KR102357670B1 - Method for initial access and random access, base station equipment and user equipment - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 방법과, 기지국 장치 및 사용자 장치를 제공한다. 상기 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 방법은: 기지국 장치가 적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서 사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 송신하는 과정과; 적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서, 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 수신하는 과정과; 상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정과; 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차에 따라 기지국 빔들을 조정하는 과정과; 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치와 데이터 송신 및 수신을 수행하는 과정을 포함한다. 본 발명에서, 초기 억세스 프로세스에서 적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서 사용자 장치로 초기 억세스 데이터를 송신함으로써, 상기 기지국 측에서 최적 빔 방향이 빨리 결정될 수 있고, 충돌 확률이 감소될 수 있다.The present invention provides a method for initial access and random access based on a plurality of antenna ports and a plurality of beams, a base station apparatus, and a user apparatus. The method for initial access and random access based on the plurality of antenna ports and the plurality of beams comprises: transmitting, by a base station apparatus, a synchronization signal sequence to a user apparatus in at least two correlated base station beams; receiving a preamble sequence transmitted by the user equipment in at least two correlated base station beams; determining each deviation between a beam direction of a base station having a maximum energy and a beam direction of the base station based on the preamble sequence; adjusting the base station beams according to the beam direction of the base station having the maximum energy and each deviation of the beam direction of the base station; and performing data transmission and reception with the user equipment using the adjusted base station beams. In the present invention, by transmitting the initial access data to the user equipment in at least two correlated base station beams in the initial access process, the optimal beam direction can be quickly determined at the base station side, and the collision probability can be reduced.

Description

초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 방법, 기지국 장치 및 사용자 장치{METHOD FOR INITIAL ACCESS AND RANDOM ACCESS, BASE STATION EQUIPMENT AND USER EQUIPMENT}Method for initial access and random access, base station apparatus and user equipment

본 발명은 이동 통신 분야에 관한 것으로서, 특히 다수의 안테나 포트들과 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스 방법, 기지국 장치 및 사용자 장치에 관한 것이다. The present invention relates to the field of mobile communication, and more particularly, to an initial access and random access method based on a plurality of antenna ports and a plurality of beams, a base station apparatus, and a user apparatus.

정보 산업의 급속한 개발, 특히 모바일 인터넷 및 사물 인터넷(Internet of Things: IoT)에 대해 증가되는 요구는 미래의 이동 통신 기술에서의 전례 없는 도전 과제들을 초래한다. 국제 전기 통신 연합(International Telecommunication Union: ITU)에 의해 공개된 ITU-R M. [IMT.BEYOND 2020.TRAFFIC]에 따르면, 이동 서비스 트래픽은 2010(4G 세대)에서의 이동 서비스 트래픽에 비해 거의 1000배 정도 증가될 것이고, 사용자 장치 커넥션(connection)들의 개수 역시 170억 개를 초과할 것이고, 막대한 수의 IoT 디바이스들이 점차 이동 통신 네트워크로 확장되면서, 연결되는 장치들의 수는 더욱 더 믿기 어려울 정도로 증가될 것이다. 이런 전례 없는 도전 과제에 응답하여, 통신 업계 및 학계는 5 세대 이동 통신 기술 (5G)에 대한 광범위한 연구를 시작하여 2020 년대를 준비해오고 있다. 현재는, ITU의 ITU-R M. [IMT.VISION]에서, 미래의 5G의 프레임워크 및 전반적인 목표들이 논의되고 있으며, 여기서는 5G의 수요 예측, 어플리케이션 시나리오들 및 다양한 중요 성능 인덱스들이 구체적으로 설명되고 있다. 5G에서의 새로운 요구 사항들 측면에서, ITU의 ITU-R M. [IMT.FUTURE TECHNOLOGY TRENDS]는 5G 기술 경향들에 관련되는 정보를 제공하며, 상기 정보는 시스템 처리량에서의 현저한 개선, 사용자 경험의 일관성, IoT를 지원하기 위한 확장성, 지연, 에너지 효율성, 비용, 네트워크 유연성, 새로운 서비스들에 대한 지원 사항 및 유연한 스펙트럼 활용 등과 같은 중요한 이슈들을 해결하기 위한 것이다.The rapid development of the information industry, especially the mobile Internet and the increasing demands on the Internet of Things (IoT), bring about unprecedented challenges in future mobile communication technology. According to ITU-R M. [IMT.BEYOND 2020.TRAFFIC] published by the International Telecommunication Union (ITU), mobile service traffic is nearly 1000 times that of mobile service traffic in 2010 (4G generation). will increase, the number of user equipment connections will also exceed 17 billion, and as a huge number of IoT devices gradually expand into mobile communication networks, the number of connected devices will increase even more unbelievably. . In response to these unprecedented challenges, the telecommunication industry and academia have been preparing for the 2020s by launching extensive research into the 5th generation of mobile communication technologies (5G). Currently, in the ITU-R M. [IMT.VISION] of the ITU, the framework and overall goals of 5G in the future are being discussed, where demand forecasts of 5G, application scenarios and various important performance indices are specifically described and have. In view of the new requirements in 5G, the ITU-R M. [IMT.FUTURE TECHNOLOGY TRENDS] of the ITU provides information related to 5G technology trends, which include significant improvements in system throughput, It aims to address important issues such as consistency, scalability to support IoT, latency, energy efficiency, cost, network flexibility, support for new services and flexible spectrum utilization.

무선 통신 시스템에서의 중요한 과정들인 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들은 UE와 기지국간의 다운링크 동기 및 업링크 동기를 성립하기 위해, 그리고 상기 기지국이 상기 UE로 사용자를 식별하기 위한 ID 등을 할당하기 위해 사용된다. 상기 초기 억세스 및 랜덤 억세스의 성능은 상기 UE의 경험에 직접적으로 영향을 미친다. 여기서, 종래의 무선 통신 시스템에 대해서, 일 예로, LTE 및 LTE-어드밴스드(LTE-Advanced)에서, 상기 랜덤 억세스 프로세스는 초기 링크의 성립과, 셀 핸드오버와, 업링크의 재성립 및 RRC 연결 재성립과 같은 다양한 시나리오들에서 사용되고, UE가 프리앰블 시퀀스 자원들을 독점적으로 점유하는지 여부에 따라 경쟁 기반 랜덤 억세스 및 비경쟁 랜덤 억세스로 분류된다. 상기 비경쟁 랜덤 억세스에 대해서, 각 UE는 업링크를 성립하고자 시도할 때 동일한 프리앰블 시퀀스 자원들로부터 프리앰블 시퀀스를 선택하기 때문에, 다수의 UE들이 동일한 프리앰블 시퀀스를 선택하여 기지국으로 송신하는 경우가 존재할 수 있다. 따라서, 충돌 해결 메카니즘은 상기 랜덤 억세스에서 중요한 연구 방향이 된다. 어떻게 충돌의 확률을 감소시키고, 또한 발생되는 충돌을 어떻게 빨리 해결하는지가 상기 랜덤 억세스 성능에 영향을 미치는 중요한 지시자들이다.Initial access and random access processes, which are important processes in a wireless communication system, are used to establish downlink synchronization and uplink synchronization between a UE and a base station, and to allocate an ID for the base station to identify a user to the UE. do. The performance of the initial access and random access directly affects the UE's experience. Here, with respect to the conventional wireless communication system, for example, in LTE and LTE-Advanced (LTE-Advanced), the random access process includes establishment of an initial link, cell handover, re-establishment of uplink, and RRC connection re-establishment. It is used in various scenarios such as establishment, and is classified into contention-based random access and non-contention-free random access according to whether the UE exclusively occupies preamble sequence resources. For the contention-free random access, since each UE selects a preamble sequence from the same preamble sequence resources when attempting to establish an uplink, there may be cases in which multiple UEs select the same preamble sequence and transmit to the base station. . Therefore, the conflict resolution mechanism becomes an important research direction in the random access. How to reduce the probability of collision and how to quickly resolve the collision that occurs are important indicators affecting the random access performance.

LTE-A에서, 상기 랜덤 억세스 프로세스는 상기 초기 억세스 프로세스 후에 수행된다. 상기 초기 억세스 프로세스에서, UE는 기지국에 의해 송신되는 다운링크 동기 신호를 검출함으로써 상기 기지국과 커넥션(connection)을 성립하고, 랜덤 억세스 채널 구성 정보를 포함하는 특정한 필수 시스템 구성 정보를 획득한다. 상기 정보를 기반으로, 상기 UE는 다음의 랜덤 억세스 프로세스를 수행한다. In LTE-A, the random access process is performed after the initial access process. In the initial access process, the UE establishes a connection with the base station by detecting a downlink synchronization signal transmitted by the base station, and obtains specific essential system configuration information including random access channel configuration information. Based on the information, the UE performs the following random access process.

상기 초기 억세스 및 경쟁-기반 랜덤 억세스 프로세스들은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 5개의 과정들을 포함한다. 첫 번째 과정은 UE가 랜덤 억세스 채널 구성 정보를 획득하는 초기 억세스 프로세스이고, 두 번째 과정 내지 다섯 번째 과정은 랜덤 억세스 프로세스이다. 두 번째 과정에서, 상기 UE는 프리앰블 시퀀스 자원 풀(pool)로부터 프리앰블 시퀀스를 랜덤하게 선택하고, 상기 프리앰블 시퀀스를 기지국으로 송신한다. 상기 기지국은 상기 UE에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 식별하기 위해 상기 수신된 신호에 대해 상관 검출을 수행한다. 세 번째 과정에서, 상기 기지국은 랜덤 억세스 응답(Random Access Response: RAR)을 상기 UE로 송신한다. 상기 RAR은 랜덤 억세스 프리앰블 시퀀스의 식별자와, 상기 UE와 기지국간에 추정된 시간 지연에 따라 결정된 타이밍 어드밴스 명령(timing advance instruction), 임시 셀-무선 네트워크 임시 식별자(Temporary Cell-Radio Network Temporary Identifier: TC-RNTI)와, 상기 UE가 다음 번에 업링크 송신을 수행하기 위해 할당되는 시간-주파수 자원들을 포함한다. 네 번째 과정에서, 상기 UE는 상기 RAR에 포함되어 있는 정보에 따라 상기 기지국으로 메시지 3(Message 3: Msg3)을 송신한다. 상기 Msg3은 UE 식별자와 RRC 링크 요청과 같은 정보를 포함하고, 여기서 상기 UE 식별자는 상기 UE에 대해 고유하고, 충돌을 해결하기 위해 사용되는 식별자이다. 다섯 번째 과정에서, 상기 기지국은 상기 UE로 충돌 해결 식별자를 송신하고, 상기 충돌 해결 식별자는 충돌 해결에서 성공한 UE에 상응하는 UE 식별자를 포함한다. 상기 UE는 상기 UE의 고유 식별자를 검출할 때 TC-RNTI를 C-RNTI로 업그레이드하고, ACK (Acknowledgement) 신호를 상기 기지국으로 송신하여 상기 랜덤 억세스 프로세스를 완료하고 상기 기지국의 스케쥴링을 대기한다. 그렇지 않을 경우, 상기 UE는 특정 지연 후에 새로운 랜덤 억세스 프로세스를 시작할 것이다.The initial access and contention-based random access processes include five processes as shown in FIG. 1 . The first process is an initial access process in which the UE acquires random access channel configuration information, and the second to fifth processes are random access processes. In the second process, the UE randomly selects a preamble sequence from a preamble sequence resource pool, and transmits the preamble sequence to the base station. The base station performs correlation detection on the received signal to identify a preamble sequence transmitted by the UE. In a third process, the base station transmits a random access response (RAR) to the UE. The RAR includes an identifier of a random access preamble sequence, a timing advance instruction determined according to the time delay estimated between the UE and the base station, and a temporary cell-radio network temporary identifier (TC-). RNTI), and time-frequency resources allocated for the UE to perform uplink transmission next time. In a fourth process, the UE transmits message 3 (Message 3: Msg3) to the base station according to the information included in the RAR. The Msg3 includes information such as a UE identifier and an RRC link request, where the UE identifier is an identifier that is unique to the UE and used to resolve conflicts. In a fifth process, the base station transmits a collision resolution identifier to the UE, and the collision resolution identifier includes a UE identifier corresponding to a UE that has succeeded in conflict resolution. When the UE detects the UE's unique identifier, it upgrades the TC-RNTI to the C-RNTI, transmits an acknowledgment (ACK) signal to the base station to complete the random access process, and waits for the base station's scheduling. Otherwise, the UE will start a new random access process after a certain delay.

비경쟁 랜덤 억세스 프로세스에 대해서, 상기 기지국이 상기 UE 식별자를 알고 있기 때문에, 상기 기지국은 상기 UE로 프리앰블 시퀀스를 할당할 수 있다. 따라서, 프리앰블 시퀀스를 송신할 때, 상기 UE는 시퀀스를 랜덤하게 선택할 필요가 없고, 대신, 상기 할당된 프리앰블 시퀀스를 사용할 것이다. 상기 할당된 프리앰블 시퀀스를 검출할 때, 상기 기지국은 해당하는 랜덤 억세스 응답을 송신할 것이고, 상기 랜덤 억세스 응답은 타이밍 어드밴스와 업링크 자원 할당과 같은 정보를 포함한다. 상기 랜덤 억세스 응답을 수신할 때, 상기 UE는 상기 업링크 동기가 완료되었다는 것을 고려하고, 따라서 상기 기지국의 다음 스케쥴링을 대기한다. 따라서, 상기 초기 억세스 및 비경쟁 랜덤 억세스 프로세스들은 다음과 같은 3개의 과정들만을 포함한다: 초기 억세스의 첫 번째 과정, 프리앰블 시퀀스를 송신하는 두 번째 과정 및 랜덤 억세스 응답을 송신하는 세 번째 과정.For the contention-free random access process, since the base station knows the UE identifier, the base station can allocate a preamble sequence to the UE. Therefore, when transmitting the preamble sequence, the UE does not need to randomly select the sequence, but will use the assigned preamble sequence instead. Upon detecting the assigned preamble sequence, the base station will transmit a corresponding random access response, which includes information such as timing advance and uplink resource allocation. When receiving the random access response, the UE considers that the uplink synchronization is complete, and thus waits for the next scheduling of the base station. Accordingly, the initial access and contention-free random access processes include only the following three processes: a first process of initial access, a second process of transmitting a preamble sequence, and a third process of transmitting a random access response.

상기 밀리미터 파(millimeter wave) 통신은 5G에서 가능한 핵심 기술이다. 상기 캐리어 주파수를 밀리미터 파 대역들로 개선함으로써, 가용 대역폭은 현저하게 증가될 것이고, 따라서 상기 시스템의 송신 레이트는 현저하게 개선될 수 있다. 밀리미터 파 대역들의 무선 채널에서의 높은 페이딩(fading) 및 높은 손실과 같은 특성들에 저항하기 위해, 밀리미터 파 통신 시스템은 일반적으로 빔포밍에 의한 특정 방향에서, 즉 웨이팅 요소(weighting factor)를 사용함으로써 빔 에너지를 집중시킨다. 상기 무선 통신 동안, 기지국 및 UE는 폴링 혹은 다른 방식들로 최적 빔 방향을 검색하고, 따라서 상기 기지국 측 및 UE 측 둘 다에서 수신 신호 대 잡음 비가 최대화된다. 상기 UE 및 기지국 둘 다 초기 링크를 성립할 때 최적 빔 페어(pair)의 방향을 모르기 때문에, 상기 밀리미터 파 통신 시스템에서 초기 억세스 및 랜덤 억세스는 중대한 도전 과제에 직면한다. 가능한 방식은 최적 다운링크 빔 페어 및 최적 업링크 빔 페어를 검색하기 위해서 초기 억세스 단계 및 프리앰블 시퀀스 송신 단계에서 모든 가능한 송신/수신 빔 페어들을 시도하는 것이다. 다음 과정들에서, 상기 최적 빔 페어들이 사용된다. 기존 방식들에서, 각 시도에 대해서, 단일 안테나 포트 및 단일 빔을 기반으로 하는 송/수신은 상기 송신기 측 및 수신기 측 둘 다에서 구현되고; 단일 방향이 한 번의 시도에서 검출되고, 따라서 상기 최적 빔 페어들을 검색하기 위해서는 많은 시도들이 필요로 된다. 따라서, 상기 최적 빔 페어들이 이 방식에서 처음 두 과정들에서 획득될 수 있을 지라도, 초기 억세스 및 랜덤 억세스의 검출을 위해 필요로 되는 시간이 길어질 것이다. 따라서, 여전히 성능 개선을 위한 큰 공간이 존재한다.The millimeter wave (millimeter wave) communication is a core technology possible in 5G. By improving the carrier frequency to millimeter wave bands, the available bandwidth will be significantly increased, and thus the transmission rate of the system can be significantly improved. In order to resist characteristics such as high fading and high loss in the radio channel of millimeter wave bands, millimeter wave communication systems are generally used in a specific direction by beamforming, i.e. by using a weighting factor. Focus the beam energy. During the wireless communication, the base station and the UE search for the optimal beam direction by polling or other methods, thus maximizing the received signal-to-noise ratio at both the base station side and the UE side. Since both the UE and the base station do not know the direction of the optimal beam pair when establishing the initial link, initial access and random access in the millimeter wave communication system face significant challenges. A possible way is to try all possible transmit/receive beam pairs in the initial access phase and the preamble sequence transmission phase to search for an optimal downlink beam pair and an optimal uplink beam pair. In the following processes, the optimal beam pairs are used. In existing schemes, for each trial, transmission/reception based on a single antenna port and a single beam is implemented at both the transmitter side and the receiver side; A single direction is detected in one trial, and thus many trials are required to search for the optimal beam pairs. Therefore, even if the optimal beam pairs can be obtained in the first two processes in this way, the time required for the detection of the initial access and the random access will be long. Therefore, there is still a large room for performance improvement.

결론적으로, 후보 5G 기술들 중에서 상기 밀리미터 파 통신 시스템의 경쟁력을 추가적으로 증가시키기 위해, 상기 밀리미터 파 시스템에서 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들에서의 문제점들을 해결하고, 상기 밀리미터 파 통신 시스템에서 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들의 성능을 개선하고, UE로 더 낮은 억세스 지연 및 더 나은 억세스 경험을 제공하는 것이 필수적이다.In conclusion, in order to further increase the competitiveness of the millimeter wave communication system among candidate 5G technologies, problems in initial access and random access processes in the millimeter wave system are solved, and initial access and random access in the millimeter wave communication system It is essential to improve the performance of access processes, and to provide lower access delay and better access experience to the UE.

본 발명은 종래 기술에서, 빔포밍을 기반으로 하는 밀리미터 파 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스에서 최적 빔 페어들을 검출하는데 필요로 되는 시간이 상대적으로 길기 때문에 프리앰블 시퀀스를 송신하기 위한 시간이 매우 길어지는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 하고 있다.The present invention solves the problem that the time required for detecting optimal beam pairs in a random access process in a millimeter wave communication system based on beamforming in the prior art is relatively long, so the time for transmitting the preamble sequence becomes very long. It is aimed at solving

본 발명의 일 실시예는 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 방법을 제공하고, 상기 방법은: An embodiment of the present invention provides a method for initial access and random access based on multiple antenna ports and multiple beams, the method comprising:

기지국 장치가 적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서 사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 송신하는 과정과; transmitting, by the base station apparatus, a synchronization signal sequence to the user equipment in at least two correlated base station beams;

적어도 2개의 기지국 빔들에서, 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 수신하는 과정과; receiving, in at least two base station beams, a preamble sequence transmitted by the user equipment;

상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정과; determining each deviation between a beam direction of a base station having a maximum energy and a beam direction of the base station based on the preamble sequence;

상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차에 따라 기지국 빔들을 조정하는 과정과; adjusting the base station beams according to the beam direction of the base station having the maximum energy and each deviation of the beam direction of the base station;

상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치와 데이터 송신 및 수신을 수행하는 과정을 포함한다.and performing data transmission and reception with the user equipment using the adjusted base station beams.

바람직하게, 상기 기지국 장치가 적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서 사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 송신하는 과정은:Preferably, the step of the base station apparatus transmitting the synchronization signal sequence to the user equipment in at least two correlated base station beams comprises:

기지국 장치가 적어도 2개의 기지국 빔들에서, 차동 빔 송신 방식으로 사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 송신하는 과정을 포함하며, a base station device transmitting, in at least two base station beams, a synchronization signal sequence to a user device in a differential beam transmission scheme;

상기 적어도 2개의 기지국 빔들에서, 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 수신하는 과정은:Receiving the preamble sequence transmitted by the user equipment in the at least two base station beams includes:

적어도 2개의 기지국 빔들에서 차동 빔 수신 방식으로 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 수신하는 과정을 포함한다. and receiving a preamble sequence transmitted by the user equipment in a differential beam reception method in at least two base station beams.

바람직하게, 기지국 장치가 적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서, 사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 송신하는 과정 후에, 상기 방법은: Preferably, after the base station apparatus transmits the synchronization signal sequence to the user equipment in at least two correlated base station beams, the method comprises:

상기 사용자 장치로 랜덤 억세스 구성 정보를 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 다운링크 브로드캐스트 채널 혹은 상위 계층 시그널링 구성을 통해 송신하는 과정을 더 포함하며, The method further includes transmitting random access configuration information to the user device through a downlink control channel, a downlink shared channel, a downlink broadcast channel, or a higher layer signaling configuration,

상기 랜덤 억세스 구성 정보는 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계, 혹은 기지국 송신 빔 방향으로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계를 포함한다. The random access configuration information includes a mapping relationship from a base station transmit beam direction and each deviation thereof to preamble sequences and resources, or a mapping relationship from a base station transmit beam direction to preamble sequences and resources.

바람직하게, 기지국 장치가 적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서, 사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 송신하는 과정은: Preferably, the process of the base station apparatus transmitting the synchronization signal sequence to the user equipment in at least two correlated base station beams comprises:

상기 기지국 장치가 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 혹은 다운링크 브로드캐스트 채널을 통해 합 빔(sum beam)을 통해 제1 컴포넌트(component) 데이터 시퀀스를 송신하고, 차동 빔(differential beam)을 통해 제2 컴포넌트 데이터 시퀀스를 송신하는 과정을 포함하며,The base station apparatus transmits a first component data sequence through a sum beam through a downlink control channel, a downlink shared channel, or a downlink broadcast channel, and through a differential beam transmitting a second component data sequence;

상기 동기 신호 시퀀스는 상기 제1 컴포넌트 데이터 시퀀스 및 제2 컴포넌트 데이터 시퀀스를 포함하거나, 혹은 상기 동기 신호 시퀀스는 상기 제1 컴포넌트 데이터 시퀀스 및 제2 컴포넌트 데이터 시퀀스와 동일하다. The synchronization signal sequence includes the first component data sequence and the second component data sequence, or the synchronization signal sequence is the same as the first component data sequence and the second component data sequence.

바람직하게, 기지국 장치가 적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서, 사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 송신하는 과정은: Preferably, the process of the base station apparatus transmitting the synchronization signal sequence to the user equipment in at least two correlated base station beams comprises:

동기 신호 시퀀스를 미리 결정되어 있는 시간-주파수 자원들에서 합 빔 및 차동 빔으로 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 혹은 다운링크 브로드캐스트 채널을 통해 송신하는 과정을 포함한다.and transmitting the synchronization signal sequence through a downlink control channel, a downlink shared channel, or a downlink broadcast channel in a sum beam and a differential beam in predetermined time-frequency resources.

바람직하게, 상기 미리 결정되어 있는 시간-주파수 자원들은 적어도 다음 중 어느 하나를 포함한다:Advantageously, said predetermined time-frequency resources comprise at least one of:

다른 직교 시간-도메인(domain) 자원들, 다른 직교 주파수-도메인 자원들 및 직교 코드워드들을 가지는 동일한 시간-주파수 자원들.Same time-frequency resources with different orthogonal time-domain resources, different orthogonal frequency-domain resources and orthogonal codewords.

