단말의 존재 또는 단말의 요구를 확인한 기지국 또는 네트워크는 단말에게 서비스/slice에 적합한 dedicated numerology set 정보를 알려주어야 한다. 단말이 UL presence 신호는 tone-based 신호로 송신하나, 기지국의 dedicated numerology set 정보는 메시지로 송신하여야 하므로, 공유채널의 제어/데이터 채널을 통하여 단말을 특정하여 송신하려면, 단말이 알고 있는 RNTI로 DCI (DL Control Information)나 상위계층 메시지를 송신하여야 한다. 또한 단말도 상기 기지국이 보내는 RNTI에 대한 정보를 알고 있어야 한다. 따라서 본 개시에서는 단말이 idle state에서 기지국으로부터 메시지를 수신하기 위한 새로운 RNTI를 결정할 수 있는지 상세히 알아본다. 새로운 RNTI는 idle state에서 사용되므로 I-RNTI라는 용어로 호칭하고자 한다. 기지국과 단말은 connection이 맺어져 있지 않은 상황에서 random access 절차 없이 동일한 RNTI를 결정할 수 있어야 한다. 본 개시의 여러 실시 예에 따르면, 단말은 UL presence 신호를 tone-based 신호로 송신할 수 있다. UPCH 내 복수의 tone에 mapping 된 UE ID는 바로 I-RNTI로 변환하기에는 너무 큰 정보이다. 그러므로 이미 작은 크기로 변환된 해시 코드 또는 tone으로 변환된 mapping 정보에 기반하여 단말의 I-RNTI를 결정하는 것이 단말의 복잡도 감소에 기여한다. 예를 들어, 1) mapping된 tone의 인덱스 값의 합을 RNTI 전체 크기로 모듈라(modular) 연산을 취한 결과값을 I-RNTI로 결정하거나, 2) tone 영역 (space)을 N개의 구간으로 나누어 각 구간의 bits 열을 RNTI의 일부분 값으로 변환(예를 들어 hexadeimel 값) 후 합친 값을 I-RNTI로 결정하거나, 3) mapping 된 tone의 인덱스 값을 순차적으로 이어 붙여 얻은 값을 I-RNTI로 변환하거나, 4) mapping 된 tone 간 비어 있는 tone의 간격 값의 합을 RNTI 전체 크기로 모듈라(modular) 연산을 취한 결과값을 I-RNTI로 결정할 수 있다. 그 외 일반적으로 알려진 알고리즘에 기반한 다양한 변환 방식이 고려될 수 있다. 만일 해시 코드 영역의 크기가 I-RNTI 영역의 크기보다 작으면, 변환한 값을 반복하여 I-RNTI의 총 영역에 값이 mapping되도록 할 수 있다. 만일 해시 코드 영역의 크기가 I-RNTI 영역의 크기보다 크면, 규칙에 따라 일부 영역의 값을 생략하여 I-RNTI 영역의 크기에 맞출 수 있다.

단말은 상기와 같이 네트워크 서버 또는 기지국과 동일한 I-RNTI 생성 규칙에 따라, UL presence 신호 또는 DL probing 신호의 tone 정보를 기반으로 I-RNTI를 생성한다. 한편 일 실시예에 따라 기지국은 영역 내 예상되는 단말의 ID 및 서비스/slice ID 정보를 MME 또는 서비스/slice 제어 서버로부터 미리 요청하여 받아 올 수 있다. 또는 기지국은 수신한 tone 정보를 기반으로 해시 코드를 생성하여 이를 MME 또는 서비스/slice 제어 서버에 보내어 matching 여부를 문의할 수 있다. 도 4j는 수신한 tone mapping 정보 또는 tone-to-code mapping을 통하여 얻은 해시 코드 정보를 기지국이 MME 또는 서비스/slice 서버에게 문의하고, 그에 따라 MME가 단말에게 paging을 송신하는 일 실시예를 보인다. 도 4k는 미리 MME가 이를 테면 Tracking Area 내 기지국에게 matching을 위한 UE/service/slice ID 또는 해시 코드를 제공하고, 기지국은 matching을 할 수 있도록 제공받은 정보를 기반으로 UL presence 신호에 대한 matching을 수행한다. Matching이 성공하면 그 내역에 대해 기지국은 MME에게 알려줄 필요가 있다. 이 때 matching indication은 matching에 성공한 UE ID 및 서비스/slice ID 정보를 포함하여 송신할 수 있다.