바람직하게, 기지국 장치가 적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서, 사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 송신하는 과정은: Preferably, the process of the base station apparatus transmitting the synchronization signal sequence to the user equipment in at least two correlated base station beams comprises:

상기 기지국 장치가 2개의 다른 안테나 어레이들에서, 동일하거나 혹은 다른 동기 신호 시퀀스들을 합 빔 및 차동 빔으로 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 혹은 다운링크 브로드캐스트 채널을 통해 송신하는 과정을 포함한다.and the base station apparatus transmits the same or different synchronization signal sequences in two different antenna arrays in a sum beam and a differential beam through a downlink control channel, a downlink shared channel, or a downlink broadcast channel. .

바람직하게, 적어도 2개의 기지국 빔들에서 차동 빔 수신 방식으로 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 수신하는 과정은:Preferably, the receiving of the preamble sequence transmitted by the user equipment in a differential beam reception manner in at least two base station beams comprises:

상기 기지국 장치가 적어도 2개의 기지국 빔들에서 차동 빔 수신 방식으로 상기 수신자 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하는 과정과;receiving, by the base station apparatus, initial access data transmitted by the receiver apparatus in a differential beam reception method in at least two base station beams;

상기 초기 억세스 데이터에 대해 프리앰블 시퀀스 상관 검출을 수행하여 상기 초기 억세스 데이터에 포함되어 있는 프리앰블 시퀀스 및 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 결정하는 과정을 포함한다.and determining a preamble sequence included in the initial access data and a time-frequency resource occupied by the preamble sequence by performing preamble sequence correlation detection on the initial access data.

바람직하게, 상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정은:Preferably, based on the preamble sequence, the step of determining the beam direction of the base station having the maximum energy and the deviation of the beam direction of the base station includes:

상기 초기 억세스 데이터에 대해 수행되는 프리앰블 시퀀스 상관 검출의 결과를 기반으로, 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 수신 빔 방향 및 상기 기지국 수신 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정을 포함한다. and determining each deviation between the direction of the reception beam of the base station having the maximum energy and the direction of the reception beam of the base station, based on a result of the preamble sequence correlation detection performed on the initial access data.

바람직하게, 상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정은:Preferably, based on the preamble sequence, the step of determining the beam direction of the base station having the maximum energy and the deviation of the beam direction of the base station includes:

상기 초기 억세스 데이터에 대해 수행되는 프리앰블 시퀀스 상관 검출의 결과를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 기지국 수신 빔 방향 및 상기 기지국 수신 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정과; determining each deviation between a receive beam direction of a base station having a maximum energy and a direction of the base station receive beam based on a result of the preamble sequence correlation detection performed on the initial access data;

상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원, 랜덤 억세스 구성 정보, 최대 에너지를 가지는 기지국 송신 빔 방향 및 상기 기지국 수신 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정을 포함한다.and determining, based on the preamble sequence, a time-frequency resource occupied by the preamble sequence, random access configuration information, a transmission beam direction of a base station having a maximum energy, and each deviation of the base station reception beam direction.

바람직하게, 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차에 따라 기지국 빔들을 조정하는 과정은:Preferably, the step of adjusting the base station beams according to the beam direction of the base station having the maximum energy and each deviation of the beam direction of the base station includes:

상기 최대 에너지를 가지는 기지국 송신 빔 방향 및 상기 기지국 송신 빔 방향의 각 편차에 따라 기지국 송신 빔들을 조정하고, 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 수신 빔 방향 및 상기 기지국 수신 빔 방향의 각 편차에 따라 기지국 수신 빔들을 조정하는 과정을 포함하고;The base station transmit beams are adjusted according to each deviation of the base station transmit beam direction and the base station transmit beam direction having the maximum energy, and the base station receive beam according to each deviation of the base station receive beam direction and the base station receive beam direction having the maximum energy including the process of coordinating them;

상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치와 데이터 송신 및 수신을 수행하는 과정은:The process of performing data transmission and reception with the user equipment using the adjusted base station beams includes:

상기 조정된 기지국 송신 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치로 데이터를 송신하고, 상기 조정된 기지국 수신 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치로부터 데이터를 수신하는 과정을 포함한다. and transmitting data to the user equipment using the adjusted base station transmit beams and receiving data from the user equipment using the adjusted base station receive beams.

바람직하게, 상기 프리앰블 시퀀스가 차동 빔 송신 방식으로 상기 사용자 장치에 의해 송신될 때, 상기 방법은:Advantageously, when the preamble sequence is transmitted by the user equipment in a differential beam transmission scheme, the method comprises:

합 빔 및 차동 빔을 통해 상기 사용자 장치에 의해 송신된, 상기 수신된 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 사용자 빔 방향 편차 검출을 수행하여 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향 및 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정을 더 포함한다. Based on the received preamble sequence transmitted by the user device through a sum beam and a differential beam, a user beam direction deviation detection is performed to determine a user beam direction having a maximum energy and an angle deviation of the user beam direction further including the process.

바람직하게, 합 빔 및 차동 빔을 통해 상기 사용자 장치에 의해 송신된, 상기 수신된 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 사용자 빔 방향 편차 검출을 수행하여 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향 및 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정은:Preferably, based on the received preamble sequence, transmitted by the user device through a sum beam and a differential beam, a user beam direction deviation detection is performed to detect a user beam direction having a maximum energy and an angle deviation of the user beam direction The process for determining is:

상기 합 빔 및 차동 빔을 통해 상기 사용자 장치에 의해 송신된, 상기 수신된 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 사용자 빔 방향 편차 검출을 수행하여 최대 에너지를 가지는 사용자 송신 빔 방향 및 상기 사용자 송신 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정을 포함한다.Based on the received preamble sequence transmitted by the user device through the sum beam and the differential beam, a user beam direction deviation detection is performed to detect a user transmit beam direction having a maximum energy and each deviation in the user transmit beam direction includes the process of determining

바람직하게, 상기 조정된 기지국 송신 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치로 데이터를 송신하는 과정은:Preferably, transmitting data to the user equipment using the adjusted base station transmit beams comprises:

상기 조정된 기지국 송신 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치로, 랜덤 억세스 응답 및 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향 및 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 나타내는 지시 정보를 송신하는 과정을 포함한다. and transmitting, to the user equipment, a random access response and indication information indicating a direction of a user beam having the maximum energy and each deviation of the user beam direction by using the adjusted base station transmission beams.

본 발명의 일 실시예는 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은: An embodiment of the present invention provides a method for initial access and random access based on multiple antenna ports and multiple beams. The method is:

사용자 장치가 적어도 2개의 기지국 빔들에서 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하는 과정과;receiving, by the user equipment, initial access data transmitted by the base station apparatus in at least two base station beams;

상기 초기 억세스 데이터에 대해 동기 신호 시퀀스 상관 검출을 수행하고, 상기 동기 신호 시퀀스 상관 검출의 결과에 따라, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정과;performing synchronization signal sequence correlation detection on the initial access data, and determining each deviation between a beam direction of a base station having a maximum energy and a beam direction of the base station according to a result of the synchronization signal sequence correlation detection;

상기 기지국 장치에 의해 송신된 랜덤 억세스 구성 정보를 수신하고, 상기 결정된 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 기지국 빔 방향의 각 편차와 함께, 상기 랜덤 억세스 구성 정보를 기반으로 해당하는 프리앰블 시퀀스와 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 결정하는 과정과;Receives the random access configuration information transmitted by the base station device, and along with each deviation between the beam direction of the base station having the determined maximum energy and the beam direction of the base station, a corresponding preamble sequence and the preamble based on the random access configuration information determining a time-frequency resource occupied by the sequence;

상기 기지국 장치로 상기 프리앰블 시퀀스를 송신하는 과정과;transmitting the preamble sequence to the base station device;

상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치와 데이터 송신을 수행하는 과정을 포함한다.and performing data transmission with the base station apparatus using the adjusted base station beams.

바람직하게, 사용자 장치가 적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하는 과정은:Preferably, the process in which the user equipment receives the initial access data transmitted by the base station apparatus in at least two correlated base station beams comprises:

상기 사용자 장치는 차동 빔 송신 방식으로 적어도 2개의 기지국 빔들에서 상기 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하는 과정을 포함한다. and receiving, by the user equipment, initial access data transmitted by the base station apparatus in at least two base station beams in a differential beam transmission scheme.

바람직하게, 상기 초기 억세스 데이터에 대해 동기 신호 시퀀스 상관 검출을 수행하는 과정은:Preferably, the process of performing synchronization signal sequence correlation detection on the initial access data includes:

합 빔으로 송신된 상기 초기 억세스 데이터에 대해 동기 신호 시퀀스 상관 검출을 수행하여 임의의 한 동기 신호 시퀀스에 대한 상관 검출의 제1 결과를 결정하는 과정과;determining a first result of correlation detection for an arbitrary synchronization signal sequence by performing synchronization signal sequence correlation detection on the initial access data transmitted through the sum beam;

차동 빔으로 송신된 상기 초기 억세스 데이터에 대해 동기 신호 시퀀스 상관 검출을 수행하여 이 동기 신호 시퀀스에 대한 상관 검출의 제2 결과를 결정하는 과정과;determining a second result of correlation detection for the synchronization signal sequence by performing synchronization signal sequence correlation detection on the initial access data transmitted through the differential beam;

상기 상관 검출의 제1 결과 및/혹은 상기 상관 검출의 제2 결과가 제1 결정 조건을 만족한다고 결정될 경우 상기 초기 억세스 데이터가 상기 동기 신호 시퀀스를 포함한다고 결정하는 과정을 포함한다.and determining that the initial access data includes the synchronization signal sequence when it is determined that the first result of the correlation detection and/or the second result of the correlation detection satisfy a first determination condition.

여기서, 상기 제1 결정 조건은 다음 중 적어도 하나를 포함한다:Here, the first determining condition includes at least one of:

상기 상관 검출의 제1 결과가 제1 검출 임계값을 초과하고, 상기 상관 검출의 제2 결과가 상기 제1 검출 임계값을 초과할 경우;when the first result of the correlation detection exceeds a first detection threshold and the second result of the correlation detection exceeds the first detection threshold;

상기 상관 검출의 제1 결과가 제2 검출 임계값을 초과할 경우;when the first result of the correlation detection exceeds a second detection threshold;

상기 상관 검출의 제2 결과가 상기 제2 검출 임계값을 초과할 경우;when the second result of the correlation detection exceeds the second detection threshold;

여기서, 상기 제1 검출 임계값은 상기 제2 검출 임계값 보다 크지 않다.Here, the first detection threshold is not greater than the second detection threshold.

바람직하게, 상기 동기 신호 시퀀스 상관 검출의 결과에 따라, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정은:Preferably, according to the result of the synchronization signal sequence correlation detection, determining a beam direction of a base station having a maximum energy and an angle deviation of the beam direction of the base station includes:

상기 상관 검출의 제1 결과 및 상기 상관 검출의 제2 결과를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정을 포함한다.and determining, based on the first result of the correlation detection and the second result of the correlation detection, a beam direction of a base station having a maximum energy and each deviation of the beam direction of the base station.

바람직하게, 상기 최대 에너지를 가지는, 상기 결정된 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차에 따라, 해당하는 프리앰블 시퀀스 및 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 결정하는 과정은:Preferably, according to the determined base station beam direction and each deviation of the base station beam direction having the maximum energy, the process of determining a corresponding preamble sequence and a time-frequency resource occupied by the preamble sequence comprises:

상기 최대 에너지를 가지는 상기 결정된 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차와 함께, 기지국 빔 방향 및 각 편차로부터 프리앰블 시퀀스들 및 상기 프리앰블 시퀀스들에 의해 점유되는 시간-주파수 자원들로의 매핑 관계 혹은 기지국 빔 방향으로부터 프리앰블 시퀀스들 및 상기 프리앰블 시퀀스들에 의해 점유되는 시간-주파수 자원들로의 매핑 관계에 따라, 해당하는 프리앰블 시퀀스 및 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 결정하는 과정을 포함한다.With the determined base station beam direction and each deviation of the base station beam direction having the maximum energy, a mapping relationship from the base station beam direction and each deviation to preamble sequences and time-frequency resources occupied by the preamble sequences, or According to a mapping relationship from the base station beam direction to preamble sequences and time-frequency resources occupied by the preamble sequences, determining a corresponding preamble sequence and a time-frequency resource occupied by the preamble sequence do.

바람직하게, 상기 방법은:Preferably, the method comprises:

상기 기지국 장치에 의해 송신된 랜덤 억세스 구성 정보를 수신하는 과정과;receiving random access configuration information transmitted by the base station apparatus;

상기 랜덤 억세스 구성 정보로부터, 기지국 빔 방향 및 각 편차로부터 프리앰블 시퀀스들 및 상기 프리앰블 시퀀스들에 의해 점유되는 시간-주파수 자원들로의 매핑 관계 혹은 기지국 빔 방향으로부터 프리앰블 시퀀스들 및 상기 프리앰블 시퀀스들에 의해 점유되는 시간-주파수 자원들로의 매핑 관계를 결정하는 과정을 포함한다.From the random access configuration information, the mapping relationship from the base station beam direction and angular deviation to the preamble sequences and the time-frequency resources occupied by the preamble sequences or the preamble sequences and the preamble sequences from the base station beam direction and determining a mapping relationship to occupied time-frequency resources.

바람직하게, 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치와 데이터 송신을 수행하는 과정은 다음 상황들 중 적어도 하나를 포함한다:Preferably, the process of performing data transmission with the base station apparatus using the adjusted base station beams includes at least one of the following situations:

상기 조정된 사용자 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치로 메시지 3을 송신하는 과정과, 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치에 의해 송신된 충돌 해결 방식을 수신하는 과정과;transmitting message 3 to the base station apparatus using the adjusted user beams, and receiving a collision resolution scheme transmitted by the base station apparatus using the adjusted base station beams;

상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치에 의해 송신된, 랜덤 억세스 응답과 최대 에너지를 가지는 사용자 송신 빔 방향 및 상기 사용자 송신 빔 방향의 각 편차를 나타내는 지시 정보를 수신하는 과정과; 상기 기지국 장치에 의해 송신된, 상기 수신된 최대 에너지를 가지는 사용자 송신 빔 방향 및 상기 사용자 송신 빔 방향의 각 편차를 나타내는 지시 정보를 기반으로 사용자 송신 빔들을 조정하는 과정과; 상기 조정된 사용자 송신 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치로 메시지 3을 송신하고, 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치에 의해 송신된 충돌 해결 방식을 수신하는 과정을 포함한다.receiving, by the base station apparatus using the adjusted base station beams, indication information indicating a direction of a user transmission beam having a random access response and maximum energy and an angle deviation of the user transmission beam direction; adjusting the user transmission beams based on the indication information transmitted by the base station apparatus, the user transmission beam direction having the received maximum energy, and the indication information indicating each deviation of the user transmission beam direction; and transmitting message 3 to the base station apparatus using the adjusted user transmission beams, and receiving a collision resolution scheme transmitted by the base station apparatus using the adjusted base station beams.

본 발명의 일 실시예는 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 방법을 더 제공한다. 상기 방법은:An embodiment of the present invention further provides a method for initial access and random access based on multiple antenna ports and multiple beams. The method is:

기지국이 사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 송신하는 과정과;transmitting, by the base station, a synchronization signal sequence to the user equipment;

적어도 2개의 사용자 빔들에서 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 수신하는 과정과;receiving a preamble sequence transmitted by the user equipment in at least two user beams;

상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 결정하고, 폴링(polling)으로 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과, 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정과;Based on the preamble sequence, each deviation between the user beam direction having the maximum energy and the user beam direction is determined, and each deviation between the base station beam direction having the maximum energy and the base station beam direction is determined by polling process and;

상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 기지국 빔 방향의 각 편차에 따라 기지국 빔들을 조정하는 과정과;adjusting the base station beams according to each deviation between the beam direction of the base station having the maximum energy and the beam direction of the base station;

상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치로 랜덤 억세스 응답과 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 나타내는 지시 정보를 송신하는 과정과;transmitting a random access response and indication information indicating each deviation between a direction of a user beam having the maximum energy and a direction of the user beam to the user equipment using the adjusted base station beams;

상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여, 그 사용자 빔들이 상기 지시 정보를 기반으로 조정된 상기 사용자 장치와 데이터 송신 및 수신을 수행하는 과정을 포함한다.and performing data transmission and reception with the user equipment for which the user beams are adjusted based on the indication information by using the adjusted base station beams.

바람직하게, 상기 적어도 2개의 상관 사용자 빔들에서 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 수신하는 과정은: Advantageously, receiving the preamble sequence transmitted by the user equipment in the at least two correlated user beams comprises:

차동 빔 송신 방식으로 적어도 2개의 사용자 빔들에서 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 수신하는 과정을 포함한다. and receiving a preamble sequence transmitted by the user equipment in at least two user beams in a differential beam transmission scheme.

바람직하게, 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 사용자 장치에 의해 차동 빔 송신 방식으로 다른 직교 시간-도메인 자원들 혹은 다른 직교 주파수 자원들 혹은 직교 코드워드들을 가지는 동일한 시간-주파수 자원들에서 송신된다.Preferably, the preamble sequence is transmitted by the user equipment in a differential beam transmission scheme in different orthogonal time-domain resources or in different orthogonal frequency resources or in the same time-frequency resources having orthogonal codewords.

바람직하게, 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 사용자 장치에 의해 하나 혹은 그 이상의 안테나 어레이들에서 다른 직교 시간-도메인 자원들에서 각각 합 빔 및 차동 빔으로 송신되거나; 혹은 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 사용자 장치에 의해 다수의 안테나 어레이들에서 다른 직교 주파수 자원들 혹은 직교 코드워드를 가지는 동일한 시간-주파수 자원들에서 각각 합 빔 및 차동 빔으로 송신된다.Preferably, the preamble sequence is transmitted by the user equipment in a sum beam and a differential beam in different orthogonal time-domain resources in one or more antenna arrays, respectively; Alternatively, the preamble sequence is transmitted by the user equipment in a sum beam and a differential beam in different orthogonal frequency resources or the same time-frequency resources having an orthogonal codeword in a plurality of antenna arrays, respectively.

바람직하게, 상기 차동 빔 송신 방식으로 적어도 2개의 사용자 빔들에서 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 수신하는 과정은:Preferably, the receiving of the preamble sequence transmitted by the user equipment in at least two user beams in the differential beam transmission scheme comprises:

상기 기지국 장치가 차동 빔 송신 방식으로 적어도 2개의 사용자 빔들에서 상기 사용자 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하는 과정과;receiving, by the base station apparatus, initial access data transmitted by the user apparatus in at least two user beams in a differential beam transmission scheme;

상기 초기 억세스 데이터에 대해 프리앰블 시퀀스 상관 검출을 수행하여 상기 초기 억세스 데이터에 포함되어 있는 프리앰블 시퀀스 및 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유된 시간-주파수 자원을 결정하는 과정을 포함한다. and determining a preamble sequence included in the initial access data and a time-frequency resource occupied by the preamble sequence by performing preamble sequence correlation detection on the initial access data.

바람직하게, 상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정은:Preferably, based on the preamble sequence, the step of determining the beam direction of the base station having the maximum energy and the deviation of the beam direction of the base station includes:

상기 초기 억세스 데이터에 대해 수행된 프리앰블 시퀀스 상관 검출의 결과를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향 및 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정을 포함한다. and determining a user beam direction having a maximum energy and each deviation of the user beam direction based on a result of the preamble sequence correlation detection performed on the initial access data.

바람직하게, 상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정은:Preferably, based on the preamble sequence, the step of determining the beam direction of the base station having the maximum energy and the deviation of the beam direction of the base station includes:

상기 초기 억세스 데이터에 대해 수행된 프리앰블 시퀀스 상관 검출의 결과를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 사용자 송신 빔 방향 및 상기 사용자 송신 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정을 포함하며;determining, based on a result of preamble sequence correlation detection performed on the initial access data, a user transmission beam direction having a maximum energy and an angle deviation of the user transmission beam direction;

상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치로 랜덤 억세스 응답 및 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향 및 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 나타내는 지시 정보를 송신하는 과정은:A process of transmitting a random access response and a user beam direction having a maximum energy to the user equipment using the adjusted base station beams and indication information indicating each deviation of the user beam direction includes:

상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치로 랜덤 억세스 응답 및 최대 에너지를 가지는 사용자 송신 빔 방향 및 상기 사용자 송신 빔 방향의 각 편차를 나타내는 지시 정보를 송신하는 과정을 포함한다. and transmitting indication information indicating a direction of a user transmission beam having a random access response and maximum energy and each deviation of the user transmission beam direction to the user equipment using the adjusted base station beams.

상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 그 사용자 빔들이 상기 지시 정보를 기반으로 조정된 사용자 장치와 데이터 송신 및 수신을 수행하는 과정은:A process of using the adjusted base station beams and performing data transmission and reception with the user equipment for which the user beams are adjusted based on the indication information includes:

상기 기지국 장치가 그 사용자 빔들이 상기 지시 정보를 기반으로 조정된 사용자 장치에 의해 송신된 메시지 3와 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 송신된 충돌 해결 방식을 수신하는 과정을 포함한다.and receiving, by the base station apparatus, a message 3 transmitted by the user equipment whose user beams have been adjusted based on the indication information and a collision resolution scheme transmitted using the adjusted base station beams.

본 발명의 일 실시예는 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 방법을 더 제공한다. 상기 방법은: An embodiment of the present invention further provides a method for initial access and random access based on multiple antenna ports and multiple beams. The method is:

사용자 장치가 적어도 2개의 사용자 빔들에서, 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하는 과정과;receiving, by the user equipment, initial access data transmitted by the base station apparatus in at least two user beams;

동기 신호 시퀀스 상관 검출을 상기 초기 억세스 데이터에 대해 수행하고, 상기 동기 신호 시퀀스 상관 검출의 결과에 따라, 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정과;performing synchronization signal sequence correlation detection on the initial access data, and determining each deviation between a user beam direction having a maximum energy and a user beam direction according to a result of the synchronization signal sequence correlation detection;

상기 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과 상기 사용자 빔 방향의 각 편차에 따라 사용자 빔들을 조정하는 과정과;adjusting the user beams according to each deviation between the direction of the user beam having the maximum energy and the direction of the user beam;

상기 기지국 장치로 프리앰블 시퀀스를 송신하는 과정과;transmitting a preamble sequence to the base station device;

상기 조정된 사용자 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치와 데이터 송신을 수행하는 과정을 포함한다.and performing data transmission with the base station apparatus using the adjusted user beams.

바람직하게, 사용자 장치가 적어도 2개의 사용자 빔들에서, 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하는 과정은: Preferably, the process in which the user equipment receives initial access data transmitted by the base station apparatus in at least two user beams comprises:

상기 사용자 장치가 적어도 2개의 사용자 빔들에서, 차동 빔 수신 방식으로 상기 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하는 과정을 포함한다. and receiving, by the user equipment, initial access data transmitted by the base station apparatus in a differential beam reception manner in at least two user beams.

바람직하게, 상기 사용자 장치가 적어도 2개의 사용자 빔들에서, 차동 빔 수신 방식으로 상기 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하는 과정은:Preferably, the process of receiving, by the user equipment, the initial access data transmitted by the base station apparatus in a differential beam reception manner in at least two user beams comprises:

상기 사용자 장치가 다른 직교 시간-도메인 자원들, 다른 직교 주파수 자원들, 혹은 동일한 직교 코드워드들을 가지는 시간-주파수 자원들에서, 차동 빔 수신 방식으로 상기 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하는 과정을 포함한다.In other orthogonal time-domain resources, different orthogonal frequency resources, or time-frequency resources having the same orthogonal codewords, the user equipment receives initial access data transmitted by the base station apparatus in a differential beam reception manner. includes the process.

바람직하게, 상기 사용자 장치는 상기 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 차동 빔 수신 방식으로 다른 직교 시간-도메인 자원들에서 하나 혹은 그 이상의 안테나 어레이들에서 수신하거나; 혹은 상기 사용자 장치는 상기 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 차동 빔 수신 방식으로 다른 직교 주파수 자원들 혹은 직교 코드워드들을 가지는 동일한 시간-주파수 자원들에서 다수의 안테나 어레이들에서 수신한다.Preferably, the user equipment receives the initial access data transmitted by the base station apparatus in one or more antenna arrays in different orthogonal time-domain resources in a differential beam reception scheme; Alternatively, the user equipment receives the initial access data transmitted by the base station apparatus from a plurality of antenna arrays in different orthogonal frequency resources or the same time-frequency resources having orthogonal codewords in a differential beam reception scheme.

바람직하게, 상기 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신한 후, 상기 방법은:Preferably, after receiving the initial access data transmitted by the base station apparatus, the method comprises:

상기 기지국 장치에 의해 송신된 랜덤 억세스 구성 정보를 수신하는 과정과, 여기서 상기 랜덤 억세스 구성 정보는 기지국 빔 방향 및 각 편차로부터 프리앰블 시퀀스들 및 상기 프리앰블 시퀀스들에 의해 점유되는 시간-주파수 자원들로의 매핑 관계 혹은 기지국 빔 빙향으로부터 프리앰블 시퀀스들 및 상기 프리앰블 시퀀스들에 의해 점유되는 시간-주파수 자원들로의 매핑 관계를 포함하며;receiving the random access configuration information transmitted by the base station apparatus, wherein the random access configuration information is transmitted from a base station beam direction and angular deviation to preamble sequences and time-frequency resources occupied by the preamble sequences a mapping relationship or mapping relationship from a base station beam orientation to preamble sequences and time-frequency resources occupied by the preamble sequences;

상기 폴링으로 결정된 기지국 송신 빔 방향 및 상기 기지국 송신 빔 방향의 각 편차와 함께 랜덤 억세스 구성 정보를 기반으로, 해당하는 프리앰블 시퀀스 및 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유된 시간-주파수 자원을 결정하는 과정을 더 포함하며;Based on the random access configuration information together with the base station transmit beam direction determined by the polling and each deviation of the base station transmit beam direction, the process of determining the corresponding preamble sequence and the time-frequency resource occupied by the preamble sequence and;

상기 기지국 장치로 프리앰블 시퀀스를 송신하는 과정은:The process of transmitting the preamble sequence to the base station device includes:

상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유된 시간-주파수 자원을 사용하여 상기 프리앰블 시퀀스를 상기 기지국 장치로 송신하는 과정을 포함한다. and transmitting the preamble sequence to the base station apparatus using a time-frequency resource occupied by the preamble sequence.

바람직하게, 상기 초기 억세스 데이터에 대해 동기 신호 시퀀스 검출을 수행하는 과정은:Preferably, the process of performing synchronization signal sequence detection on the initial access data includes:

합 빔을 기반으로 수신된 초기 억세스 데이터에 대해 동기 신호 시퀀스 상관 검출을 수행하여 임의의 동기 신호 시퀀스에 대한 상간 검출의 제3 결과를 결정하는 과정과;determining a third result of interphase detection for an arbitrary synchronization signal sequence by performing synchronization signal sequence correlation detection on initial access data received based on the sum beam;

차동 빔을 기반으로 송신된 초기 억세스 데이터에 대해 동기 신호 시퀀스 상관 검출을 수행하여 이 동기 신호 시퀀스에 대한 상관 검출의 제4 결과를 결정하는 과정과;determining a fourth result of correlation detection for the synchronization signal sequence by performing synchronization signal sequence correlation detection on the initial access data transmitted based on the differential beam;

상기 상관 검출의 제4 결과 및/혹은 상기 상관 검출의 제4 결과가 제2 결정 조건을 만족한다고 결정될 경우 상기 초기 억세스 데이터가 동기 신호 시퀀스를 포함한다고 결정하는 과정을 포함한다. and determining that the initial access data includes a synchronization signal sequence when it is determined that the fourth result of the correlation detection and/or the fourth result of the correlation detection satisfies a second determination condition.

상기 제 2 결정 조건은 다음들 중 적어도 하나를 포함한다:The second determining condition includes at least one of:

상기 상관 검출의 제3 결과가 제5 검출 임계값을 초과하고, 상기 상관 검출의 제4 결과가 상기 제5 검출 임계값을 초과할 경우;when the third result of the correlation detection exceeds a fifth detection threshold and the fourth result of the correlation detection exceeds the fifth detection threshold;

상기 상관 검출의 제3 결과가 제6 검출 임계값을 초과할 경우;when the third result of the correlation detection exceeds a sixth detection threshold;

상기 상관 검출의 제4 결과가 상기 제6 검출 임계값을 초과할 경우,When the fourth result of the correlation detection exceeds the sixth detection threshold,

여기서, 상기 제3 검출 임계값은 상기 제4 검출 임계값 보다 크지 않다. Here, the third detection threshold is not greater than the fourth detection threshold.

바람직하게, 상기 동기 신호 시퀀스 상관 검출의 결과에 따라, 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향 및 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정은:Preferably, according to the result of the synchronization signal sequence correlation detection, determining a user beam direction having a maximum energy and an angle deviation of the user beam direction comprises:

상기 상관 검출의 제3 결과 및 상기 상관 검출의 제4 결과를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향 및 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정을 포함한다. and determining, based on a third result of the correlation detection and a fourth result of the correlation detection, a user beam direction having a maximum energy and an angle deviation of the user beam direction.

바람직하게, 상기 프리앰블 시퀀스를 기지국 장치로 송신하는 과정은:Preferably, the process of transmitting the preamble sequence to the base station device comprises:

상기 프리앰블 시퀀스를 상기 조정된 사용자 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치로 송신하는 과정을 포함하며;transmitting the preamble sequence to the base station apparatus using the adjusted user beams;

상기 조정된 사용자 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치와 데이터 송신을 수행하는 과정은:The process of performing data transmission with the base station apparatus using the adjusted user beams includes:

상기 조정된 사용자 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치에 의해 송신된 랜덤 억세스 응답을 수신하는 과정과;receiving a random access response transmitted by the base station apparatus using the adjusted user beams;

상기 조정된 사용자 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치로 메시지 3을 송신하는 과정과;transmitting message 3 to the base station device using the adjusted user beams;

상기 조정된 사용자 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치에 의해 송신된 충돌 해결 방식을 수신하는 과정을 포함한다.and receiving the collision resolution scheme transmitted by the base station apparatus using the coordinated user beams.

바람직하게, 상기 동기 신호 시퀀스 상관 검출의 결과에 따라, 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정은:Preferably, according to the result of the synchronization signal sequence correlation detection, determining each deviation between a direction of a user beam having a maximum energy and a direction of the user beam includes:

상기 동기 신호 시퀀스 상관 검출의 결과에 따라, 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 수신 빔 방향 및 상기 사용자 수신 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정을 포함하며;determining, according to a result of the synchronization signal sequence correlation detection, each deviation of a direction of a user receive beam having the maximum energy and a direction of the user receive beam;

상기 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향 및 상기 사용자 빔 방향의 각 편차에 따라 사용자 빔들을 조정하는 과정은:The process of adjusting the user beams according to the direction of the user beam having the maximum energy and each deviation of the direction of the user beam includes:

상기 최대 에너지를 가지는 사용자 수신 빔 방향 및 상기 사용자 수신 빔 방향의 각 편차에 따라 사용자 수신 빔들을 조정하는 과정을 포함한다. and adjusting the user reception beams according to the deviation of the direction of the user reception beam having the maximum energy and the direction of the user reception beam.

바람직하게, 상기 방법은:Preferably, the method comprises:

상기 기지국 장치에 의해 송신된 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향 및 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 나타내는 지시 정보를 수신할 때, 상기 지시 정보를 기반으로 사용자 송신 빔들을 조정하는 과정을 더 포함한다.The method further includes adjusting the user transmission beams based on the indication information when receiving indication information indicating the deviation of the direction of the user beam having the maximum energy and the direction of the user beam transmitted by the base station apparatus.

바람직하게, 상기 사용자 장치는 차동 빔 수신 방식으로 적어도 2개의 사용자 빔들에서 차동 빔 송신 방식으로 적어도 2개의 사용자 빔들에서 상기 기지국에 의해 송신되는 초기 억세스 데이터를 수신하고,Preferably, the user equipment receives initial access data transmitted by the base station in at least two user beams in a differential beam transmission scheme in at least two user beams in a differential beam reception scheme,

기지국 송신 빔 방향 편차 검출이 상기 차동 빔 송신 방식으로 송신되는 초기 억세스 데이터에서 수행되어 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 송신 빔 방향 및 상기 기지국 송신 빔 방향의 각 편차를 결정한다. The base station transmit beam direction deviation detection is performed on the initial access data transmitted using the differential beam transmission method to determine each deviation between the base station transmit beam direction and the base station transmit beam direction having the maximum energy.

바람직하게, 상기 방법은: Preferably, the method comprises:

상기 기지국 송신 빔 방향 편차 검출에 의해 결정된 최대 에너지를 가지는 기지국 송신 빔 방향 및 상기 기지국 송신 빔 방향의 각 편차와 함께, 상기 기지국 장치에 의해 송신된, 상기 수신된 랜덤 억세스 구성 정보를 기반으로, 해당하는 프리앰블 시퀀스를 결정하는 과정을 더 포함한다.Based on the received random access configuration information, transmitted by the base station apparatus, along with each deviation of the base station transmit beam direction and the base station transmit beam direction having the maximum energy determined by detecting the deviation of the base station transmit beam direction, the corresponding It further includes the process of determining a preamble sequence.

본 발명의 일 실시예는 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 기지국 장치를 더 제공한다. 상기 기지국 장치는:An embodiment of the present invention further provides a base station apparatus for initial access and random access based on a plurality of antenna ports and a plurality of beams. The base station device includes:

적어도 2개의 기지국 빔들에서 사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 송신하도록 구성되는 제1 송신 모듈과;a first transmitting module, configured to transmit a synchronization signal sequence to the user equipment in at least two base station beams;

적어도 2개의 기지국 빔들에서, 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 수신하도록 구성되는 제1 수신 모듈과;a first receiving module, configured to receive, in at least two base station beams, a preamble sequence transmitted by the user equipment;

상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하도록 구성되는 제1 결정 모듈과;a first determining module, configured to determine, based on the preamble sequence, a base station beam direction having a maximum energy and an angle deviation of the base station beam direction;

상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차에 따라 기지국 빔들을 조정하도록 구성되는 제1 조정 모듈과;a first adjusting module, configured to adjust the base station beams according to the direction of the base station beam having the maximum energy and each deviation of the base station beam direction;

상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치와 데이터 송신 및 수신을 수행하도록 구성되는 제1 송수신기 모듈을 포함한다.and a first transceiver module, configured to perform data transmission and reception with the user equipment using the adjusted base station beams.

본 발명의 일 실시예는 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 사용자 장치를 더 제공한다. 상기 사용자 장치는:An embodiment of the present invention further provides a user equipment for initial access and random access based on a plurality of antenna ports and a plurality of beams. The user device is:

적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하도록 구성되는 제2 송신 모듈과;a second transmitting module, configured to receive initial access data transmitted by the base station apparatus in the at least two correlated base station beams;

상기 초기 억세스 데이터에 대해 동기 신호 시퀀스 상관 검출을 수행하고, 상기 동기 신호 시퀀스 상관 검출의 결과에 따라, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하도록 구성되는 제2 결정 모듈과;a second determining module, configured to perform synchronization signal sequence correlation detection on the initial access data, and determine, according to a result of the synchronization signal sequence correlation detection, an angle deviation between a beam direction of a base station having a maximum energy and a beam direction of the base station class;

상기 기지국 장치에 의해 송신된 랜덤 억세스 구성 정보를 수신하고, 상기 결정된 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 기지국 빔 방향의 각 편차와 함께 상기 랜덤 억세스 구성 정보를 기반으로 해당하는 프리앰블 시퀀스를 결정하도록 구성되는 제3 결정 모듈과;Receive the random access configuration information transmitted by the base station apparatus, and determine a corresponding preamble sequence based on the random access configuration information together with each deviation of the beam direction of the base station having the determined maximum energy and the beam direction of the base station a third determining module;

상기 기지국 장치로 상기 프리앰블 시퀀스를 송신하도록 구성되는 제3 송신 모듈과;a third transmitting module, configured to transmit the preamble sequence to the base station apparatus;

상기 조정된 기지국 빔들을 사용 본 발명의 일 실시예는 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 사용자 장치를 더 제공한다. 상기 사용자 장치는:Using the adjusted base station beams An embodiment of the present invention further provides a user equipment for initial access and random access based on a plurality of antenna ports and a plurality of beams. The user device is:

적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하도록 구성되는 제2 송신 모듈과;a second transmitting module, configured to receive initial access data transmitted by the base station apparatus in the at least two correlated base station beams;

상기 초기 억세스 데이터에 대해 동기 신호 시퀀스 상관 검출을 수행하고, 상기 동기 신호 시퀀스 상관 검출의 결과에 따라, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하도록 구성되는 제2 결정 모듈과;a second determining module, configured to perform synchronization signal sequence correlation detection on the initial access data, and determine, according to a result of the synchronization signal sequence correlation detection, an angle deviation between a beam direction of a base station having a maximum energy and a beam direction of the base station class;

상기 기지국 장치에 의해 송신된 랜덤 억세스 구성 정보를 수신하고, 상기 결정된 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 기지국 빔 방향의 각 편차와 함께 상기 랜덤 억세스 구성 정보를 기반으로 해당하는 프리앰블 시퀀스를 결정하도록 구성되는 제3 결정 모듈과;Receive the random access configuration information transmitted by the base station apparatus, and determine a corresponding preamble sequence based on the random access configuration information together with each deviation of the beam direction of the base station having the determined maximum energy and the beam direction of the base station a third determining module;

상기 기지국 장치로 상기 프리앰블 시퀀스를 송신하도록 구성되는 제3 송신 모듈과;a third transmitting module, configured to transmit the preamble sequence to the base station apparatus;

상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치와 데이터 송신을 수행하도록 구성되는 제2 송수신기 모듈을 포함한다. and a second transceiver module, configured to perform data transmission with the base station apparatus using the adjusted base station beams.

본 발명의 일 실시예는 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 기지국 장치를 더 포함한다. 상기 기지국 장치는:An embodiment of the present invention further includes a base station apparatus for initial access and random access based on a plurality of antenna ports and a plurality of beams. The base station device includes:

사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 송신하도록 구성되는 제4 송신 모듈과;a fourth transmitting module, configured to transmit the synchronization signal sequence to the user equipment;

적어도 2개의 사용자 빔들에서 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 수신하도록 구성되는 제2 수신 모듈과;a second receiving module, configured to receive a preamble sequence transmitted by the user equipment in at least two user beams;

상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 결정하고, 폴링(polling)으로 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과, 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하도록 구성되는 제4 결정 모듈과;Based on the preamble sequence, each deviation between the user beam direction having the maximum energy and the user beam direction is determined, and each deviation between the base station beam direction having the maximum energy and the base station beam direction is determined by polling a fourth determining module configured to;

상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 기지국 빔 방향의 각 편차에 따라 기지국 빔들을 조정하도록 구성되는 제2 조정 모듈과;a second adjustment module configured to adjust the base station beams according to the deviation of the base station beam direction and the base station beam direction having the maximum energy;

상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치로 랜덤 억세스 응답과 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 나타내는 지시 정보를 송신하도록 구성되는 제5 송신 모듈과;a fifth transmitting module, configured to transmit a random access response and indication information indicating an angle deviation of a user beam direction having the maximum energy and a direction of a user beam having the maximum energy to the user equipment using the adjusted base station beams;

상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여, 그 사용자 빔들이 상기 지시 정보를 기반으로 조정된 상기 사용자 장치와 데이터 송신 및 수신을 수행하도록 구성되는 제3 송수신기 모듈을 포함한다.and a third transceiver module, configured to use the adjusted base station beams to transmit and receive data with the user equipment whose user beams are adjusted based on the indication information.

본 발명의 일 실시예는 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 사용자 장치를 더 제공한다. 상기 사용자 장치는:An embodiment of the present invention further provides a user equipment for initial access and random access based on a plurality of antenna ports and a plurality of beams. The user device is:

적어도 2개의 사용자 빔들에서, 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하도록 구성되는 제6 송신 모듈과;a sixth transmitting module, configured to receive, in the at least two user beams, the initial access data transmitted by the base station apparatus;

상기 초기 억세스 데이터에 대해 동기 신호 시퀀스 상관 검출을 수행하고, 상기 동기 신호 시퀀스 상관 검출의 결과에 따라, 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 결정하도록 구성되는 제5 결정 모듈과;a fifth determining module, configured to perform synchronization signal sequence correlation detection on the initial access data, and determine, according to a result of the synchronization signal sequence correlation detection, an angle deviation between a user beam direction having a maximum energy and a user beam direction class;

상기 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과 상기 사용자 빔 방향의 각 편차에 따라 사용자 빔들을 조정하도록 구성되는 제3 조정 모듈과;a third adjustment module configured to adjust the user beam direction having the maximum energy and the user beams according to each deviation of the user beam direction;

상기 기지국 장치로 프리앰블 시퀀스를 송신하도록 구성되는 제6 송신 모듈과;a sixth transmitting module, configured to transmit a preamble sequence to the base station apparatus;

상기 조정된 사용자 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치와 데이터 송신을 수행하도록 구성되는 제4 송수신기 모듈을 포함한다.and a fourth transceiver module, configured to perform data transmission with the base station apparatus using the steered user beams.

본 발명의 일 실시예에서, 기지국 장치는 적어도 2개의 기지국 빔들에서, 초기 억세스 프로세스에서 사용자 장치로 초기 억세스 데이터를 송신하고, 따라서 상기 기지국 측에서 최적 빔 방향이 빨리 결정될 수 있고, 충돌 확률은 감소될 수 있다. 따라서, 이 실시예에서 상기 방식들을 사용하여, 상기 랜덤 억세스 프로세스의 성능은 개선될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the base station apparatus transmits initial access data to the user equipment in the initial access process in at least two base station beams, so that the optimal beam direction can be quickly determined at the base station side, and the collision probability is reduced can be Therefore, by using the above schemes in this embodiment, the performance of the random access process can be improved.

본 발명의 다른 실시예에서, 빔 폴링을 기반으로 하는 종래의 랜덤 억세스 방식과 비교할 경우, 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 송신 방식이 상기 사용자 장치 측에서 채택되는 랜덤 억세스 프로세스는 최적 빔 페어를 검색하는데 필요로 되는 시간을 단축시킬 수 있다. 이는 각 편차가 다수-안테나-포트 및 다수-빔 송신 방식으로 더 높은 정확도로 결정될 수 있기 때문에, 사용자 장치는 더 넓은 빔들을 사용하여 동기 신호 시퀀스를 수신하고 프리앰블 시퀀스를 송신할 수 있고, RAR에서 전달되는 상기 각 편차 정보를 사용하여 빔 방향을 조정할 수 있고, 다음 과정들에서 더 좁은 빔들을 사용하여 신호들을 수신 및 송신할 수 있다. 따라서, 상기 사용자 장치 측에서 폴링에 의한 프리앰블 시퀀스 송신들의 개수는 현저하게 감소될 수 있다.In another embodiment of the present invention, in comparison with a conventional random access scheme based on beam polling, a random access process in which a transmission scheme based on a plurality of antenna ports and a plurality of beams is adopted at the user equipment side is The time required for searching for an optimal beam pair can be reduced. This is because the angular deviation can be determined with higher accuracy with the multi-antenna-port and multi-beam transmission scheme, the user equipment can receive the sync signal sequence and transmit the preamble sequence using wider beams, and in RAR The beam direction may be adjusted using the transmitted deviation information, and signals may be received and transmitted using narrower beams in the following processes. Accordingly, the number of preamble sequence transmissions by polling at the user equipment side can be significantly reduced.

본 발명에서 제공되는 상기와 같은 방식들은 기존의 시스템들에 대해 마이너한 수정만을 가하며, 따라서 시스템 호환성에 영향을 주지 않을 것이다. 더욱이, 제공되는 이와 같은 방식들의 구현들은 간단할 뿐만 아니라 매우 효율적이다.The above methods provided in the present invention apply only minor modifications to existing systems, and thus will not affect system compatibility. Moreover, implementations of such schemes provided are not only simple, but also highly efficient.

본 발명의 추가적인 측면들 및 이점들은 하기의 설명으로부터 부분적으로 이해될 것이고 또한 명백해질 것이고, 또는 본 발명의 실행들로부터 충분히 이해될 것이다.Additional aspects and advantages of the invention will be understood and will become apparent, in part, from the following description, or will be fully understood from the practice of the invention.