단말은 tone-based 신호로부터 결정한 I-RNTI를 기반으로 하기와 같은 동작을 수행할 수 있다. 이 때 기지국은 다수 단말로부터의 UL presence 신호를 기반으로, 예를 들어 특정 서비스를 요구하는 단말 수가 많으면, 상응하는 dedicated numerology set 정보를 BCH 기반 추가적인 SI로 송신한다; 또는 예를 들어 특정 서비스를 요구하는 단말 수가 많지 않되 서비스 수가 많으면, 상응하는 dedicated numerology set 정보를 SI-RNTI로 송신한다; 또는 특정 서비스를 요구하는 단말 수가 매우 적으면, 상응하는 dedicated numerology set 정보를 I-RNTI로 송신한다. 따라서 단말은 UL presence 신호를 송신한 후, Minimum SI 또는 추가적인 SI로 설정 받은 I-RNTI 수신 윈도우 내에서 대기하면서 I-RNTI로 구분 가능한 기지국의 신호를 탐색한다. 기지국이 BCH를 송신하도록 되어 있는 자원에서는 수신 윈도우와 무관하게 단말은 BCH 수신 동작을 수행하여야 한다. 이는 구현에 따라 단말이 BCH 수신을 위해 I-RNTI 수신 동작을 하지 않을 수 있음을 의미한다. 한편, 기지국이 SI-RNTI를 송신하도록 되어 있는 자원(SI scheduling으로 획득)에서는 수신 윈도우와 별개로 단말은 SI-RNTI 수신 동작과 I-RNTI 수신 동작을 모두 병행하고 있어야 한다. 단말의 capability에 따라 어떤 단말은 SI-RNTI 수신 동작과 I-RNTI 수신 동작을 동시에 수행하기 어려울 수 있다. 그러한 단말은 I-RNTI 수신 윈도우 내에서는 SI-RNTI를 수신하지 않고, I-RNTI 수신 윈도우가 만료되면 SI-RNTI를 수신한다.

단말의 ID는 네트워크에/기지국에서 사용하는 여러 ID (IMSI, GUTI, S-TMSI, IP/PDN address UE S1AP ID, UE X2AP ID ) 이거나, 서비스/애플리케이션/slice 별 정해진 가입자 ID일 수 있다.

도 4h은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말 장치의 구성을 예시하는 도면이다.

단말장치는 타 단말과의 신호 송수신을 수행하는 송수신부와, 상기 단말장치의 모든 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 본 개시에서 상술한 동기화 지원을 위한 모든 동작들은 상기 제어부에 수행되는 것으로 이해될 수 있다. 그러나, 상기 제어부및 상기 송수신부는 반드시 별도의 장치로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩과 같은 형태로 하나의 구성부로 구현될 수 있음은 물론이다.

상기 도 4a 내지 도 4g가 예시하는 단말의 구성도, 제어/데이터 신호 송신 방법의 예시도, 단말의 동작 절차 예시도, 단말 장치의 구성도들은 본 개시의 권리범위를 한정하기 위한 의도가 없음을 유의하여야 한다. 즉, 상기 도 4a 내지 도 4g에 기재된 모든 구성부, 엔터티, 또는 동작의 단계가 개시의 실시를 위한 필수구성요소인 것으로 해석되어서는 안되며, 일부 구성요소 만을 포함하여도 개시의 본질을 해치지 않는 범위 내에서 구현될 수 있다.

앞서 설명한 기지국이나 단말의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 기지국 또는 단말 장치 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 기지국 또는 단말 장치의 제어부는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(Central Processing Unit)에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 엔터티, 기지국 또는 단말 장치의 다양한 구성부들과, 모듈(module)등은 하드웨어(hardware) 회로, 일 예로 상보성 금속 산화막 반도체(complementary metal oxide semiconductor) 기반 논리 회로와, 펌웨어(firmware)와, 소프트웨어(software) 및/혹은 하드웨어와 펌웨어 및/혹은 머신 판독 가능 매체에 삽입된 소프트웨어의 조합과 같은 하드웨어 회로를 사용하여 동작될 수도 있다. 일 예로, 다양한 전기 구조 및 방법들은 트랜지스터(transistor)들과, 논리 게이트(logic gate)들과, 주문형 반도체와 같은 전기 회로들을 사용하여 실시될 수 있다.

Claims

무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서,
기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계;
상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및
상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 신호 처리 방법.