본 발명의 상기에서 설명한 바와 같은/또한 추가적인 측면들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 실시예들의 설명으로부터 보다 명백해질 것이고 보다 쉽게 이해될 것이다:
도 1은 종래 기술에서 LTE/LTE-A에서의 초기 억세스 및 경쟁-기반 랜덤 억세스 프로세스들의 개략적 다이아그램이다;
도 2는 합 빔(sum beam)과 차동 빔(differential beam)의 수신 에너지의 개략적 다이아그램이다;
도 3은 차동 빔과 합 빔의 수신 신호들의 비의 개략적 다이아그램이다;
도 4는 차동 빔을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들의 플로우차트이다;
도 5는 실시예 1에 따른 안테나 어레이를 기반으로 하는 송신 단말기의 개략적 구조 다이아그램이다;
도 6은 실시예 1에 따른 안테나 어레이를 기반으로 하는 수신 단말기의 개략적 구조 다이아그램이다;
도 7은 실시예 1에 따른 프리앰블 시퀀스의 개략적 다이아그램이다;
도 8은 실시예 1에 따른 동기 신호 시퀀스 및 프리앰블 시퀀스를 송신 및 수신하는 방법의 개략적 다이아그램이다;
도 9는 실시예 1에 따른 차동 빔 방식에 의해 송신되는 동기 신호 시퀀스의 구조적 다이아그램이다;
도 10은 실시예 1에 따른 사용자 장치가 동기 신호 시퀀스를 검출하는 플로우차트이다;
도 11은 실시예 1에 따른 다른 자원들로 송신되는 동기 신호 시퀀스의 구조적 다이아그램이다;
도 12는 실시예 1에 따른 기지국이 수신 신호를 프로세싱하는 개략적 플로우차트이다;
도 13은 실시예 1에 따른 다수의 빔 페어(beam pair)들로 프리앰블 시퀀스를 스캐닝 및 수신하는 개략적 다이아그램이다;
도 14는 실시예 1에 따른 수신 빔 스캐닝 방식의 개략적 다이아그램이다;
도 15는 실시예 3에 따른 사용자 장치에 대한 차동 빔 폴링(polling) 방식 및 상응하는 프레임 구조의 개략적 다이아그램이다;
도 16은 실시예 3에 따른 사용자가 수신된 신호를 프로세싱하는 플로우의 개략적 다이아그램이다;
도 17은 실시예 3에 따른 차동 빔으로 프리앰블 시퀀스를 송신하는 랜덤 억세스 채널 구조의 개략적 다이아그램이다;
도 18은 실시예 3에 따른 기지국이 프리앰블 시퀀스를 검출하는 플로우 차트이다;
도 19는 실시예 3에 따른 다른 자원들로 프리앰블 시퀀스를 송신하기 위한 랜덤 억세스 채널 구조의 개략적 다이아그램이다;
도 20은 실시 예 5에 따른 동기 신호 시퀀스 구조의 개략적 다이아그램이다;
도 21은 실시예 5에 따른 랜덤 억세스 채널 구조의 개략적 다이아그램이다;
도 22는 본 발명의 특정 실시예에 따른 기지국 장치에서 다수의 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 방법의 개략적 플로우차트이다;
도 23은 본 발명의 특정 실시예에 따른 사용자 장치에서 다수의 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 방법의 개략적 플로우차트이다;
도 24는 본 발명의 다른 특정 실시예에 따른 기지국 장치에서 다수의 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 방법의 개략적 플로우차트이다;
도 25는 본 발명의 다른 특정 실시예에 따른 사용자 장치에서 다수의 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 방법의 개략적 플로우차트이다;
도 26은 본 발명의 특정 실시예에 따른 다수의 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 기지국 장치의 개략적 구조 다이아그램이다;
도 27은 본 발명의 특정 실시예에 따른 다수의 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 사용자 장치의 개략적 구조 다이아그램이다;
도 28은 본 발명의 다른 특정 실시예에 따른 다수의 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 기지국 장치의 개략적 구조 다이아그램이다;
도 29는 본 발명의 다른 특정 실시예에 따른 다수의 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 사용자 장치의 개략적 구조 다이아그램이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above-described and/or additional aspects and advantages of the present invention will become more apparent and more readily understood from the following description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings:
1 is a schematic diagram of initial access and contention-based random access processes in LTE/LTE-A in the prior art;
Fig. 2 is a schematic diagram of the received energy of a sum beam and a differential beam;
3 is a schematic diagram of the ratio of received signals of a differential beam and a sum beam;
4 is a flowchart of initial access and random access processes based on a differential beam;
5 is a schematic structural diagram of a transmitting terminal based on an antenna array according to Embodiment 1;
6 is a schematic structural diagram of a receiving terminal based on an antenna array according to Embodiment 1;
7 is a schematic diagram of a preamble sequence according to Embodiment 1;
8 is a schematic diagram of a method for transmitting and receiving a synchronization signal sequence and a preamble sequence according to Embodiment 1;
9 is a structural diagram of a synchronization signal sequence transmitted by a differential beam method according to Embodiment 1;
Fig. 10 is a flowchart in which a user equipment detects a synchronization signal sequence according to Embodiment 1;
11 is a structural diagram of a synchronization signal sequence transmitted on different resources according to Embodiment 1;
12 is a schematic flowchart in which a base station according to Embodiment 1 processes a received signal;
13 is a schematic diagram of scanning and receiving a preamble sequence with a plurality of beam pairs according to Embodiment 1;
14 is a schematic diagram of a receive beam scanning scheme according to Embodiment 1;
Fig. 15 is a schematic diagram of a differential beam polling scheme and a corresponding frame structure for a user equipment according to Embodiment 3;
Fig. 16 is a schematic diagram of a flow in which a user processes a received signal according to Embodiment 3;
17 is a schematic diagram of a random access channel structure for transmitting a preamble sequence with a differential beam according to Embodiment 3;
18 is a flowchart in which a base station detects a preamble sequence according to Embodiment 3;
19 is a schematic diagram of a random access channel structure for transmitting a preamble sequence with different resources according to Embodiment 3;
20 is a schematic diagram of a synchronization signal sequence structure according to Embodiment 5;
21 is a schematic diagram of a random access channel structure according to Embodiment 5;
22 is a schematic flowchart of a method for initial access and random access based on multiple ports and multiple beams in a base station apparatus according to a specific embodiment of the present invention;
23 is a schematic flowchart of a method for initial access and random access based on multiple ports and multiple beams in a user equipment according to a specific embodiment of the present invention;
24 is a schematic flowchart of a method for initial access and random access based on multiple ports and multiple beams in a base station apparatus according to another specific embodiment of the present invention;
25 is a schematic flowchart of a method for initial access and random access based on multiple ports and multiple beams in a user equipment according to another specific embodiment of the present invention;
26 is a schematic structural diagram of a base station apparatus for initial access and random access based on multiple ports and multiple beams according to a specific embodiment of the present invention;
27 is a schematic structural diagram of a user equipment for initial access and random access based on multiple ports and multiple beams according to a specific embodiment of the present invention;
28 is a schematic structural diagram of a base station apparatus for initial access and random access based on multiple ports and multiple beams according to another specific embodiment of the present invention;
29 is a schematic structural diagram of a user equipment for initial access and random access based on multiple ports and multiple beams according to another specific embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예들이 하기에서 보다 구체적으로 설명될 것이다. 이런 실시예들의 예제들은 첨부된 도면들에 도시되어 있으며, 첨부된 도면들에서 동일 또는 유사한 참조 부호들은 동일하거나 혹은 유사한 엘리먼트들을 나타내거나 혹은 동일하거나 유사한 기능들을 가지는 엘리먼트들을 나타낸다. 첨부된 도면들을 참조하여 설명되는 실시 예들은 예시적인 것이며, 단지 본 발명을 설명하기 위해 사용된 것이고, 그에 대한 어떤 한정들로도 간주되어서는 안될 것이다. Embodiments of the present invention will be described in more detail below. Examples of such embodiments are shown in the accompanying drawings, in which the same or similar reference numerals denote the same or similar elements or elements having the same or similar functions. The embodiments described with reference to the accompanying drawings are exemplary, are used only to describe the present invention, and should not be regarded as any limitation thereto.

상세한 설명과, 청구항들 및 상기와 같은 도면들에서 설명되는 일부 프로세스들에서, 특정 순서 혹은 방향으로 나타나는 다수의 매핑 관계들이 포함된다. 이런 매핑 관계들은 텍스트 상에서 설명되는 순서 혹은 방향으로 수행되지 않을 수 있다는 것이 이해되어야만 할 것이며, 일 예로 A로부터 B로의 매핑 관계는 B로부터 A로의 매핑 관계를 나타낼 수 있으며, 즉 A와 B간의 매핑 관계는 양방향일 수 있다.In some processes described in the detailed description, claims, and figures as above, a number of mapping relationships appearing in a particular order or direction are included. It should be understood that these mapping relationships may not be performed in the order or direction described in the text. For example, the mapping relationship from A to B may represent the mapping relationship from B to A, that is, the mapping relationship between A and B. may be bidirectional.

다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 채널 방향 정보 획득 기술은 정확한 채널 방향 정보를 획득할 수 있고, 빔포밍을 기반으로 밀리미터 파(millimeter wave)에서 적용될 때, 더 낮은 오버헤드로 보다 정확한 채널 방향 정보를 획득할 수 있고, 따라서 초기 억세스 및 랜덤 억세스의 검출 시간이 짧아진다. 기본 원리는 다음과 같다: 송신/수신 빔 페어(pair)들에 대한 각 시도에서, 빔들을 송신 및 수신하기 위해 두 개 혹은 그 이상의 다른 안테나 포트들이 상기 송신기 측 및/혹은 수신기 측에서 사용되고, 이 빔들간에는 어느 정도의 상관이 존재한다. 상기 상관으로 인해, 상기 수신기 측에서, 수신 빔들의 추정된 각 편차(angular deviation)는 다른 수신 빔들간의 에너지를 비교함으로써 획득될 수 있고, 따라서 상기 수신 빔 방향이 조정되고, 상기 수신기 측에서의 수신 신호 대 잡음 비가 증가된다. 게다가, 상기 수신기 측에서, 송신 빔들의 추정된 각 편차는 다른 송신 빔들간의 수신 에너지를 비교함으로써 획득될 수 있다. 상기 송신기 측에서, 상기 빔들의 방향은 상기 추정된 각 편차로부터 상기 피드백에 의해 상기 수신기 측과 맞춰지도록 조정될 수 있고, 따라서 상기 수신기 측에서 수신 신호 대 잡음비는 증가된다. 이 경우, 빔 페어에 대한 1번의 시도는 다수의 방향들에서 동시 방향을 인식할 수 있고, 따라서 상기 검출 시간이 현저하게 짧아지고 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들의 성능이 현저하게 개선된다. Channel direction information acquisition technology based on multiple antenna ports and multiple beams can acquire accurate channel direction information, and when applied in a millimeter wave based on beamforming, with a lower overhead. Accurate channel direction information can be obtained, and thus the detection time of the initial access and the random access is shortened. The basic principle is as follows: in each attempt for transmit/receive beam pairs, two or more different antenna ports are used at the transmitter side and/or receiver side to transmit and receive beams, There is some correlation between the beams. Due to the correlation, at the receiver side, an estimated angular deviation of the receive beams can be obtained by comparing the energy between different receive beams, so that the receive beam direction is adjusted, and the receive signal at the receiver side The noise-to-noise ratio is increased. Furthermore, at the receiver side, the estimated angular deviation of the transmit beams can be obtained by comparing the receive energy between different transmit beams. At the transmitter side, the direction of the beams can be adjusted to match with the receiver side by the feedback from the estimated angular deviation, thus increasing the received signal-to-noise ratio at the receiver side. In this case, one attempt for a beam pair can recognize a simultaneous direction in multiple directions, so that the detection time is significantly shortened and the performance of initial access and random access processes is remarkably improved.

2개의 안테나 포트들이 존재할 경우, 바람직한 빔포밍 계수는 다음과 같이 표현될 수 있다: When there are two antenna ports, the preferred beamforming coefficient can be expressed as:

Figure 112017095794309-pat00001
Figure 112017095794309-pat00001

Figure 112017095794309-pat00002
Figure 112017095794309-pat00002

여기서, N은 기지국의 송신기 측에서 안테나들의 개수를 나타내는 짝수이고, d는 안테나들간의 구간을 나타내고, λ는 상기 파장을 나타내고, θ는 상기 송신기 측에서 송신 빔들의 방향을 나타낸다. 2개의 빔들이 2개의 안테나 포트들에서 각각 송신된다. 상기 빔포밍 계수로부터, wsum는 본 발명에서 합 빔(sum beam)이라고 칭해지는 θ의 빔 방향에서의 일반 빔 포밍 계수를 나타내고, wdif에서 앞의 1/2 부분에서의 엘리먼트들이 wsum의 앞의 1/2의 엘리먼트들과 동일하고, 뒤의 1/2 부분에서의 엘리먼트들이 wsum에서의 해당하는 엘리먼트들의 반대 수(opposite number)들이라는 것이 이해될 수 있고, 따라서 wdif는 상기 빔 wsum의의 차동 빔(differential beam)으로 간주될 수 있다. 본 발명에서, 이 빔포밍 방식은 차동 빔이라고 칭해진다. 안테나 포트들의 개수가 2를 초과할 경우, 안테나 포트들은 실제 상황에 따라 합 빔을 송신하는 파트와 차동 빔을 송신하는 파트의 2개의 파트들로 임의로 분류될 수 있다.Here, N is an even number representing the number of antennas at the transmitter side of the base station, d represents a section between antennas, λ represents the wavelength, and θ represents the direction of transmission beams at the transmitter side. Two beams are transmitted at two antenna ports respectively. From the beamforming coefficient, w sum represents a general beamforming coefficient in the beam direction of θ, which is referred to as a sum beam in the present invention, and in w dif , elements in the previous 1/2 part of w sum It can be understood that the elements in the previous half are identical, and the elements in the second half part are opposite numbers of the corresponding elements in w sum , so w dif is the beam It can be regarded as a differential beam of w sum . In the present invention, this beamforming method is referred to as a differential beam. When the number of antenna ports exceeds two, the antenna ports may be arbitrarily classified into two parts: a part for transmitting a sum beam and a part for transmitting a differential beam according to an actual situation.

일 예로 8개의 안테나들을 구비하는 송신기 측을 고려할 경우, 도 2는 합 빔과 차동 빔의 수신 에너지의 개략적 다이아그램을 도시하고 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 상기 합 빔과 차동 빔은 방향이 동일할지라도 에너지 분포에서 다르다. 따라서, 2개의 빔들의 수신 에너지의 비는 중심 빔 방향으로부터의 편차를 판단하기 위한 근거로서 사용될 수 있다. As an example, when considering a transmitter having 8 antennas, FIG. 2 shows a schematic diagram of received energy of a sum beam and a differential beam. As can be seen, the sum and differential beams differ in energy distribution even though the directions are the same. Accordingly, the ratio of the received energies of the two beams can be used as a basis for determining the deviation from the central beam direction.

도 3은 차동 빔과 합 빔의 수신 에너지의 비의 개략적 다이아그램이다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 특정 각 편차 범위 내에서, 상기 각 편차는 상기 수신 신호들의 비에 일대일로 상응한다. 도 3에 도시되어 있는 예제에서, 상기 각 편차 범위는 약 [-15°,15°]이다. 상기 각 편차가 이 범위 내에 존재할 경우, 룩업 테이블(lookup table)은 상기 수신 신호들의 비와 그에 해당하는 각 편차에 따라 생성될 수 있고, 해당 각 편차는 상기 수신 신호들의 비에 따라 상기 룩업 테이블로부터 리드(read)되고, 송신 빔 방향을 조정하기 위해 상기 수신기 측에 의해 송신기 측으로 피드백된다.3 is a schematic diagram of a ratio of received energies of a differential beam and a sum beam; As shown in Fig. 3, within a certain angular deviation range, each deviation corresponds to a ratio of the received signals on a one-to-one basis. In the example shown in FIG. 3, the angular deviation range is about [-15°, 15°]. When the respective deviation is within this range, a lookup table may be generated according to the ratio of the received signals and the corresponding respective deviation, and the respective deviation is calculated from the lookup table according to the ratio of the received signals. It is read and fed back to the transmitter side by the receiver side to adjust the transmit beam direction.

상기 밀리미터 파 통신 시스템에서 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들에서 최적 빔 페어를 선택할 경우 문제가 존재한다. 이 문제를 처리하기 위해서, 상기와 같은 차동 빔 알고리즘과 함께, 본 발명은 다수의 안테나 포트들과 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들을 제안한다. 도 4는 본 발명에 따른 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들의 기본 플로우 차트이다. In the millimeter wave communication system, there is a problem in selecting an optimal beam pair in initial access and random access processes. In order to deal with this problem, along with the differential beam algorithm as described above, the present invention proposes initial access and random access processes based on a plurality of antenna ports and a plurality of beams. 4 is a basic flow chart of initial access and random access processes based on multiple antenna ports and multiple beams according to the present invention.

도 4에서, 상기 랜덤 억세스 프로세스는 여전히 상기 초기 억세스 프로세스 후에 수행된다. 상기 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들은 여전히 5개의 과정들을 포함한다. 도 4에 도시되어 있는 방식에서, 기지국과 UE 둘 다는 차동 빔 송신/수신 방식을 채택한다. 4 , the random access process is still performed after the initial access process. The initial access and random access processes still include five processes. In the scheme shown in Fig. 4, both the base station and the UE adopt a differential beam transmission/reception scheme.

첫 번째 과정에서, UE는 동기 신호를 검출함으로써 기지국과 커넥션(connection)을 성립한다. 상기 기지국은 상기 동기 신호를 차동 빔 송신 방식으로 송신하고, 상기 UE는 차동 빔 수신 방식을 채택한다. 따라서, 상기 UE는 상기 차동 빔의 수신 신호와 상기 합 빔의 수신 신호에 따른 최적 사용자 수신 빔 및 각 편차를 알 수 있고, 이 방향은 다음 과정들에서의 데이터 수신을 위해 사용된다; 한편, 최적 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차는 상기 기지국에 의해 송신된, 상기 수신된 차동 빔 신호 및 합 빔 신호에 따라 획득될 수 있다. 이후, 상기 기지국은 사용자로 랜덤 억세스 채널 구성 정보를 송신한다. 상기 구성 정보는 기지국 송신 빔 방향과 그 각 편차로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들에 대한 매핑 관계를 포함한다.In the first process, the UE establishes a connection with the base station by detecting a synchronization signal. The base station transmits the synchronization signal using a differential beam transmission scheme, and the UE adopts a differential beam reception scheme. Accordingly, the UE can know the optimal user reception beam and angular deviation according to the reception signal of the differential beam and the reception signal of the sum beam, and this direction is used for data reception in the following processes; Meanwhile, the optimal base station transmission beam direction and its respective deviation may be obtained according to the received differential beam signal and the sum beam signal transmitted by the base station. Thereafter, the base station transmits random access channel configuration information to the user. The configuration information includes a mapping relationship for preamble sequences and resources from a base station transmission beam direction and each deviation thereof.

두 번째 과정에서, 상기 UE는 상기 기지국으로 프리앰블 시퀀스를 송신한다. 상기 UE 측은 차동 빔 송신 방식을 채택하고, 상기 기지국은 차동 빔 수신 방식을 채택한다. 상기 첫 번째 과정에서 획득된 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계를 기반으로, 상기 UE는 상기 최적 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차에 상응하는 프리앰블 시퀀스들 및 자원들을 사용한다. 따라서, 상기 기지국은 송신 빔 방향 및 그 각 편차로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계에 따라 최적 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차를 획득할 수 있고, 따라서 다음 과정들에서 데이터 송신을 위해 이 방향을 사용할 수 있다. 게다가, 상기 UE는 상기 차동 빔의 수신 신호와 상기 합 빔의 수신 신호에 따라 최적 기지국 수신 빔 및 그 각 편차를 알 수 있고, 따라서 다음 과정들에서 데이터 수신을 위해 이 방향을 사용할 수 있다; 한편, 최적 사용자 송신 빔 방향 및 그 각 편차는 상기 사용자에 의해 송신된, 상기 수신된 차동 빔 신호와 합 빔 신호에 따라 획득될 수 있다. In the second process, the UE transmits a preamble sequence to the base station. The UE side adopts a differential beam transmission scheme, and the base station adopts a differential beam reception scheme. Based on the mapping relation from the base station transmit beam direction and each deviation obtained in the first process to preamble sequences and resources, the UE determines the optimal base station transmit beam direction and preamble sequences corresponding to the deviation, and use resources. Accordingly, the base station can obtain the optimal base station transmit beam direction and its angular deviation according to the mapping relationship from the transmit beam direction and each deviation to the preamble sequences and resources, and, therefore, use this for data transmission in the following processes. direction can be used. In addition, the UE can know the optimal base station reception beam and its angular deviation according to the reception signal of the differential beam and the reception signal of the sum beam, and thus can use this direction for data reception in the following processes; Meanwhile, the optimal user transmission beam direction and its respective deviation may be obtained according to the received differential beam signal and the sum beam signal transmitted by the user.

세 번째 과정에서, 상기 기지국은 상기 두 번째 과정에서 획득된 최적 송신 빔 방향에 따라 랜덤 억세스 응답(Random Access Response: RAR)을 송신한다. 게다가, 상기 기지국은 상기 두 번째 과정에서 획득된 최적 사용자 송신 빔 방향 및 그 각 편차를 상기 RAR과 함께 상기 UE로 송신한다. 상기 UE는 상기 첫 번째 과정에서 결정된 최적 빔 방향에 따라 상기 RAR을 수신한다.In the third process, the base station transmits a random access response (RAR) according to the optimal transmission beam direction obtained in the second process. In addition, the base station transmits the optimal user transmission beam direction and its angular deviation obtained in the second process together with the RAR to the UE. The UE receives the RAR according to the optimal beam direction determined in the first process.

네 번째 과정에서, 상기 UE는 상기 세 번째 과정에서 수신된 최적 빔 방향 및 그 각 편차에 따라 상기 송신 빔 방향을 조정하고, Msg3를 송신하고; 상기 기지국은 상기 Msg3를 상기 두 번째 과정에서 결정된 최적 빔 방향에 따라 수신한다. In a fourth process, the UE adjusts the transmit beam direction according to the optimal beam direction received in the third process and its respective deviation, and transmits Msg3; The base station receives the Msg3 according to the optimal beam direction determined in the second process.

다섯 번째 과정에서, 상기 기지국은 상기 두 번째 과정에서 결정된 최적 빔 방향에 따라 충돌 해결(collision resolution) 방식을 송신하고, 상기 UE는 상기 첫 번째 과정에서 결정된 최적 빔 방향에 따라 상기 충돌 해결 방식을 수신한다. In the fifth process, the base station transmits a collision resolution scheme according to the optimal beam direction determined in the second process, and the UE receives the collision resolution scheme according to the optimal beam direction determined in the first process do.

상기와 같은 과정들에서, 상기 UE 및 기지국 둘 다는 차동 빔 방식을 채택한다. 상기 차동 빔 방식은 상기 기지국 측 혹은 UE 측에서만 사용될 수 있으며, 이에 반해 일반 빔 폴링(polling) 방식은 여전히 다른 측에서 사용될 수 있다는 것에 유의하여야만 할 것이다. 상기 차동 빔 방식의 사용으로 인해서, 상기 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들에서, 빔 페어를 선택하는 프로세스가 짧아질 수 있고, 충돌 확률 역시 감소될 수 있다. 결과적으로, 빔포밍을 기반으로 하는 밀리미터 파 통신 시스템에서 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들의 성능이 개선될 수 있다. In the above processes, both the UE and the base station adopt a differential beam scheme. It should be noted that the differential beam method may be used only at the base station side or the UE side, whereas the normal beam polling method may still be used at the other side. Due to the use of the differential beam method, in the initial access and random access processes, a process of selecting a beam pair may be shortened, and a collision probability may also be reduced. As a result, performance of initial access and random access processes in a millimeter wave communication system based on beamforming may be improved.

도 4에 도시되어 있는 플로우는 경쟁-기반(contention-based) 랜덤 억세스 프로세스에 적용될 수 있다. 비경쟁(contention-free) 랜덤 억세스 프로세스에 대해서는, 상기 UE에 의해 송신되는 프리앰블 시퀀스가 상기 기지국에 의해 할당될 지라도, 상기 기지국과 UE간에 최적 송신/수신 빔 페어를 결정하는 것이 여전히 필수적이다. 따라서, 상기 최적 빔 페어를 결정할 때, 이 방식에서 제공되는 차동 빔 방식이 여전히 사용될 수 있다. The flow shown in FIG. 4 may be applied to a contention-based random access process. For a contention-free random access process, even if the preamble sequence transmitted by the UE is assigned by the base station, it is still essential to determine an optimal transmit/receive beam pair between the base station and the UE. Therefore, when determining the optimal beam pair, the differential beam scheme provided in this scheme can still be used.

상기 기지국 측 혹은 UE 측에서의 안테나 어레이(antenna array)가 방향 상호적(direction reciprocal)일 경우, 상기 최적 송신 빔 방향은 상기 최적 수신 빔 방향과 동일하다. 상기 기지국 측 혹은 UE측에서 상기 안테나 어레이의 방향 상호성(direction reciprocity)을 기반으로, 도 4에 도시되어 있는 플로우가 추가적으로 최적화될 수 있다. When the antenna array at the base station side or the UE side is direction reciprocal, the optimum transmission beam direction is the same as the optimum reception beam direction. Based on the direction reciprocity of the antenna array at the base station side or the UE side, the flow shown in FIG. 4 may be further optimized.

도 22는 본 발명의 특정 실시예에 따른 기지국 장치에서 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 방법의 개략적 플로우 차트이다.22 is a schematic flowchart of a method for initial access and random access based on a plurality of antenna ports and a plurality of beams in a base station apparatus according to a specific embodiment of the present invention.

과정 S101: 기지국 장치는 적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서 사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 송신한다; 과정 S102: 적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스가 수신되고; 과정 S103: 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과, 상기 기지국 빔 방향의 각 편차는 상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로 결정된다; 과정 S104: 기지국 빔들은 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 기지국 빔 방향의 각 편차에 따라 조정된다; 과정 S105: 데이터 송신 및 수신은 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치와 수행된다.Step S101: the base station apparatus transmits a synchronization signal sequence to the user equipment in at least two correlated base station beams; Step S102: a preamble sequence transmitted by the user equipment in at least two correlated base station beams is received; Step S103: each deviation between the beam direction of the base station having the maximum energy and the beam direction of the base station is determined based on the preamble sequence; Step S104: Base station beams are adjusted according to each deviation of the base station beam direction having the maximum energy and the base station beam direction; Step S105: Data transmission and reception are performed with the user equipment using the adjusted base station beams.

바람직하게, 상기 과정 S101은 특히: 상기 기지국 장치가 적어도 2개의 기지국 빔들에서 동기 신호 시퀀스를 차동 빔 송신 방식으로 상기 사용자 장치로 송신하는 과정을 포함하며, 상기 과정 S102는 특히: 적어도 2개의 기지국 빔들에서, 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 차동 빔 수신 방식으로 수신하는 과정을 포함한다. Preferably, the step S101 includes, in particular: the base station apparatus transmitting a synchronization signal sequence in at least two base station beams to the user equipment in a differential beam transmission manner, the step S102 particularly comprising: at least two base station beams and receiving the preamble sequence transmitted by the user equipment in a differential beam reception method.

바람직하게, 상기 과정 S101 후에, 상기 방법은 과정 S106(도시되어 있지 않음)을 더 포함한다. 상기 과정 S106에서, 랜덤 억세스 구성 정보가 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 다운링크 브로드캐스트 채널, 혹은 상위 계층 시그널링 구성을 통해 상기 사용자 장치로 송신되고, 여기서 상기 랜덤 억세스 구성 정보는 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계, 혹은 기지국 송신 빔 방향으로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계를 포함한다.Preferably, after the step S101, the method further includes a step S106 (not shown). In step S106, random access configuration information is transmitted to the user equipment through a downlink control channel, a downlink shared channel, a downlink broadcast channel, or a higher layer signaling configuration, wherein the random access configuration information is a base station transmission beam and a mapping relationship from a direction and each deviation thereof to preamble sequences and resources, or a mapping relationship from a base station transmit beam direction to preamble sequences and resources.

선택적으로, 상기 과정 S101에서, 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널 혹은 다운링크 브로드캐스트 채널을 통해, 상기 기지국 장치는 합 빔을 통해 제1 컴포넌트(component) 데이터 시퀀스를 송신하고, 차동 빔을 통해 제2 컴포넌트 데이터 시퀀스를 송신하고, 여기서 상기 동기 신호 시퀀스는 상기 제1 컴포넌트 데이터 시퀀스 및 제2 컴포넌트 데이터 시퀀스를 포함하고; 혹은 상기 동기 신호 시퀀스는 상기 제1 컴포넌트 데이터 시퀀스 및 상기 제2 컴포넌트 데이터 시퀀스와 동일하다. Optionally, in step S101, through a downlink control channel, a downlink shared channel, or a downlink broadcast channel, the base station device transmits a first component data sequence through a sum beam, and through a differential beam transmit a second component data sequence, wherein the synchronization signal sequence includes the first component data sequence and a second component data sequence; Alternatively, the synchronization signal sequence is the same as the first component data sequence and the second component data sequence.

선택적으로, 상기 과정 S101에서, 미리 결정되어 있는 시간-주파수 자원들에서 합 빔 및 차동 빔으로, 동기 신호 시퀀스가 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널 혹은 다운링크 브로드캐스트 채널을 통해 송신된다. Optionally, in step S101, a synchronization signal sequence is transmitted through a downlink control channel, a downlink shared channel, or a downlink broadcast channel in a sum beam and a differential beam in predetermined time-frequency resources.

여기서, 상기 미리 결정되어 있는 시간-주파수 자원들은 적어도 다음들 중 어느 하나를 포함한다: Here, the predetermined time-frequency resources include at least one of the following:

다른 직교 시간-도메인(domain) 자원들, 다른 직교 주파수-도메인 자원들, 직교 코드워드들을 가지는 동일한 시간-주파수 자원들.Different orthogonal time-domain resources, different orthogonal frequency-domain resources, same time-frequency resources with orthogonal codewords.

선택적으로, 상기 과정 S101에서, 상기 기지국 장치는 2개의 다른 안테나 어레이들에서, 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널 혹은 다운링크 브로드캐스트 채널을 통해 합 빔 및 차동 빔으로 동일한 혹은 다른 동기 신호 시퀀스들을 각각 송신한다.Optionally, in step S101, the base station apparatus transmits the same or different synchronization signal sequences to the sum beam and differential beam through a downlink control channel, a downlink shared channel or a downlink broadcast channel in two different antenna arrays. send each

상기 동일한 혹은 다른 동기 신호 시퀀스들은 다른 안테나 어레이들로 송신된다. 일 예로, 동일한 동기 신호 시퀀스들이 2개의 안테나 어레이들로 송신된다. 여기서, 제1 어레이는 상기 동기 신호 시퀀스를 합 빔으로 송신하고, 이에 반해 상기 제2 어레이는 상기 동기 신호 시퀀스를 차동 빔으로 송신한다. The same or different sync signal sequences are transmitted to different antenna arrays. In one example, identical synchronization signal sequences are transmitted to two antenna arrays. Here, the first array transmits the sync signal sequence as a sum beam, whereas the second array transmits the sync signal sequence as a differential beam.

상기 동기 신호 시퀀스들이 다른 안테나 어레이들로 송신될 때, 합 빔 시퀀스 및 차동 빔 시퀀스가 각각 직교 코드워드들을 가지는 동일한 주파수 자원들로 송신될 수 있거나, 혹은 상기 합 빔 시퀀스 혹은 차동 빔 시퀀스가 직교 코드워드들 혹은 비직교 코드워드들을 가지는 다른 주파수 자원들로 각각 송신될 수 있다. When the synchronization signal sequences are transmitted to different antenna arrays, the sum beam sequence and the differential beam sequence may be transmitted on the same frequency resources each having orthogonal codewords, or the sum beam sequence or the differential beam sequence is an orthogonal code words or other frequency resources with non-orthogonal codewords, respectively.

바람직하게, 상기 과정 S102는 과정 S1021(도시되어 있지 않음) 및 과정 S1022(도시되어 있지 않음)를 포함한다. 상기 과정 S1021에서, 상기 기지국 장치는 차동 빔 수신 방식으로 상기 사용자 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신한다. 상기 과정 S1022에서, 기지국 시퀀스 상관 검출이 상기 초기 억세스 데이터에 대해 수행되어 상기 초기 억세스 데이터에 포함되어 있는 프리앰블 시퀀스 및 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 결정할 수 있다. Preferably, the process S102 includes a process S1021 (not shown) and a process S1022 (not shown). In step S1021, the base station device receives the initial access data transmitted by the user device in a differential beam reception method. In step S1022, the base station sequence correlation detection may be performed on the initial access data to determine a preamble sequence included in the initial access data and a time-frequency resource occupied by the preamble sequence.

선택적으로, 상기 과정 S103에서, 상기 초기 억세스 데이터에 대해 수행되는 상기 프리앰블 시퀀스 상관 검출의 결과를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차가 결정된다. 이 경우는 상기 기지국 장치의 안테나 어레이들이 안테나 상호적일(antenna reciprocal) 경우의, 즉 상기 기지국 장치의 송신 빔 방향 및 수신 빔 방향이 동일할 경우의 프로세싱 방식이다. Optionally, in step S103, based on a result of the preamble sequence correlation detection performed on the initial access data, a beam direction of a base station having a maximum energy and an angle deviation of the beam direction of the base station are determined. This case is a processing method when the antenna arrays of the base station apparatus are antenna reciprocal, that is, when the transmit beam direction and the receive beam direction of the base station apparatus are the same.

선택적으로, 상기 과정 S103은 과정 S1031(도시되어 있지 않음) 및 과정 S1032(도시되어 있지 않음)를 포함한다. 상기 과정 S1031에서, 최대 에너지를 가지는 기지국 수신 빔 방향 및 상기 기지국 수신 빔 방향의 각 편차는 상기 초기 억세스 데이터에 대해 수행되는 프리앰블 시퀀스 상관 검출의 결과를 기반으로 결정된다. 상기 과정 S1032에서, 기지국 송신 빔 방향 및 상기 기지국 송신 빔 방향의 각 편차는 상기 프리앰블 시퀀스와, 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원 및 랜덤 억세스 구성 정보를 기반으로 결정된다. 이 경우는 상기 기지국 장치의 안테나 어레이들이 안테나 상호적이 아닐 경우의, 즉 상기 기지국 장치의 송신 빔 방향 및 수신 빔 방향이 다를 경우의 프로세싱 방식이다. 바람직하게, 상기 과정 S104에서, 기지국 송신 빔들은 상기 기지국 송신 빔 방향 및 상기 기지국 송신 빔 방향의 각 편차에 따라 조정되고, 기지국 수신 빔들은 상기 최대 에너지를 가지는 상기 기지국 수신 빔 방향 및 상기 기지국 수신 빔 방향의 각 편차에 따라 조정되고; 상기 과정 S105에서, 데이터는 상기 조정된 기지국 송신 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치로 송신되고, 상기 사용자 장치로부터의 데이터는 상기 조정된 기지국 수신 빔들을 사용하여 수신된다. Optionally, the process S103 includes a process S1031 (not shown) and a process S1032 (not shown). In step S1031, each deviation between the base station receive beam direction having the maximum energy and the base station receive beam direction is determined based on a result of preamble sequence correlation detection performed on the initial access data. In step S1032, each deviation of the base station transmit beam direction and the base station transmit beam direction is determined based on the preamble sequence, time-frequency resources occupied by the preamble sequence, and random access configuration information. This case is a processing method when the antenna arrays of the base station apparatus are not antenna reciprocal, that is, when the transmit beam direction and the receive beam direction of the base station apparatus are different. Preferably, in step S104, the base station transmit beams are adjusted according to each deviation of the base station transmit beam direction and the base station transmit beam direction, and the base station receive beams are the base station receive beam direction and the base station receive beam having the maximum energy. adjusted according to each deviation in direction; In step S105, data is transmitted to the user equipment using the adjusted base station transmit beams, and data from the user equipment is received using the adjusted base station receive beams.

바람직하게, 상기 프리앰블 시퀀스가 상기 사용자 장치에 의해 차동 빔 송신 방식으로 송신될 때, 상기 방법은 과정 S107(도시되어 있지 않음)을 더 포함한다. 상기 과정 S107에서, 합 빔 및 차동 빔을 통해 상기 사용자 장치에 의해 송신된, 상기 수신 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 사용자 빔 방향 편차 검출이 수행되어 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향 및 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 결정할 수 있다. Preferably, when the preamble sequence is transmitted by the user equipment in a differential beam transmission scheme, the method further includes step S107 (not shown). In step S107, based on the received preamble sequence transmitted by the user device through the sum beam and the differential beam, user beam direction deviation detection is performed to determine the angle of the user beam direction and the user beam direction having the maximum energy. deviation can be determined.

선택적으로, 상기 과정 S107에서, 상기 합 빔 및 차동 빔을 통해 상기 사용자 장치에 의해 송신된, 상기 수신 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 사용자 송신 빔 방향 편차 검출이 수행되어 최대 에너지를 가지는 사용자 송신 빔 방향 및 상기 사용자 송신 빔 방향의 각 편차가 결정될 수 있다. 이 경우는 상기 사용자 장치의 안테나 어레이들이 안테나 상호적이 아닐 경우의, 즉 상기 사용자 장치의 송신 빔 방향 및 수신 빔 방향이 다를 경우의 프로세싱 방식이다. 바람직하게, 상기 과정 S105에서, 랜덤 억세스 응답 및 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향 및 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 나타내는 지시 정보가 상기 조정된 기지국 송신 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치로 송신된다. Optionally, in step S107, based on the reception preamble sequence transmitted by the user device through the sum beam and the differential beam, a user transmission beam direction deviation detection is performed to determine a user transmission beam direction having a maximum energy and Each deviation of the user transmission beam direction may be determined. This case is a processing method when the antenna arrays of the user equipment are not antenna reciprocal, that is, when the transmit beam direction and the receive beam direction of the user equipment are different. Preferably, in step S105, a random access response and indication information indicating a direction of a user beam having the maximum energy and an angle deviation of the direction of the user beam are transmitted to the user equipment using the adjusted base station transmission beams.

도 22에 상응하는, 도 23은 본 발명의 특정 실시예에 따른 사용자 장치에서 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 방법의 개략적 플로우 차트이다.Corresponding to FIG. 22, FIG. 23 is a schematic flowchart of a method for initial access and random access based on multiple antenna ports and multiple beams in a user equipment according to a specific embodiment of the present invention.

과정 S201: 사용자 장치는 적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하고; 과정 S202: 상기 초기 억세스 데이터에 대해 동기 신호 시퀀스 상관 검출이 수행되고, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 기지국 빔 방향의 각 편차는 상기 동기 신호 시퀀스 상관 검출의 결과에 따라 결정되고; 과정 S203: 해당하는 프리앰블 시퀀스와 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원은 상기 결정된 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 기지국 빔 방향의 각 편차에 따라 결정되고; 과정 S204: 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 사용하여 상기 기지국 장치로 송신되고; 과정 S205: 데이터 송신이 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치와 수행된다. Step S201: the user equipment receives initial access data transmitted by the base station apparatus in at least two correlated base station beams; Step S202: synchronization signal sequence correlation detection is performed on the initial access data, and each deviation between a beam direction of a base station having a maximum energy and a beam direction of the base station is determined according to a result of the synchronization signal sequence correlation detection; Step S203: A corresponding preamble sequence and a time-frequency resource occupied by the preamble sequence are determined according to each deviation between a beam direction of a base station having the determined maximum energy and a beam direction of the base station; Step S204: the preamble sequence is transmitted to the base station apparatus using a time-frequency resource occupied by the preamble sequence; Step S205: Data transmission is performed with the base station apparatus using the adjusted base station beams.

바람직하게, 상기 과정 S201은 특히: 상기 사용자 장치가 적어도 2개의 기지국 빔들에서 차동 빔 송신 방식으로 상기 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하는 과정을 포함한다.Preferably, the step S201 includes, in particular: the user equipment receiving the initial access data transmitted by the base station apparatus in a differential beam transmission manner in at least two base station beams.

바람직하게, 상기 과정 S202는 과정 S2021(도시되어 있지 않음)과, S2022(도시되어 있지 않음) 및 과정 2023(도시되어 있지 않음)을 포함한다. 상기 과정 S2021에서, 동기 신호 시퀀스 상관 검출이 상기 합 빔으로 송신된 초기 억세스 데이터에 대해 수행되어 임의의 동기 신호 시퀀스에 대한 상관 검출의 제1 결과를 결정할 수 있다. 상기 과정 S2022에서, 동기 신호 시퀀스 상관 검출이 상기 차동 빔으로 송신된 초기 억세스 데이터에 대해 수행되어 이 동기 신호 시퀀스에 대한 상관 검출의 제2 결과를 결정할 수 있다. 상기 과정 S2023에서, 상기 상관 검출의 제1 결과 및/혹은 상기 상관 검출의 제2 결과가 제1 결정 조건을 만족한다고 결정될 경우, 상기 초기 억세스 데이터는 상기 동기 신호 시퀀스를 포함한다고 결정된다.Preferably, the process S202 includes a process S2021 (not shown), a process S2022 (not shown), and a process 2023 (not shown). In step S2021, synchronization signal sequence correlation detection may be performed on the initial access data transmitted through the sum beam to determine a first result of correlation detection for an arbitrary synchronization signal sequence. In step S2022, the synchronization signal sequence correlation detection may be performed on the initial access data transmitted through the differential beam to determine a second result of the correlation detection for the synchronization signal sequence. In step S2023, when it is determined that the first result of the correlation detection and/or the second result of the correlation detection satisfy the first determination condition, it is determined that the initial access data includes the synchronization signal sequence.

여기서, 상기 제1 결정 조건은 다음 중 적어도 하나를 포함한다:Here, the first determining condition includes at least one of:

상기 상관 검출의 제1 결과가 제1 검출 임계값을 초과하고, 상기 상관 검출의 제2 결과가 상기 제1 검출 임계값을 초과할 경우;when the first result of the correlation detection exceeds a first detection threshold and the second result of the correlation detection exceeds the first detection threshold;

상기 상관 검출의 제1 결과가 제2 검출 임계값을 초과할 경우;when the first result of the correlation detection exceeds a second detection threshold;

상기 상관 검출의 제2 결과가 상기 제2 검출 임계값을 초과할 경우,when the second result of the correlation detection exceeds the second detection threshold,

여기서, 상기 제1 검출 임계값은 상기 제2 검출 임계값 보다 크지 않다. Here, the first detection threshold is not greater than the second detection threshold.

바람직하게, 상기 과정 S202은 과정 S2024(도시되어 있지 않음)를 포함한다. 상기 과정 S2024에서, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차는 상기 상관 검출의 제1 결과 및 상기 상관 검출의 제2 결과를 기반으로 결정된다.Preferably, the step S202 includes a step S2024 (not shown). In step S2024, each deviation of the beam direction of the base station having the maximum energy and the beam direction of the base station is determined based on the first result of the correlation detection and the second result of the correlation detection.

바람직하게, 상기 과정 S203에서, 기지국 빔 방향 및 그 각 편차로부터 프리앰블 시퀀스들 및 상기 프리앰블 시퀀스들에 의해 점유되는 시간-주파수 자원들로의 매핑 관계, 혹은 기지국 빔 방향으로부터 프리앰블 시퀀스들 및 상기 프리앰블 시퀀스들에 의해 점유되는 시간-주파수 자원들로의 매핑 관계에 따라, 그리고 상기 최대 에너지를 가지는, 결정된 기지국 빔 방향 및 상기 기지국 빔 방향의 각 편차와 결합하여, 해당하는 프리앰블 시퀀스 및 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원이 결정된다.Preferably, in the step S203, a mapping relationship from the base station beam direction and their respective deviations to the preamble sequences and the time-frequency resources occupied by the preamble sequences, or the preamble sequences and the preamble sequence from the base station beam direction According to a mapping relationship to time-frequency resources occupied by An occupied time-frequency resource is determined.

바람직하게, 상기 방법은: 상기 기지국 장치에 의해 송신된 랜덤 억세스 구성 정보를 수신하는 과정과, 상기 랜덤 억세스 구성 정보로부터, 기지국 빔 방향 및 그 각 편차와 프리앰블 시퀀스들 및 상기 프리앰블 시퀀스들에 의해 점유되는 시간-주파수 자원들간의 매핑 관계 혹은 기지국 송신 빔 방향으로부터 프리앰블 시퀀스들 및 상기 프리앰블 시퀀스들에 의해 점유되는 시간-주파수 자원들로의 매핑 관계를 결정하는 과정을 포함한다. Preferably, the method comprises: receiving random access configuration information transmitted by the base station apparatus, from the random access configuration information, a base station beam direction and its respective deviation and preamble sequences and occupied by the preamble sequences and determining a mapping relationship between time-frequency resources to be used or a mapping relationship from a base station transmission beam direction to preamble sequences and time-frequency resources occupied by the preamble sequences.

바람직하게, 상기 과정 S205에서, 메시지 3은 상기 조정된 사용자 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치로 송신되고, 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치에 의해 송신되는 충돌 해결 방식이 수신된다. 이 경우는 상기 사용자 장치의 안테나 어레이들이 안테나 상호적일 경우의, 즉 상기 사용자 장치의 송신 빔 방향 및 수신 빔 방향이 동일할 경우의 프로세싱 방식이다. Preferably, in step S205, the message 3 is transmitted to the base station apparatus using the adjusted user beams, and a collision resolution scheme transmitted by the base station apparatus using the adjusted base station beams is received. This case is a processing method when the antenna arrays of the user equipment are antenna reciprocal, that is, when the transmit beam direction and the receive beam direction of the user equipment are the same.

선택적으로, 상기 과정 S205는 과정 S2051(도시되어 있지 않음)과, 과정 S2052(도시되어 있지 않음) 및 과정 S2053(도시되어 있지 않음)을 포함한다. 상기 과정 S2051에서, 상기 조정된 기지국 송신 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치에 의해 송신된, 랜덤 억세스 응답 및 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 송신 빔 방향 및 상기 사용자 송신 빔 방향의 각 편차를 나타내는 지시 정보가 수신된다. 상기 과정 S2052에서, 사용자 송신 빔들이 상기 기지국 장치에 의해 송신된, 상기 수신된 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 송신 빔 방향 및 상기 사용자 송신 빔 방향의 각 편차를 나타내는 지시 정보를 기반으로 조정된다. 상기 과정 S2053에서, 메시지 3은 상기 조정된 사용자 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치로 송신되고, 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치에 의해 송신되는 충돌 해결 방식이 수신된다. 이 경우는 상기 사용자 장치의 안테나 어레이들이 안테나 상호적이 아닐 경우의, 즉 상기 사용자 장치의 송신 빔 방향 및 수신 빔 방향이 다를 경우의 프로세싱 방식이다.Optionally, the process S205 includes a process S2051 (not shown), a process S2052 (not shown), and a process S2053 (not shown). In the step S2051, the random access response and indication information indicating each deviation of the user transmission beam direction and the user transmission beam direction having the maximum energy, transmitted by the base station apparatus using the adjusted base station transmission beams, are received do. In the step S2052, user transmission beams are adjusted based on the indication information indicating each deviation of the received user transmission beam direction and the user transmission beam direction having the maximum energy transmitted by the base station apparatus. In step S2053, message 3 is transmitted to the base station apparatus using the adjusted user beams, and a collision resolution scheme transmitted by the base station apparatus using the adjusted base station beams is received. This case is a processing method when the antenna arrays of the user equipment are not antenna reciprocal, that is, when the transmit beam direction and the receive beam direction of the user equipment are different.

실시예 1:Example 1:

이 실시예에서, 차동 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들이 특정 시스템 파라미터 설정들과 함께 설명될 것이다. 밀리미터 파 대역들에서 동작하는 시스템을 고려하기로 할 경우, 기지국 및 사용자 둘 다는 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 바와 같은 안테나 어레이를 기반으로 하는 송신 구조를 채택한다. In this embodiment, initial access and random access processes based on differential beams will be described along with specific system parameter settings. When considering a system operating in millimeter wave bands, both the base station and the user adopt a transmission structure based on an antenna array as shown in FIGS. 5 and 6 .

여기서, 도 5는 송신기의 구조를 도시하고 있으며, 도 6은 UE의 구조를 도시하고 있다. 도 5에서, 기저 대역에 의해 프로세싱되는 각 링크는 업-컨버터 및 디지털-대-아날로그 변환기(Digital-to-Analog Converter: DAC)를 통해 N_st개의 안테나 유닛들로 구성되는 안테나 어레이에 연결된다. 상기 안테나 어레이에서 각 안테나는 오직 위상에서만 조정 가능하다. 상기 위상을 조정함으로써, 상기 안테나 어레이는 상기 밀리미터 파 시스템의 빔포밍을 실현하기 위해서 적합한 방향에서 빔들을 형성할 수 있다. 도 6에서의 UE 구조는 도 5에서의 구조와 유사하다. 각 기저 대역 링크는 N_sr개의 안테나 유닛들로 구성되는 안테나 어레이에 연결되고, 상기 안테나 유닛들은 오직 위상에서만 조정 가능하다. 상기 위상을 조정함으로써, 상기 안테나 어레이는 상기 수신 신호 대 잡음비를 증가시키기 위해 적합한 방향으로 상기 수신된 빔들을 조정할 수 있다.Here, FIG. 5 shows a structure of a transmitter, and FIG. 6 shows a structure of a UE. In FIG. 5, each link processed by the baseband is connected to an antenna array composed of N_st antenna units through an up-converter and a Digital-to-Analog Converter (DAC). Each antenna in the antenna array is tunable only in phase. By adjusting the phase, the antenna array can form beams in a suitable direction to realize beamforming of the millimeter wave system. The structure of the UE in FIG. 6 is similar to that in FIG. 5 . Each baseband link is connected to an antenna array consisting of N_sr antenna units, the antenna units being tunable only in phase. By adjusting the phase, the antenna array can steer the received beams in a suitable direction to increase the received signal-to-noise ratio.

도 5 및 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 밀리미터 파 대역들에서 동작하는 통신 시스템은 빔포밍을 기반으로 하고, 상기 정합된 빔포밍은 최대 수신 신호 대 잡음비를 제공할 수 있다. 따라서, 밀리미터 파 통신 시스템에 대해서, 상기 랜덤 억세스 동안, 업링크 동기 및 타이밍 어드밴스(timing advance)의 추정 뿐만 아니라, 최적 송신/수신 빔 페어, 즉 해당하는 빔포밍 계수를 결정하는 것 역시 필수적이다.5 and 6 , a communication system operating in millimeter wave bands is based on beamforming, and the matched beamforming may provide a maximum received signal-to-noise ratio. Therefore, for the millimeter wave communication system, during the random access, it is necessary not only to estimate the uplink synchronization and timing advance, but also to determine the optimal transmit/receive beam pair, that is, the corresponding beamforming coefficient.

이 실시예에서, 상기 프리앰블 시퀀스는 랜덤 억세스 채널에서 송신된다. 상기 밀리미터 파 시스템의 가용 대역폭이 일반적으로 크다고 고려할 경우, 상기 기지국의 검출의 편의성을 위해, 상기 랜덤 억세스 채널은 상기 유용한 업링크 대역폭의 중간에 배열된다. 상기 랜덤 억세스 채널은 상기 주파수 도메인에서 6개의 자원 블록(Resource Block: RB)들을 점유하고, 시간에서 하나 혹은 그 이상의 서브 프레임들 동안 지속된다. 상기 랜덤 억세스 채널은 3개의 부분들, 즉 시퀀스, 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix) 및 보호 구간으로 구성된다. 도 7은 1개의 서브 프레임 동안 지속되는 랜덤 억세스 채널의 개략적 다이아그램을 도시하고 있다. In this embodiment, the preamble sequence is transmitted on a random access channel. Considering that the available bandwidth of the millimeter wave system is generally large, for the convenience of detection by the base station, the random access channel is arranged in the middle of the useful uplink bandwidth. The random access channel occupies six resource blocks (RBs) in the frequency domain and lasts for one or more subframes in time. The random access channel consists of three parts: a sequence, a cyclic prefix, and a guard period. 7 shows a schematic diagram of a random access channel that lasts for one subframe.

상기와 같은 구조를 기반으로, 이 실시예는 상기 기지국 측 및 UE 측이 방향 상호적(direction reciprocal)이 아닐 때 상기 기지국은 차동 빔 방식을 채택하고 상기 UE는 일반적인 폴링 방식을 채택하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들을 설명할 것이다. 상기 기지국에 포함되어 있는 안테나 포트들의 개수가 2일 경우, 1개의 포트는 합 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위해 사용되고, 나머지 다른 1개의 포트는 차동 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위해 사용된다; 상기 기지국에 포함되어 있는 안테나 포트들의 개수가 3보다 크거나 같을 경우, 상기 안테나 포트들은 임의적으로 2개의 파트들로 분류될 수 있고, 그 중 1개의 파트는 합 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위한 것이고, 나머지 1개의 파트는 차동 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위한 것이다. 상기 기지국 및 UE 둘 다는 안테나 어레이를 기반으로 하는 송신 구조를 채택한다. 도 8은 이 실시예에서 기지국이 동기 신호 및 랜덤 억세스 구성 정보를 송신하고 UE가 랜덤 억세스 프리앰블 시퀀스를 송신하는 개략적 다이아그램을 도시하고 있다. Based on the above structure, in this embodiment, when the base station side and the UE side are not direction reciprocal, the base station adopts a differential beam scheme and the UE adopts a general polling scheme for initial access and Random access processes will be described. when the number of antenna ports included in the base station is 2, one port is used for transmitting and receiving sum beam sequences, and the other port is used for transmitting and receiving differential beam sequences; When the number of antenna ports included in the base station is greater than or equal to 3, the antenna ports may be arbitrarily divided into two parts, one of which is for transmitting and receiving sum beam sequences and , the remaining one part is for transmitting and receiving differential beam sequences. Both the base station and the UE adopt a transmission structure based on an antenna array. 8 shows a schematic diagram in which the base station transmits a synchronization signal and random access configuration information and the UE transmits a random access preamble sequence in this embodiment.

첫 번째 과정에서, 상기 기지국은 동기 신호 시퀀스를 송신하고, 상기 UE는 상기 수신된 신호에 대한 상관 검출을 수행한다. 상기 기지국은 차동 방식으로 상기 동기 신호를 송신한다. 특히:In a first process, the base station transmits a synchronization signal sequence, and the UE performs correlation detection on the received signal. The base station transmits the synchronization signal in a differential manner. Especially:

1. 상기 동기 신호 시퀀스는 2개의 파트들로 분할된다. 제1 파트는 합 빔에 의해 송신되고, 제2 파트는 차동 빔에 의해 송신된다. 도 9는 이런 방식으로 동기 신호 시퀀스의 구조를 도시하고 있다. 1. The sync signal sequence is divided into two parts. The first part is transmitted by the sum beam and the second part is transmitted by the differential beam. Fig. 9 shows the structure of the synchronization signal sequence in this way.

도 9에 도시되어 있는 구조에서, 합 빔 시퀀스 및 차동 빔 시퀀스는 동일한 동기 신호 시퀀스에 속한다는 것에 유의하여야만 할 것이다. 하지만, 상기 합 빔 시퀀스, 즉 도 9에서 상기 동기 신호 시퀀스의 앞의 1/2의 파트는 합 빔으로 송신되고, 빔포밍 웨이트(weight) 계수는 다음과 같다:It should be noted that in the structure shown in FIG. 9, the sum beam sequence and the differential beam sequence belong to the same synchronization signal sequence. However, the sum beam sequence, that is, the first half part of the synchronization signal sequence in FIG. 9 is transmitted as the sum beam, and beamforming weight coefficients are as follows:

Figure 112017095794309-pat00003
Figure 112017095794309-pat00003

여기서, N_BS는 상기 기지국에 의한 빔포밍을 위해 사용되는 안테나들의 개수를 나타내고, φ는 상기 빔포밍의 방향을 나타낸다. 도 9에서 뒤의 1/2의 파트, 즉 차동 시퀀스는 차동 빔에 의해 송신되고, 빔포밍 웨이트 계수는 다음과 같다:Here, N_BS represents the number of antennas used for beamforming by the base station, and φ represents the direction of the beamforming. In Fig. 9, the latter half part, that is, a differential sequence, is transmitted by a differential beam, and the beamforming weight coefficients are as follows:

Figure 112017095794309-pat00004
Figure 112017095794309-pat00004

상기 동기 신호 시퀀스 검출 방식은 상관 검출이고, 상기 상관 검출에서 상기 합 빔 시퀀스에서 수행되는 상관 검출의 결과는 상기 합 빔의 수신된 신호로서 사용될 수 있고, 상기 차동 시퀀스에서 수행되는 상관 검출의 결과는 상기 차동 빔의 수신된 신호로서 사용될 수 있다. 이 동기 신호 시퀀스 송신 방식을 사용하여, 상기 UE가 동기 신호 시퀀스 및 빔 송신 검출 편차를 검출하는 플로우가 도 10에 도시되어 있다.The synchronization signal sequence detection method is correlation detection, and in the correlation detection, a result of the correlation detection performed on the sum beam sequence may be used as a received signal of the sum beam, and the result of the correlation detection performed on the differential sequence is It can be used as the received signal of the differential beam. A flow in which the UE detects a synchronization signal sequence and a beam transmission detection deviation using this synchronization signal sequence transmission scheme is shown in FIG.

도 10에서, 상기 UE는 상기 수신된 신호에 대해 상관 검출을 수행하고, 상기 합 빔 시퀀스에서 수행된 상관 검출의 결과와 상기 차동 빔 시퀀스에서 수행된 상관 검출의 결과를 각 동기 신호 시퀀스에서 각각 출력한다. 상기 합 빔 및 차동 빔은 빔 방향에서 동일할지라도 빔 특성들이 다르기 때문에, 상기 검출의 결과들은 단일 임계값에 의해 결정될 수 없다. 결정하는 바람직한 방법은 다음과 같다: 상기 합 빔 시퀀스 파트 및 특정 동기 신호 시퀀스에 대해 수행되는 상관 검출의 결과가

Figure 112017095794309-pat00005
이고, 상기 차동 빔 시퀀스 파트 및 동일한 동기 신호 시퀀스에 대해 수행되는 상관 검출의 결과가
Figure 112017095794309-pat00006
라고 가정될 경우, 이 프리앰블 시퀀스는 다음과 같은 조건들 a.
Figure 112017095794309-pat00007
; b.
Figure 112017095794309-pat00008
; c.
Figure 112017095794309-pat00009
중 하나가 만족될 때 검출된다고 고려된다. 여기서,
Figure 112017095794309-pat00010
Figure 112017095794309-pat00011
는 각각 제1 검출 임계값 및 제2 검출 임계값이고,
Figure 112017095794309-pat00012
의 조건을 만족한다. 상기 제1 검출 임계값
Figure 112017095794309-pat00013
및 제2 검출 임계값
Figure 112017095794309-pat00014
는 상기 셀 반경, 상기 동기 신호 시퀀스의 송신 동안 상기 UE 및 기지국에 의한 빔포밍을 위해 사용되는 안테나들의 개수, 상기 동기 신호 시퀀스의 길이와 같은 요소들에 의해 결정된다.10 , the UE performs correlation detection on the received signal, and outputs a result of correlation detection performed on the sum beam sequence and a result of correlation detection performed on the differential beam sequence in each synchronization signal sequence, respectively. do. Since the sum beam and the differential beam have different beam characteristics even though they are the same in the beam direction, the results of the detection cannot be determined by a single threshold value. A preferred method for determining is as follows: the result of correlation detection performed on the sum beam sequence part and the specific sync signal sequence is
Figure 112017095794309-pat00005
and the result of correlation detection performed on the differential beam sequence part and the same synchronization signal sequence is
Figure 112017095794309-pat00006
, this preamble sequence is subject to the following conditions: a.
Figure 112017095794309-pat00007
; b.
Figure 112017095794309-pat00008
; c.
Figure 112017095794309-pat00009
It is considered to be detected when one of them is satisfied. here,
Figure 112017095794309-pat00010
and
Figure 112017095794309-pat00011
are the first detection threshold and the second detection threshold, respectively,
Figure 112017095794309-pat00012
satisfy the condition of the first detection threshold
Figure 112017095794309-pat00013
and a second detection threshold
Figure 112017095794309-pat00014
is determined by factors such as the cell radius, the number of antennas used for beamforming by the UE and the base station during transmission of the synchronization signal sequence, and the length of the synchronization signal sequence.

특정 동기 신호 시퀀스가 검출될 경우, 이 동기 신호 시퀀스에서 수행되는 상관 검출의 해당 결과들은 합 빔 신호 및 차동 빔 신호로서 사용되고, 신호 비가 계산되고, 따라서 기지국 송신 빔 방향의 편차가 상기 차동 빔 방식의 원리에 따라 획득될 수 있다. When a specific synchronization signal sequence is detected, the corresponding results of correlation detection performed on this synchronization signal sequence are used as a sum beam signal and a differential beam signal, and a signal ratio is calculated, so that the deviation of the base station transmission beam direction is the difference of the differential beam method. can be obtained according to the principle.

2. 동일한 동기 신호 시퀀스들이 다른 자원들로 송신된다. 일 예로, 동일한 동기 신호 시퀀스들이 연속적인 시스템 자원들의 2개의 섹션들로 송신된다. 여기서, 상기 자원들의 제1 섹션은 합 빔에 의한 송신을 수행하고, 이에 반해 상기 자원들의 제2 섹션은 차동 빔에 의한 송신을 수행한다. 도 11은 이런 방식으로 동기 신호 시퀀스의 구조를 도시하고 있다. 2. The same synchronization signal sequences are transmitted on different resources. In one example, identical synchronization signal sequences are transmitted in two sections of consecutive system resources. Here, the first section of the resources performs transmission by the sum beam, whereas the second section of the resources performs transmission by the differential beam. 11 shows the structure of the synchronization signal sequence in this way.

이 송신 방식은 여전히 도 10의 동기 신호 시퀀스를 검출하는 플로우 차트를 사용할 수 있다. 즉, 동기 신호 시퀀스가 먼저 검출되고, 상기 동기 신호 시퀀스의 송신이 검출될 경우, 상기 송신 빔 방향 및 그 각 편차가 추가적으로 검출된다.This transmission scheme can still use the flowchart for detecting the synchronization signal sequence of FIG. 10 . That is, the synchronization signal sequence is detected first, and when transmission of the synchronization signal sequence is detected, the transmission beam direction and its angular deviation are additionally detected.

3. 동일한 혹은 다른 동기 신호 시퀀스들이 다른 안테나 어레이들로 송신된다. 일 에로, 동일한 동기 신호 시퀀스들이 2개의 안테나 어레이들로 송신된다. 여기서, 제1 어레이는 합 빔에 의한 송신을 수행하고, 이에 반해 제2 어레이는 차동 빔에 의한 송신을 수행한다. 3. The same or different sync signal sequences are transmitted to different antenna arrays. In one example, the same sync signal sequences are transmitted to the two antenna arrays. Here, the first array performs transmission by the sum beam, whereas the second array performs transmission by the differential beam.

동기 신호 시퀀스들이 다른 안테나 어레이들로 송신될 때, 합 빔 시퀀스 및 차동 빔 시퀀스는 직교 코드워드들을 가지는 동일한 주파수 자원들로 각각 송신될 수 있거나, 혹은 상기 합 빔 시퀀스 혹은 차동 빔 시퀀스는 직교 코드워드들 혹은 비직교 코드워드들을 가지는 다른 주파수 자원들로 각각 송신될 수 있다.When synchronization signal sequences are transmitted to different antenna arrays, the sum beam sequence and the differential beam sequence may be transmitted on the same frequency resources each having orthogonal codewords, or the sum beam sequence or the differential beam sequence is an orthogonal codeword or other frequency resources with non-orthogonal codewords, respectively.

이 송신 방식은 여전히 도 10의 동기 신호 시퀀스를 검출하는 플로우 차트를 사용할 수 있다. 즉, 동기 신호 시퀀스가 먼저 검출되고, 상기 동기 신호 시퀀스의 송신이 검출될 경우, 송신 빔 방향 및 그 각 편차가 추가적으로 검출된다.This transmission scheme can still use the flowchart for detecting the synchronization signal sequence of FIG. 10 . That is, the synchronization signal sequence is detected first, and when transmission of the synchronization signal sequence is detected, the transmission beam direction and its respective deviation are additionally detected.

다음으로, 상기 기지국은 랜덤 억세스 구성 정보를 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 다운링크 브로드캐스트 채널, 혹은 상위 계층 시그널링 구성을 통해 사용자로 송신한다. 종래의 랜덤 억세스 구성 정보와 비교할 경우, 상기 랜덤 억세스 채널 구성 및 프리앰블 시퀀스 구성 정보 뿐만 아니라, 이 랜덤 억세스 구성 정보는 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계, 혹은 기지국 송신 빔 방향으로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계를 추가적으로 포함할 것이다.Next, the base station transmits the random access configuration information to the user through a downlink control channel, a downlink shared channel, a downlink broadcast channel, or a higher layer signaling configuration. When compared with the conventional random access configuration information, the random access channel configuration and preamble sequence configuration information, as well as the random access configuration information, from the base station transmit beam direction and each deviation thereof to the preamble sequences and resources mapping relationship, or It will additionally include a mapping relationship from the base station transmit beam direction to preamble sequences and resources.

상기 UE는 폴링으로 최적 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차를 검출하고, 그리고 나서 최적 UE 수신 빔을 결정한다. 다음 과정들에서, 상기 UE는 이 방향 빔을 사용하여 신호들을 수신한다.The UE detects an optimal base station transmit beam direction and its angular deviation by polling, and then determines an optimal UE receive beam. In the following processes, the UE receives signals using this directional beam.

두 번째 과정에서, 상기 검출된 최적 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차 및 상기 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계, 혹은 기지국 송신 빔 방향으로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계를 기반으로, 상기 UE는 해당하는 프리앰블 시퀀스들 및 자원들을 사용한다. 동일한 최적 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차는 다수의 프리앰블 시퀀스들 및 상기 프리앰블 시퀀스들에 의해 점유되는 시간-주파수 자원들에 상응할 수 있다.In the second process, the detected optimal base station transmit beam direction and its deviation, and the mapping relation from the base station transmit beam direction and its deviation to preamble sequences and resources, or preamble sequences and resources from the base station transmit beam direction Based on the mapping relationship to , the UE uses the corresponding preamble sequences and resources. The same optimal base station transmit beam direction and its respective deviation may correspond to a plurality of preamble sequences and time-frequency resources occupied by the preamble sequences.

도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 UE는 다른 방향들에서 송신 빔들을 사용하여 동일한 혹은 다른 프리앰블 시퀀스들을 송신한다. 동일한 프리앰블 시퀀스들을 송신할 때, 시퀀스는 프리앰블 시퀀스들의 해당하는 집합으로부터 랜덤하게 선택되고, 그리고 나서 각 빔 방향에서 송신되지만; 다른 프리앰블 시퀀스들을 송신할 때, 상기 프리앰블 시퀀스들의 해당하는 집합은 다수의 서로 소 서브 집합(disjoint subset)들로 분할되고, 1개의 프리앰블 시퀀스는 각 서브 집합으로부터 선택되고, 그리고 나서 각 빔 방향에서 송신된다. 일 예로, 도 8에 도시되어 있는 바와 같은 예제에서, 상기 UE가 3개의 다른 방향들에서 빔들을 사용하여 프리앰블 시퀀스들을 송신할 경우, 유용한 프리앰블 시퀀스들의 집합

Figure 112017095794309-pat00015
은 3개의 서로 소 서브 집합들
Figure 112017095794309-pat00016
,
Figure 112017095794309-pat00017
,
Figure 112017095794309-pat00018
로 분할된다. 상기 3개의 서브 집합들은 다음과 같은 조건들을 만족한다:As shown in FIG. 8 , the UE transmits the same or different preamble sequences using transmit beams in different directions. When transmitting the same preamble sequences, the sequence is randomly selected from a corresponding set of preamble sequences, and then transmitted in each beam direction; When transmitting different preamble sequences, the corresponding set of preamble sequences is divided into a plurality of disjoint subsets, one preamble sequence is selected from each subset, and then transmitted in each beam direction. do. For example, in the example shown in FIG. 8 , a set of useful preamble sequences when the UE transmits preamble sequences using beams in three different directions
Figure 112017095794309-pat00015
are three different small subsets.
Figure 112017095794309-pat00016
,
Figure 112017095794309-pat00017
,
Figure 112017095794309-pat00018
is divided into The three subsets satisfy the following conditions:

Figure 112017095794309-pat00019
Figure 112017095794309-pat00019

Figure 112017095794309-pat00020
Figure 112017095794309-pat00020

상기 조건들은 완화될 수 있다. 즉, 두 번째 수학식에서, 상기 서브 집합들은 프리앰블 시퀀스들의 집합

Figure 112017095794309-pat00021
의 서브 집합으로 병합되고, 따라서 프리앰블 시퀀스들의 다른 파트는 일 예로 비경쟁 랜덤 억세스 프로세스를 위해 예약된다.The above conditions may be relaxed. That is, in the second equation, the subsets are a set of preamble sequences.
Figure 112017095794309-pat00021
are merged into a subset of , and thus other parts of the preamble sequences are reserved for, for example, a contention-free random access process.

상기 UE가 제1 방향에서 빔들을 사용하여 프리앰블 시퀀스를 송신할 때, 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 서브 집합

Figure 112017095794309-pat00022
로부터 랜덤하게 선택되고; 상기 UE가 제2 방향에서 빔들을 사용하여 프리앰블 시퀀스를 송신할 경우, 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 서브 집합
Figure 112017095794309-pat00023
로부터 랜덤하게 선택되고; 상기 UE가 제3 방향에서 빔들을 사용하여 프리앰블 시퀀스를 송신할 경우, 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 서브 집합
Figure 112017095794309-pat00024
으로부터 랜덤하게 선택된다. When the UE transmits a preamble sequence using beams in a first direction, the preamble sequence is
Figure 112017095794309-pat00022
randomly selected from; When the UE transmits a preamble sequence using beams in the second direction, the preamble sequence is
Figure 112017095794309-pat00023
randomly selected from; When the UE transmits a preamble sequence using beams in the third direction, the preamble sequence is
Figure 112017095794309-pat00024
is randomly selected from

상기와 같은 2개의 송신 방식들은 고유한 이점들 및 불리한 점들을 가진다. 동일한 프리앰블 시퀀스들이 사용될 때, 각 UE는 각 랜덤 억세스 동안 오직 1개의 프리앰블 시퀀스만을 선택하는 것을 필요로 하고, 따라서 상기 프리앰블 시퀀스들의 사용율이 높고, 상기 기지국에 의해 각 프리앰블 시퀀스에서 수행되는 상관 검출은 낮은 복잡도를 가지지만; 상기 기지국이 상기 UE에 의한 송신의 타이밍을 알지 못하기 때문에 더 긴 프리앰블 시퀀스들이 필요로 된다. 한편, 다른 프리앰블 시퀀스들이 사용될 때, 상기 기지국의 검출 복잡도는 높지만, 보다 짧은 프리앰블 시퀀스들이 사용될 수 있다. These two transmission schemes have inherent advantages and disadvantages. When the same preamble sequences are used, each UE needs to select only one preamble sequence during each random access, so the usage rate of the preamble sequences is high, and the correlation detection performed in each preamble sequence by the base station is low It has complexity; Longer preamble sequences are needed because the base station does not know the timing of transmission by the UE. Meanwhile, when other preamble sequences are used, the detection complexity of the base station is high, but shorter preamble sequences may be used.

다음으로, 상기 기지국은 상기 수신된 신호에 대해 상관 검출을 수행하고, 차동 빔 기반 수신 방식으로 빔 방향 및 상기 빔 방향의 편차를 결정한다. 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 두 번째 과정에서 프리앰블 시퀀스들의 송신 동안, 상기 기지국은 2개의 어레이들을 사용하여 검출을 수행하며, 여기서 1개의 어레이는 상기 종래의 빔 웨이트 계수를 상기 수신 빔들의 웨이트 계수로서 사용한다. 일 예로, 다음과 같은 빔 웨이트 계수가 사용된다:Next, the base station performs correlation detection on the received signal, and determines a beam direction and a deviation of the beam direction using a differential beam-based reception method. As shown in Fig. 8, during transmission of preamble sequences in the second process, the base station performs detection using two arrays, where one array calculates the conventional beam weight coefficient of the receive beams. It is used as the weight coefficient. As an example, the following beam weight coefficients are used:

Figure 112017095794309-pat00025
Figure 112017095794309-pat00025

여기서,

Figure 112017095794309-pat00026
는 상기 기지국의 수신 어레이에서 사용되는 안테나들의 개수이고, θ는 상기 합 빔의 중심 방향이다. 도시되어 있는 바와 같이, 상기의 합 빔 웨이트 계수는 상기 어레이들 중 1개에 대한 웨이트 계수로서 사용된다. 다른 1개의 어레이는 동일한 방향을 합 빔으로 가지고, 상기 합 빔과 상관되는 빔을 웨이트 계수로서 사용한다. 바람직한 방식은 다음과 같이 상기 합 빔의 차동 빔을 사용하는 것이다:here,
Figure 112017095794309-pat00026
is the number of antennas used in the receiving array of the base station, and θ is the center direction of the sum beam. As shown, the sum beam weight coefficient is used as the weight coefficient for one of the arrays. The other array has the same direction as the sum beam, and uses a beam correlated with the sum beam as a weight coefficient. A preferred way is to use the differential beam of the sum beam as follows:

Figure 112017095794309-pat00027
Figure 112017095794309-pat00027

여기서,

Figure 112017095794309-pat00028
는 상기 웨이트 계수로서 차동 빔을 사용하는 수신 어레이에서 사용되는 안테나들의 개수이다. 2개의 어레이들에 포함되어 있는 안테나들의 개수는 동일하거나 다를 수 있지만, 이 실시예에서는
Figure 112017095794309-pat00029
라고 가정하기로 한다. 즉, 2개의 어레이들에서 사용되는 안테나들의 개수는 동일하다. 상기 전체 어레이에 포함되는 안테나들의 개수
Figure 112017095794309-pat00030
를 조정함으로써, 상기 빔들의 폭이 조정될 수 있고, 따라서 상기 빔들의 커버리지가 조정된다. 도 8에서 상기 합 빔 어레이 및 차동 빔 어레이 각각은 도 6의 다수의 안테나 어레이들로 구성될 수 있다는 것에 유의하여야만 할 것이다. here,
Figure 112017095794309-pat00028
is the number of antennas used in a receiving array using a differential beam as the weight coefficient. The number of antennas included in the two arrays may be the same or different, but in this embodiment
Figure 112017095794309-pat00029
to assume that That is, the number of antennas used in the two arrays is the same. The number of antennas included in the entire array
Figure 112017095794309-pat00030
By adjusting , the width of the beams can be adjusted, and thus the coverage of the beams is adjusted. It should be noted that each of the sum beam array and the differential beam array in FIG. 8 may be composed of a plurality of antenna arrays of FIG. 6 .

도 12는 상기 기지국이 상기 수신 신호를 프로세싱하는 플로우를 도시하고 있다. 상기 합 빔 어레이 및 차동 빔 어레이는 상기 수신 신호들의 프리앰블 시퀀스들에서 상관 검출을 수행하고, 프리앰블 시퀀스 검출 및 결정 모듈은 상기 2개의 어레이들로부터의 상관 검출의 결과를 포괄적으로 고려하여 상기 프리앰블 시퀀스가 검출되는지 여부를 결정할 수 있다. 바람직한 결정 방식은 다음과 같다: 상기 합 빔 어레이 및 차동 빔 어레이로부터의 상관 검출의 결과들로부터 획득되는 상관 요소에 따라 포괄적인 결정이 이루어진다. 일 예로, 특정 시점에서 상기 합 빔 어레이의 상관 검출 모듈에 의해 출력되는, 특정 프리앰블 시퀀스에 대한 상관 검출의 결과가

Figure 112017095794309-pat00031
이고, 상기 동일한 시점에서 상기 차동 빔 어레이의 상관 검출 모듈에 의해 출력되는, 상기 동일한 프리앰블 시퀀스에 대한 상관 검출의 결과가
Figure 112017095794309-pat00032
라고 가정할 경우, 상기 결정 근거는 다음과 같다:
Figure 112017095794309-pat00033
이고
Figure 112017095794309-pat00034
, 혹은
Figure 112017095794309-pat00035
, 혹은
Figure 112017095794309-pat00036
일 경우, 이 프리앰블 시퀀스가 검출된다고 결정되고; 그렇지 않을 경우, 이 프리앰블 시퀀스가 검출되지 않는다고 결정된다. 여기서,
Figure 112017095794309-pat00037
Figure 112017095794309-pat00038
는 각각 제3 검출 임계값 및 제4 검출 임계값이고,
Figure 112017095794309-pat00039
의 조건을 만족한다. 상기 결정 근거는 다음과 같다: 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 합 빔의 에너지 분포와 상기 차동 빔의 에너지 분포는 서로 상보적(complementary)이다. 즉, 상기 합 빔의 수신 에너지가 최대일 때, 상기 차동 빔의 수신 에너지는 영(0)이지만; 상기 합 빔의 수신 에너지가 영일 때, 상기 차동 빔의 수신 에너지는 최대이다. 상기 두 가지 상황들은 각각 상기 빔 방향이 상기 UE에 맞춰지는 경우 및 상기 차동 빔의 피크(peak) 방향이 상기 UE에 맞춰지는 경우에 상응한다. 이 경우, 상기 차동 빔 및 합 빔에 대해서, 보다 큰 임계값이 상기 프리앰블 시퀀스가 검출되는지 여부를 결정하기 위한 근거로서 사용되어야만 한다. 그렇지 않을 경우, 보다 작은 임계값이 상기 2개의 어레이들로부터의 검출 결과들을 결정하기 위해 사용되어야만 한다. 상기 제3 검출 임계값
Figure 112017095794309-pat00040
및 상기 제4 검출 임계값
Figure 112017095794309-pat00041
은 상기 셀 반경, 상기 프리앰블 시퀀스의 송신 동안 상기 UE 및 기지국에 의한 빔포밍을 위해 사용되는 안테나들의 개수, 상기 프리앰블 시퀀스의 길이와 같은 요소들에 의해 결정된다.12 illustrates a flow in which the base station processes the received signal. The sum beam array and the differential beam array perform correlation detection on the preamble sequences of the received signals, and the preamble sequence detection and determination module comprehensively considers the results of correlation detection from the two arrays so that the preamble sequence is It can be determined whether or not it is detected. A preferred decision method is as follows: A comprehensive decision is made according to a correlation factor obtained from the results of correlation detection from the sum beam array and the differential beam array. For example, the result of correlation detection for a specific preamble sequence output by the correlation detection module of the sum beam array at a specific time point is
Figure 112017095794309-pat00031
and the result of correlation detection for the same preamble sequence output by the correlation detection module of the differential beam array at the same time point is
Figure 112017095794309-pat00032
Assuming that , the basis for the decision is as follows:
Figure 112017095794309-pat00033
ego
Figure 112017095794309-pat00034
, or
Figure 112017095794309-pat00035
, or
Figure 112017095794309-pat00036
, it is determined that this preamble sequence is detected; Otherwise, it is determined that this preamble sequence is not detected. here,
Figure 112017095794309-pat00037
Wow
Figure 112017095794309-pat00038
are the third detection threshold and the fourth detection threshold, respectively,
Figure 112017095794309-pat00039
satisfy the condition of The basis for the determination is as follows: As shown in FIG. 2 , the energy distribution of the sum beam and the energy distribution of the differential beam are complementary to each other. That is, when the received energy of the sum beam is maximum, the received energy of the differential beam is zero; When the received energy of the sum beam is zero, the received energy of the differential beam is maximum. The two situations correspond to a case in which the beam direction is aligned with the UE and a case where a peak direction of the differential beam is aligned with the UE, respectively. In this case, for the differential beam and the sum beam, a larger threshold should be used as a basis for determining whether the preamble sequence is detected. Otherwise, a smaller threshold must be used to determine detection results from the two arrays. the third detection threshold
Figure 112017095794309-pat00040
and the fourth detection threshold.
Figure 112017095794309-pat00041
is determined by factors such as the cell radius, the number of antennas used for beamforming by the UE and the base station during transmission of the preamble sequence, and the length of the preamble sequence.

상기 상관 검출 모듈로부터 출력된 결과가 프리앰블 시퀀스가 검출되지 않음을 나타낼 경우, 다음 과정들은 실행되지 않을 것이다; 상기 상관 검출 모듈이 하나 혹은 그 이상의 프리앰블 시퀀스들을 검출하였을 경우, 빔 방향 편차 검출이 상기 검출된 프리앰블 시퀀스들 각각에서 수행된다, 즉, 수신 방향과 어레이 빔 방향간의 편차는 상기 합 빔 어레이로부터의 상관 검출의 결과 및 상기 차동 빔 어레이로부터의 상관 검출의 결과에 따라 획득된다. 특히, 상기 차동 빔 방식의 상기와 같은 설명들에 따라, 상기 차동 빔의 수신된 신호들과 상기 합 빔의 수신된 신호들간의 비와 상응하는 빔 방향 각 편차들간의 룩업 테이블이 생성될 수 있고, 각 편차는 상기 2개의 어레이들에 의해 실제로 수신되는 에너지의 비에 따라 결정된다. 이 각 편차는 다음 과정들에서 상기 기지국 수신 빔 방향을 정정하기 위해 사용될 것이다. 게다가, 상기 검출된 프리앰블 시퀀스들 및 자원들을 기반으로, 또한 상기 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로부터 상기 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차로의 매핑 관계를 기반으로, 상기 기지국은 최적 송신 빔 방향 및 그 각 편차를 결정할 수 있다. 이 각 편차는 다음 과정들에서 상기 기지국 송신 빔 방향을 정정하기 위해 사용될 것이다. When the result output from the correlation detection module indicates that the preamble sequence is not detected, the following processes will not be executed; When the correlation detection module detects one or more preamble sequences, beam direction deviation detection is performed on each of the detected preamble sequences, that is, the deviation between the reception direction and the array beam direction is correlated from the sum beam array. obtained according to a result of detection and a result of correlation detection from the differential beam array. In particular, according to the above descriptions of the differential beam method, a lookup table between the beam direction angular deviations corresponding to the ratio between the received signals of the differential beam and the received signals of the sum beam can be generated, , each deviation is determined according to the ratio of the energy actually received by the two arrays. This angular deviation will be used to correct the base station receive beam direction in the following processes. In addition, based on the detected preamble sequences and resources, and also based on the mapping relationship from the preamble sequences and resources to the base station transmit beam direction and its angular deviation, the base station determines the optimal transmit beam direction and its angle deviation can be determined. This angular deviation will be used to correct the base station transmit beam direction in the following processes.

상기 검색 시간을 감소시키고 빔 커버리지를 보장하기 위해서, 상기 기지국은 하나 혹은 그 이상의 더 넓은 합/차동 빔 어레이들을 사용하여 다른 방향들에서 스캔(scan)한다. 도 13은 다수의 빔들을 사용하여 스캐닝함으로써 프리앰블 시퀀스들의 검출의 성공 비율을 증가시키는 시스템을 도시하고 있다. 도 13에 도시되어 있는 바와 같이, 셀은 3개의 서브-셀들로 분할되고, 여기서 각 서브-셀은 120°의 범위를 커버하고, 다른 서브-셀들은 서로 독립적이라고 간주될 수 있다. 상기 서브-셀 1에 의해 커버되는 120°의 범위에 대해서, 커버리지 내 수신(in-coverage reception)은 각각이 30°의 폭을 가지는 4개의 빔들로 구성되는 빔 페어들에 의해 실현된다. 각 빔 페어는 동일한 방향에서 1개의 합 빔과 1개의 차동 빔을 포함한다. 다른 빔 방향들에서 빔 페어들은 시간 분할로 구별된다. 일 예로, 각 방향에서의 기간(duration)이

Figure 112017095794309-pat00042
이고, 상기 스캐닝을 위한 타이밍은 도 14에 도시되어 있다.To reduce the search time and ensure beam coverage, the base station scans in different directions using one or more wider sum/differential beam arrays. 13 shows a system for increasing the success rate of detection of preamble sequences by scanning using multiple beams. As shown in FIG. 13 , the cell is divided into three sub-cells, where each sub-cell covers a range of 120°, and the other sub-cells can be considered independent of each other. For a range of 120° covered by the sub-cell 1, in-coverage reception is realized by beam pairs consisting of 4 beams each having a width of 30°. Each beam pair includes one sum beam and one differential beam in the same direction. Beam pairs in different beam directions are separated by time division. As an example, the duration in each direction is
Figure 112017095794309-pat00042
and the timing for the scanning is shown in FIG. 14 .

도 14에서, 빔 1 내지 빔 4는 1개의 서브-셀을 커버하는 4개의 수신 빔 방향들, 즉 해당하는 합 빔 방향들을 나타낸다. 각 방향에서 상기 수신 빔 페어의 기간은

Figure 112017095794309-pat00043
이고, 각 빔 방향은 이를 기반으로 스캔된다. 스캐닝의 다음 주기는 상기 4개의 방향들에서의 스캐닝이 완료된 후에 시작된다. 상기 각 방향에서의 수신 빔들은 하나 혹은 그 이상의 랜덤 억세스 서브-채널들을 수신한다.In FIG. 14 , beams 1 to 4 indicate four receive beam directions covering one sub-cell, ie, corresponding sum beam directions. The duration of the receive beam pair in each direction is
Figure 112017095794309-pat00043
, and each beam direction is scanned based on this. The next cycle of scanning starts after scanning in the four directions is completed. The receive beams in each direction receive one or more random access sub-channels.

상기 특정 프리앰블 시퀀스의 송신이 이 과정에서 검출된 후, 이 프리앰블 시퀀스를 수신하기 위한 빔 방향 및 해당하는 방향 각 편차가 결정될 수 있다. 게다가, 상기 검출된 프리앰블 시퀀스 및 자원을 기반으로, 상기 기지국은 최적의 송신 빔 방향 및 해당하는 방향 각 편차를 결정할 수 있다. 다음 과정들에서, 더 작은 폭을 가지는 빔들이 송신 및 수신 빔들로 사용된다. 일 예로, 도 13에 도시되어 있는 바와 같은 예제에서, 상기 두 번째 과정에서 상기 프리앰블 시퀀스를 검출하기 위해 사용되는 빔들은 30°의 폭을 가지고; 보다 좁은 빔들이 상기 랜덤 억세스의 다음 과정들에서 신호들을 수신 및 송신하기 위해 사용된다. 일 예로, 상기 기지국의 안테나 어레이 엘리먼트들의 개수를 증가시킴으로써, 상기 빔 폭은 30°로 조정되어 세 번째 과정에서의 RAR의 송신과, 네 번째 과정에서의 Msg3의 수신과, 다섯 번째 과정에서의 충돌 해결 방식의 송신을 실현할 수 있다. After the transmission of the specific preamble sequence is detected in this process, a beam direction for receiving this preamble sequence and a corresponding direction angle deviation may be determined. In addition, based on the detected preamble sequence and resources, the base station may determine an optimal transmission beam direction and a corresponding direction angle deviation. In the following processes, beams having a smaller width are used as transmit and receive beams. For example, in the example shown in FIG. 13 , beams used to detect the preamble sequence in the second process have a width of 30°; Narrower beams are used to receive and transmit signals in subsequent steps of the random access. For example, by increasing the number of antenna array elements of the base station, the beam width is adjusted to 30° so that RAR transmission in the third process, Msg3 reception in the fourth process, and collision in the fifth process It is possible to realize transmission of a solution method.

보다 넓은 빔들을 사용하여 상기 프리앰블 시퀀스를 검출하고, 차동 수신 방법을 사용하여 상기 빔 방향 편차를 검출함으로써, 상기 기지국 측에서 최적 빔들은 종래의 빔 폴링 방식에 비해 더 빨리 검색될 수 있다. 게다가, 더 좁은 빔들을 사용하고, 상기 차동 빔에 의해 검출된 빔 방향 편차에 따라 상기 빔 방향을 조정함으로써, 다음 과정들에서 상기 수신 신호 대 잡음 비가 증가될 수 있고, 이는 상기 랜덤 억세스 프로세시의 성능을 개선시키는 데 유리하다. 게다가, 상기 빔 방향의 조정은 또한 충돌 확률을 감소시키는데 유리하다. By detecting the preamble sequence using wider beams and detecting the beam direction deviation using a differential reception method, the optimal beams can be searched faster at the base station than in the conventional beam polling method. In addition, by using narrower beams and adjusting the beam direction according to the beam direction deviation detected by the differential beam, the received signal-to-noise ratio can be increased in the following processes, which is the It is beneficial to improve performance. In addition, the adjustment of the beam direction is also advantageous in reducing the collision probability.

상기 두 번째 과정에서 프리앰블 시퀀스를 검출할 때, 상기 기지국은 상기 프리앰블 시퀀스의 수신 신호 세기에 따라 최적 사용자 송신 빔 방향을 결정할 수 있고, 상기 세 번째 과정에서 상기 사용자에게 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 혹은 다운링크 브로드캐스트 채널을 통해 상기 최적 사용자 송신 빔 방향을 알려줄 수 있다. 다음 과정들에서, 상기 사용자는 이 방향 빔을 사용하여 신호들을 송신한다.When detecting the preamble sequence in the second process, the base station may determine an optimal user transmit beam direction according to the received signal strength of the preamble sequence, and in the third process, share a downlink control channel and a downlink to the user The optimal user transmission beam direction may be informed through a channel or a downlink broadcast channel. In the following procedures, the user transmits signals using this directional beam.

빔 방향 폴링을 기반으로 하는 종래의 랜덤 억세스 프로세스와 비교할 경우, 이 실시예의 방식들에서, 상기 기지국 측에서 최적 빔 방향은 빨리 결정될 수 있고, 따라서 충돌 확률은 감소된다. 따라서, 이 실시예에서 상기 방식들을 사용하여, 상기 랜덤 억세스 프로세스의 성능이 개선될 수 있다. 하지만, 상기 검출 속도를 증가시키기 위해 더 큰 빔을 가지는 차동 빔들이 상기 프리앰블 시퀀스의 검출 동안 사용되기 때문에, 상기 셀 커버리지는 종래의 빔 검출 폴링 방식과 비교할 때 약간 낮아진다. 상기 셀 커버리지를 증가시키기 위해, 더 긴 프리앰블 시퀀스가 사용될 수 있다. 일 예로, 도 13의 예제에서, 상기 빔 방향 폴링 방식에 대해서, 120°의 서브-셀이 10°의 폭을 가지는 빔들에 의해 커버되고, 동일한 길이의 프리앰블 시퀀스들이 사용될 경우, 상기 지원 가능한 셀 반경은 보다 작은 폭을 가지는 상기 빔들의 에너지가 도 13의 예제보다 더 집중화되기 때문에 더 커지고, 서브-셀에서의 빔 방향들의 스캐닝은 도 13의 예제에서의 빔 방향들의 스캐닝의 3배이다. 상기 셀 커버리지 측면에서 상기 차동 빔 방식의 단점들을 보완하기 위해, 상기 프리앰블 시퀀스의 길이는 종래의 방식의 프리앰블 시퀀스의 길이의 2배가 되도록 설정된다. 종래 방식의 빔 스캐닝 주기가 여전히 이 실시예에서의 빔 스캐닝 주기의 1.5배일지라도, 이 실시예에서 제공되는 방식에서 2개의 어레이들이 상관 검출을 위해 사용되는 것을 고려할 경우, 상기 셀 커버리지는 종래 방식에 근사화될 것이고, 혹은 상기 프리앰블 시퀀스의 길이가 증가된 후 보다 좋은 성능이 실현될 것이다. 상기 프리앰블 시퀀스가 다음과 같은 2개의 방식들에서 길어질 수 있다: 1: 동일한 프리앰블 시퀀스들을 반복하는 방식, 2: 보다 긴 프리앰블 시퀀스를 설계하는 방식.Compared with the conventional random access process based on beam direction polling, in the methods of this embodiment, the optimal beam direction at the base station side can be quickly determined, and thus the collision probability is reduced. Therefore, by using the above methods in this embodiment, the performance of the random access process can be improved. However, since differential beams with larger beams are used during detection of the preamble sequence to increase the detection speed, the cell coverage is slightly lowered compared to the conventional beam detection polling scheme. To increase the cell coverage, a longer preamble sequence may be used. For example, in the example of FIG. 13 , with respect to the beam direction polling scheme, when a sub-cell of 120° is covered by beams having a width of 10° and preamble sequences of the same length are used, the supportable cell radius is larger because the energy of the beams having a smaller width is more concentrated than in the example of FIG. 13 , and the scanning of beam directions in the sub-cell is three times the scanning of the beam directions in the example of FIG. 13 . In order to compensate for the disadvantages of the differential beam method in terms of the cell coverage, the length of the preamble sequence is set to be twice the length of the preamble sequence of the conventional method. Although the beam scanning period of the conventional method is still 1.5 times that of the beam scanning period in this embodiment, when considering that two arrays are used for correlation detection in the method provided in this embodiment, the cell coverage is similar to that of the conventional method. approximation, or better performance will be realized after the length of the preamble sequence is increased. The preamble sequence can be lengthened in the following two ways: 1: repeating the same preamble sequences, 2: designing a longer preamble sequence.

실시예 2:Example 2:

이 실시예는 기지국 측 및 사용자 장치 측 둘 다에서 안테나 어레이들이 방향 상호적일 때 상기 기지국 측에서 차동 빔 방식을 채택하고, 상기 사용자 장치가 종래 폴링 방식을 채택하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들을 설명할 것이다. 상기 기지국에 포함되는 안테나 포트들의 개수가 2일 경우, 1개의 포트는 송신 및 수신 합 빔 시퀀스들을 위해 사용되고, 이에 반해 나머지1 개의 포트는 송신 및 수신 차동 빔 시퀀스들을 위해 사용된다; 상기 기지국에 포함되는 안테나 포트들의 개수가 3보다 크거나 같을 경우, 상기 안테나 포트들은 2개의 파트들로 임의로 분류될 수 있고, 1개의 파트는 합 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위한 것이고, 나머지 1개의 파트는 차동 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위한 것이다. 상기 시스템 구성은 실시예 1과 유사하다. 상기 기지국과 사용자 장치 각각은 안테나 어레이를 기반으로 하는 송신 구조로 제공되고; 상기 기지국은 차동 송신 방식을 채택하고, 상기 사용자 장치는 종래의 폴링 방식을 채택한다. This embodiment describes the initial access and random access processes in which the differential beam method is adopted at the base station side when the antenna arrays are directional reciprocal at both the base station side and the user equipment side, and the user equipment adopts the conventional polling method. will be. when the number of antenna ports included in the base station is 2, one port is used for transmit and receive sum beam sequences, whereas the other port is used for transmit and receive differential beam sequences; When the number of antenna ports included in the base station is greater than or equal to 3, the antenna ports may be arbitrarily classified into two parts, one part is for transmitting and receiving sum beam sequences, and the other one The part is for transmitting and receiving differential beam sequences. The system configuration is similar to the first embodiment. each of the base station and the user equipment is provided with a transmission structure based on an antenna array; The base station adopts a differential transmission scheme, and the user equipment adopts a conventional polling scheme.

첫 번째 과정에서, 상기 기지국은 동기 신호 시퀀스를 송신하고, 상기 사용자 장치는 상기 수신된 신호에 대한 상관 검출을 수행한다. 상기 기지국이 차동 방식으로 동기 신호를 송신할 때, 상기 동기 신호 시퀀스는 2개의 파트들로 분할될 수 있고, 여기서 제1 파트는 합 빔에 의해 송신되고, 제2 파트는 차동 빔에 의해 송신되고; 이 방식에 상응하는 상기 동기 신호 시퀀스의 구조가 도 9에 도시되어 있다. 또한 동일한 동기 신호 시퀀스들이 다른 자원들로 송신될 수 있고, 이 방식에 상응하는 동기 신호 시퀀스가 도 11에 도시되어 있다. In a first process, the base station transmits a synchronization signal sequence, and the user equipment performs correlation detection on the received signal. When the base station transmits a synchronization signal in a differential manner, the synchronization signal sequence may be divided into two parts, wherein a first part is transmitted by a sum beam, a second part is transmitted by a differential beam, and ; The structure of the synchronization signal sequence corresponding to this scheme is shown in FIG. 9 . Also, the same synchronization signal sequences may be transmitted on different resources, and a synchronization signal sequence corresponding to this method is shown in FIG. 11 .

상기 사용자 장치는 도 10의 동기 신호 시퀀스 검출 플로우를 채택한다. 즉, 동기 신호 시퀀스가 먼저 검출되고, 상기 동기 신호 시퀀스의 송신이 검출될 경우, 빔 방향이 추가적으로 검출된다. 상기 사용자 장치는 폴링으로 상기 사용자 장치에 대한 최적 수신 빔 방향을 결정한다. 다음 과정들에서, 상기 사용자 장치는 이 방향 빔을 사용하여 신호들을 송신 및 수신한다. 이후에, 상기 기지국은 랜덤 억세스 구성 정보를 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 다운링크 브로드캐스트 채널, 혹은 상위 계층 시그널링 구성을 통해 상기 사용자 장치로 송신한다. The user equipment adopts the synchronization signal sequence detection flow of FIG. 10 . That is, the synchronization signal sequence is detected first, and when transmission of the synchronization signal sequence is detected, the beam direction is additionally detected. The user equipment determines the optimal receive beam direction for the user equipment by polling. In the following procedures, the user equipment transmits and receives signals using this directional beam. Thereafter, the base station transmits the random access configuration information to the user equipment through a downlink control channel, a downlink shared channel, a downlink broadcast channel, or a higher layer signaling configuration.

두 번째 과정에서, 상기 사용자 장치는 프리앰블 시퀀스를 송신하고, 상기 기지국은 상기 수신된 신호에 대해 상관 검출을 수행하고, 그리고 나서 차동 빔 수신 방식으로 빔 방향 및 그 각 편차를 결정한다. 상기 사용자 장치는 프리앰블 시퀀스들의 집합으로부터 프리앰블 시퀀스를 랜덤하게 선택하고, 그리고 나서 상기 첫 번째 과정에서 획득된 최적 빔으로 상기 프리앰블 시퀀스를 송신한다. 상기 기지국은 동일한 개수의 안테나들을 가지는 2개의 어레이들을 사용하여 검출을 수행하고, 여기서 1개의 어레이는 합 수신 빔들을 사용하고, 이와는 달리 나머지 1개의 어레이는 차동 수신 빔들을 사용한다. 각 수신 어레이에 포함되어 있는 안테나들의 개수를 조정함으로써, 상기 기지국은 빔들의 폭을 조정할 수 있고, 따라서 빔들의 커버리지를 조정할 수 있다. 도 12는 상기 기지국이 수신된 신호를 프로세싱하는 플로우를 도시하고 있다. In the second process, the user equipment transmits a preamble sequence, the base station performs correlation detection on the received signal, and then determines the beam direction and its angular deviation in a differential beam reception manner. The user equipment randomly selects a preamble sequence from a set of preamble sequences, and then transmits the preamble sequence with the optimal beam obtained in the first process. The base station performs detection using two arrays having the same number of antennas, wherein one array uses sum receive beams, and the other array uses differential receive beams, unlike this. By adjusting the number of antennas included in each receiving array, the base station can adjust the width of the beams and thus the coverage of the beams. 12 shows a flow in which the base station processes a received signal.

상관 검출 모듈로부터 출력된 상기 결과가 프리앰블 시퀀스가 검출되지 않음을 나타낼 경우, 다음 과정들은 실행되지 않을 것이다; 상기 상관 검출 모듈이 프리앰블 시퀀스들을 검출하였을 경우, 빔 방향 편차 검출이 상기 검출된 프리앰블 시퀀스들 각각에서 수행된다, 즉, 수신 방향과 어레이 빔 방향간의 편차는 상기 합 빔 어레이로부터의 상관 검출의 결과 및 상기 차동 빔 어레이로부터의 상관 검출의 결과에 따라 획득된다. 특히, 상기 차동 빔 방식의 상기와 같은 설명들에 따라, 상기 차동 빔의 수신된 신호들과 상기 합 빔의 수신된 신호들간의 비와 상응하는 빔 방향 각 편차들간의 룩업 테이블이 생성될 수 있고, 각 편차는 상기 2개의 어레이들에 의해 실제로 수신되는 신호들의 비에 따라 결정된다. 이 각 편차는 다음 과정들에서 상기 기지국 빔 방향을 정정하기 위해 사용될 것이다.When the result output from the correlation detection module indicates that the preamble sequence is not detected, the following processes will not be executed; When the correlation detection module detects the preamble sequences, beam direction deviation detection is performed in each of the detected preamble sequences, that is, the deviation between the reception direction and the array beam direction is the result of correlation detection from the sum beam array and obtained according to a result of correlation detection from the differential beam array. In particular, according to the above descriptions of the differential beam method, a lookup table between the beam direction angular deviations corresponding to the ratio between the received signals of the differential beam and the received signals of the sum beam can be generated, , each deviation is determined according to the ratio of signals actually received by the two arrays. This angular deviation will be used to correct the base station beam direction in the following processes.

상기 검색 시간을 감소시키고 빔 커버리지를 보장하기 위해서, 상기 기지국은 하나 혹은 그 이상의 더 넓은 합/차동 빔 어레이들을 사용하여 다른 방향들에서 스캔한다. 상기 특정 프리앰블 시퀀스의 송신이 이 과정에서 검출된 후, 이 프리앰블 시퀀스를 수신하기 위한 최적 빔 방향 및 상응하는 방향 각 편차가 결정될 수 있다. 다음 랜덤 억세스 과정들에서, 더 작은 폭을 갖는 빔들이 송신 및 수신 빔들로서 사용된다. 일 예로, 상기 기지국의 안테나 어레이 엘리먼트들의 개수를 증가시키고 상기 빔 폭을 감소시킴으로써, 상기 세 번째 과정에서의 RAR 송신과, 상기 네 번째 과정에서의 Msg3 수신과, 상기 다섯 번째 과정에서의 충돌 해결 방식의 송신을 실현하는 것 역시 가능하게 된다. To reduce the search time and ensure beam coverage, the base station scans in different directions using one or more wider sum/differential beam arrays. After the transmission of the specific preamble sequence is detected in this process, an optimal beam direction for receiving this preamble sequence and a corresponding direction angle deviation can be determined. In the following random access procedures, beams with a smaller width are used as transmit and receive beams. For example, by increasing the number of antenna array elements of the base station and decreasing the beam width, RAR transmission in the third process, Msg3 reception in the fourth process, and collision resolution method in the fifth process It is also possible to realize the transmission of

빔 방향 폴링을 기반으로 하는 종래의 랜덤 억세스 프로세스와 비교할 경우, 이 실시예의 방식들에서, 상기 기지국 측에서 상기 최적 빔 방향은 빨리 결정될 수 있고, 따라서 충돌 확률이 감소된다. 따라서, 이 실시예에서의 방식들을 사용하여, 상기 랜덤 억세스 프로세스의 성능이 개선될 수 있다. Compared with the conventional random access process based on beam direction polling, in the methods of this embodiment, the optimal beam direction at the base station side can be quickly determined, and thus the collision probability is reduced. Therefore, using the methods in this embodiment, the performance of the random access process can be improved.

상기 실시예 1 및 실시예 2에서 제공되는 방식들은 경쟁-기반 랜덤 억세스 프로세스에 적용 가능하고, 차동 수신 방식에서 상기 기지국에 의한 상기 기지국 측에서의 최적 빔 방향의 결정은 또한 비경쟁 랜덤 억세스 프로세스에 적용 가능하다. 특히, 상기 사용자 장치는 상기 기지국의 다른 송신 빔 방향들 및 각 편차들을 기반으로 상기 할당된 프리앰블 시퀀스를 송신한다; 상기 기지국은 합 빔 어레이 및 차동 빔 어레이로 상기 프리앰블 시퀀스를 수신하고, 그리고 나서 상기 검출된 최대 상관을 가지는 방향 및 해당하는 빔 방향 편차를 검출한다. 상기 기지국은 상기 검출된 프리앰블 시퀀스 및 자원을 기반으로 상기 빔 방향을 조정하고, 그리고 나서 더 좁은 빔들을 사용하여 랜덤 억세스 응답을 송신한다. 상기 랜덤 억세스 응답을 수신할 경우, 상기 사용자 장치는 상기 비경쟁 랜덤 억세스 프로세스를 완료하고, 그리고 나서 상기 기지국의 다음 스케쥴링을 대기한다. The schemes provided in Embodiments 1 and 2 are applicable to a contention-based random access process, and the determination of an optimal beam direction at the base station side by the base station in a differential reception scheme is also applicable to a contention-free random access process. . In particular, the user equipment transmits the assigned preamble sequence based on different transmit beam directions and angular deviations of the base station; The base station receives the preamble sequence with a sum beam array and a differential beam array, and then detects a direction having the detected maximum correlation and a corresponding beam direction deviation. The base station adjusts the beam direction based on the detected preamble sequence and resources, and then transmits a random access response using narrower beams. Upon receiving the random access response, the user equipment completes the contention-free random access process, and then waits for the next scheduling of the base station.

도 24는 본 발명의 다른 특정 실시예에 따른 기지국 장치에서 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 방법의 개략적 플로우 차트이며, 다음과 같은 과정들을 포함한다.24 is a schematic flowchart of a method for initial access and random access based on a plurality of antenna ports and a plurality of beams in a base station apparatus according to another specific embodiment of the present invention, and includes the following processes.

과정 S301: 기지국은 사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 송신하고; 과정 S302: 적어도 2개의 상관 사용자 빔들에서 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스가 수신되고; 과정 S303: 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과, 상기 사용자 빔 방향의 각 편차는 상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로 결정되고, 폴링으로 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과, 상기 기지국 빔 방향의 각 편차가 결정된다; 과정 S304: 기지국 빔들은 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 기지국 빔 방향의 각 편차에 따라 조정된다; 과정 S305: 랜덤 억세스 응답과 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 나타내는 지시 정보는 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치로 송신된다; 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여, 데이터 송신 및 수신이 그 사용자 빔들이 상기 지시 정보를 기반으로 조정된 사용자 장치와 수행된다. Step S301: the base station sends a synchronization signal sequence to the user equipment; Step S302: a preamble sequence transmitted by the user equipment in at least two correlated user beams is received; Step S303: Each deviation between the user beam direction having the maximum energy and the user beam direction is determined based on the preamble sequence, and the deviation between the base station beam direction having the maximum energy and the base station beam direction is determined by polling do; Step S304: Base station beams are adjusted according to each deviation of the base station beam direction having the maximum energy and the base station beam direction; Step S305: the random access response and indication information indicating the deviation of the direction of the user beam having the maximum energy and the direction of the user beam are transmitted to the user equipment using the adjusted base station beams; Using the adjusted base station beams, data transmission and reception are performed with the user equipment whose user beams are adjusted based on the indication information.

바람직하게, 상기 과정 S302는 특히: 차동 빔 송신 방식으로 적어도 2개의 사용자 빔들에서 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 수신하는 과정을 포함한다. Preferably, the step S302 includes, in particular: receiving a preamble sequence transmitted by the user equipment in at least two user beams in a differential beam transmission scheme.

바람직하게, 상기 과정 S302는 과정 S3021(도시되어 있지 않음) 및 과정 S3022(도시되어 있지 않음)를 포함한다. 상기 과정 S3021에서, 상기 기지국 장치는 차동 빔 송신 방식으로 상기 사용자 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신한다. 상기 과정 S3022에서, 기지국 시퀀스 상관 검출이 상기 초기 억세스 데이터에 대해 수행되어 상기 초기 억세스 데이터에 포함되어 있는 프리앰블 시퀀스 및 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 결정할 수 있다다. Preferably, the process S302 includes a process S3021 (not shown) and a process S3022 (not shown). In step S3021, the base station device receives the initial access data transmitted by the user device in a differential beam transmission scheme. In step S3022, the base station sequence correlation detection may be performed on the initial access data to determine a preamble sequence included in the initial access data and a time-frequency resource occupied by the preamble sequence.

여기서, 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 사용자 장치에 의해 차동 빔 송신 방식으로 다른 직교 시간-도메인 자원들, 다른 직교 주파수 자원들 혹은 다른 직교 코드워드들을 가지는 동일한 시간-주파수 자원들에서 송신된다. Here, the preamble sequence is transmitted by the user equipment in different orthogonal time-domain resources, different orthogonal frequency resources, or the same time-frequency resources having different orthogonal codewords in a differential beam transmission scheme.

특히, 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 사용자 장치에 의해 각각 합 빔 및 차동 빔으로 다른 직교 시간-도메인 자원들에서 하나 혹은 그 이상의 안테나 어레들에서 송신되거나; 혹은 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 사용자 장치에 의해 각각 합 빔 및 차동 빔으로 다른 직교 주파수 자원들 혹은 직교 코드워드들을 가지는 동일한 시간-주파수 자원들에서 다수의 안테나 어레이들에서 송신된다.In particular, the preamble sequence is transmitted by the user equipment on one or more antenna arrays on different orthogonal time-domain resources in a sum beam and a differential beam, respectively; Alternatively, the preamble sequence is transmitted by the user equipment on a plurality of antenna arrays in the same time-frequency resources having different orthogonal frequency resources or orthogonal codewords in a sum beam and a differential beam, respectively.

바람직하게, 상기 과정 S303에서, 상기 초기 억세스 데이터에 대해 수행된 프리앰블 시퀀스 상관 검출의 결과를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향 및 상기 사용자 빔 방향의 각 편차가 결정된다. 이 경우는 상기 사용자 장치의 안테나 어레이들이 안테나 상호적일 경우의, 즉 상기 사용자 장치의 송신 빔 방향 및 수신 빔 방향이 동일할 경우의 프로세싱 방식이다.Preferably, in step S303, a user beam direction having a maximum energy and an angle deviation of the user beam direction are determined based on a result of the preamble sequence correlation detection performed on the initial access data. This case is a processing method when the antenna arrays of the user equipment are antenna reciprocal, that is, when the transmit beam direction and the receive beam direction of the user equipment are the same.

바람직하게, 상기 과정 S303에서, 상기 초기 억세스 데이터에 대해 수행된 프리앰블 시퀀스 상관 검출의 결과를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 사용자 송신 빔 방향 및 상기 사용자 송신 빔 방향의 각 편차가 결정된다; 그리고, 상기 과정 S305에서, 랜덤 억세스 응답 및 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 송신 빔 방향 및 상기 사용자 송신 빔 방향의 각 편차가 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치로 송신된다. 이 경우는 상기 사용자 장치의 안테나 어레이들이 안테나 상호적이 아닐 경우의, 즉 상기 사용자 장치의 송신 빔 방향 및 수신 빔 방향이 다를 경우의 프로세싱 방식이다.Preferably, in step S303, based on a result of the preamble sequence correlation detection performed on the initial access data, a user transmission beam direction having a maximum energy and an angle deviation of the user transmission beam direction are determined; Then, in step S305, the random access response and the direction of the user transmission beam having the maximum energy and the deviation of the direction of the user transmission beam are transmitted to the user equipment using the adjusted base station beams. This case is a processing method when the antenna arrays of the user equipment are not antenna reciprocal, that is, when the transmit beam direction and the receive beam direction of the user equipment are different.

바람직하게, 상기 과정 S306에서, 상기 기지국은 그 사용자 빔들이 상기 지시 정보를 기반으로 조정된 사용자 장치에 의해 송신된 메시지 3과 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 송신된 충돌 해결 방식을 수신한다. Preferably, in step S306, the base station receives message 3 transmitted by the user equipment whose user beams have been adjusted based on the indication information and a collision resolution scheme transmitted using the adjusted base station beams.

도 24에 상응하는, 도 25는 본 발명의 특정 실시예에 따른 사용자 장치에서 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 방법의 개략적 플로우 차트이다.Corresponding to FIG. 24, FIG. 25 is a schematic flowchart of a method for initial access and random access based on multiple antenna ports and multiple beams in a user equipment according to a specific embodiment of the present invention.

과정 S401: 사용자 장치는 적어도 2개의 상관 사용자 빔들에서, 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신한다; 과정 S402: 동기 신호 시퀀스 상관 검출이 상기 초기 억세스 데이터에 대해 수행되고, 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과 상기 사용자 빔 방향의 각 편차가 상기 동기 신호 시퀀스 상관 검출의 결과에 따라 결정된다; 과정 S403: 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과 상기 사용자 빔 방향의 각 편차에 따라 사용자 빔들이 조정된다; 과정 S404: 상기 기지국 장치로 프리앰블 시퀀스가 송신된다; 과정 S405: 상기 조정된 사용자 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치와 데이터 송신이 수행된다.Step S401: the user equipment receives, in at least two correlated user beams, the initial access data transmitted by the base station apparatus; Step S402: synchronization signal sequence correlation detection is performed on the initial access data, and each deviation of a user beam direction having a maximum energy and a direction of the user beam is determined according to a result of the synchronization signal sequence correlation detection; Step S403: the user beams are adjusted according to the deviation between the direction of the user beam having the maximum energy and the direction of the user beam; Step S404: A preamble sequence is transmitted to the base station device; Step S405: Data transmission is performed with the base station apparatus using the adjusted user beams.

바람직하게, 상기 과정 S401은 특히: 상기 사용자 장치가 적어도 2개의 사용자 빔들에서, 차동 빔 수신 방식으로 상기 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하는 과정을 포함한다. Preferably, the step S401 includes, in particular: the user equipment receiving, in at least two user beams, the initial access data transmitted by the base station apparatus in a differential beam reception manner.

바람직하게, 상기 사용자 장치는 다른 직교 시간-도메인 자원들, 다른 직교 주파수 자원들 혹은 다른 직교 코드워드들을 가지는 동일한 시간-주파수 자원들에서 차동 빔 수신 방식으로 상기 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신한다. Preferably, the user equipment receives initial access data transmitted by the base station apparatus in a differential beam reception scheme in different orthogonal time-domain resources, different orthogonal frequency resources or the same time-frequency resources having different orthogonal codewords. receive

특히, 상기 사용자 장치는 다른 직교 시간-도메인 자원들에서 하나 혹은 그 이상의 안테나 어레들에서 차동 빔 수신 방식으로 상기 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하거나; 혹은 상기 사용자 장치는 다른 직교 주파수 자원들 혹은 다른 직교 코드워드들을 가지는 동일한 시간-주파수 자원들에서 다수의 안테나 어레들에서 차동 빔 수신 방식으로 상기 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신한다.In particular, the user equipment receives initial access data transmitted by the base station apparatus in a differential beam reception manner at one or more antenna arrays in different orthogonal time-domain resources; Alternatively, the user equipment receives the initial access data transmitted by the base station apparatus in a differential beam reception scheme at a plurality of antenna arrays in different orthogonal frequency resources or the same time-frequency resources having different orthogonal codewords.

바람직하게, 상기 기지국 장치에서 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하는 과정 S401 후에, 상기 방법은 과정 S406 (도시되어 있지 않음) 및 과정 S407 (도시되어 있지 않음)을 포함한다. 상기 과정 S406에서, 상기 기지국 장치에 의해 송신되는 랜덤 억세스 구성 정보가 수신되고, 상기 랜덤 억세스 구성 정보는 기지국 빔 방향 및 그 각 편차로부터 프리앰블 시퀀스들 및 상기 프리앰블 시퀀스들에 의해 점유되는 시간-주파수 자원들로의 매핑 관계, 혹은 기지국 빔 방향으로부터 프리앰블 시퀀스들 및 상기 프리앰블 시퀀스들에 의해 점유되는 시간-주파수 자원들로의 매핑 관계를 포함한다. 상기 과정 S407에서, 폴링에 의해 결정된 기지국 송신 빔 방향 및 상기 기지국 송신 빔 방향의 각 편차와 함께 상기 랜덤 억세스 구성 정보를 기반으로, 해당하는 프리앰블 시퀀스가 결정된다. Preferably, after step S401 of receiving the initial access data transmitted from the base station apparatus, the method includes steps S406 (not shown) and S407 (not shown). In step S406, the random access configuration information transmitted by the base station apparatus is received, and the random access configuration information includes preamble sequences from the base station beam direction and their respective deviations and time-frequency resources occupied by the preamble sequences. a mapping relationship to preamble sequences, or a mapping relationship from a base station beam direction to preamble sequences and time-frequency resources occupied by the preamble sequences. In step S407, a corresponding preamble sequence is determined based on the random access configuration information together with the BS transmission beam direction determined by polling and each deviation of the BS transmission beam direction.

바람직하게, 상기 과정 S404에서, 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 사용하여 상기 기지국 장치로 송신된다. Preferably, in step S404, the preamble sequence is transmitted to the base station apparatus using a time-frequency resource occupied by the preamble sequence.

바람직하게, 상기 과정 S402는 과정 S4021 (도시되어 있지 않음)과, 과정 S4022 (도시되어 있지 않음) 및 과정 S4023 (도시되어 있지 않음)을 포함한다. 상기 과정 S4021에서, 동기 신호 시퀀스 상관 검출이 상기 합 빔으로 수신된 초기 억세스 데이터에 대해 수행되어 임의의 동기 신호 시퀀스에 대한 상관 검출의 제3 결과를 결정할 수 있다. 상기 과정 S4022에서, 동기 신호 시퀀스 상관 검출이 상기 차동 빔으로 수신된 초기 억세스 데이터에 대해 수행되어 이 동기 신호 시퀀스에 대한 상관 검출의 제4 결과를 결정할 수 있다. 상기 과정 S4023에서, 상기 상관 검출의 제3 결과 및/혹은 상기 상관 검출의 제4 결과가 제2 결정 조건을 만족한다고 결정될 경우, 상기 초기 억세스 데이터는 상기 동기 신호 시퀀스를 포함한다고 결정된다.Preferably, the process S402 includes a process S4021 (not shown), a process S4022 (not shown), and a process S4023 (not shown). In step S4021, synchronization signal sequence correlation detection may be performed on the initial access data received with the sum beam to determine a third result of correlation detection for an arbitrary synchronization signal sequence. In step S4022, the synchronization signal sequence correlation detection may be performed on the initial access data received with the differential beam to determine a fourth result of the correlation detection for the synchronization signal sequence. In step S4023, when it is determined that the third result of the correlation detection and/or the fourth result of the correlation detection satisfy the second determination condition, it is determined that the initial access data includes the synchronization signal sequence.

여기서, 상기 제2 결정 조건은 다음 중 적어도 하나를 포함한다:Here, the second determining condition includes at least one of:

상기 상관 검출의 제3 결과가 제5 검출 임계값을 초과하고, 상기 상관 검출의 제4 결과가 상기 제5 검출 임계값을 초과할 경우;when the third result of the correlation detection exceeds a fifth detection threshold and the fourth result of the correlation detection exceeds the fifth detection threshold;

상기 상관 검출의 제3 결과가 제6 검출 임계값을 초과할 경우;when the third result of the correlation detection exceeds a sixth detection threshold;

상기 상관 검출의 제4 결과가 상기 제6 임계값을 초과할 경우,When the fourth result of the correlation detection exceeds the sixth threshold,

여기서, 상기 제3 검출 임계값은 상기 제4 검출 임계값 보다 크지 않다. Here, the third detection threshold is not greater than the fourth detection threshold.

바람직하게, 상기 과정 S402는 과정 S4024 (도시되어 있지 않음)를 포함한다. 상기 과정 S4024에서, 상기 상관 검출의 제3 결과 및 상기 상관 검출의 제4 결과를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향 및 상기 사용자 빔 방향의 각 편차가 결정된다.Preferably, the step S402 includes a step S4024 (not shown). In step S4024, based on the third result of the correlation detection and the fourth result of the correlation detection, a user beam direction having a maximum energy and an angle deviation of the user beam direction are determined.

바람직하게, 상기 과정 S404에서, 프리앰블 시퀀스가 상기 조정된 사용자 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치로 송신된다; 상기 과정 S405에서, 상기 기지국 장치에 의해 송신된 랜덤 억세스 응답이 상기 조정된 사용자 빔들을 사용하여 수신되고, 메시지 3이 상기 조정된 사용자 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치로 송신되고, 상기 기지국 장치에 의해 송신된 충돌 해결 방식이 상기 조정된 사용자 빔들을 사용하여 수신된다.Preferably, in step S404, a preamble sequence is transmitted to the base station apparatus using the adjusted user beams; In step S405, the random access response transmitted by the base station apparatus is received using the adjusted user beams, and a message 3 is transmitted to the base station apparatus using the adjusted user beams, and by the base station apparatus A transmitted collision resolution scheme is received using the coordinated user beams.

바람직하게, 상기 과정 S402에서, 최대 에너지를 가지는 사용자 수신 빔 방향 및 상기 사용자 수신 빔 방향의 각 편차가 상기 동기 신호 시퀀스 상관 검출의 결과에 따라 결정된다; 상기 과정 S403에서, 사용자 수신 빔들은 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 수신 빔 방향 및 상기 사용자 수신 빔 방향의 각 편차에 따라 조정된다. 이 경우는 상기 사용자 장치의 안테나 어레이들이 안테나 상호적이 아닐 경우의, 즉 상기 사용자 장치의 송신 빔 방향 및 수신 빔 방향이 다를 경우의 프로세싱 방식이다. Preferably, in step S402, the user receive beam direction having the maximum energy and each deviation of the user receive beam direction are determined according to the result of the synchronization signal sequence correlation detection; In step S403, the user receive beams are adjusted according to the deviation of the direction of the user receive beam having the maximum energy and the direction of the user receive beam. This case is a processing method when the antenna arrays of the user equipment are not antenna reciprocal, that is, when the transmit beam direction and the receive beam direction of the user equipment are different.

바람직하게, 상기 방법은 과정 S408 (도시되어 있지 않음)을 더 포함한다. 상기 과정 S408 에서, 상기 기지국 장치에 의해 송신된 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향 및 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 나타내는 지시 정보가 수신될 때, 사용자 송신 빔들은 상기 지시 정보를 기반으로 조정된다. Preferably, the method further comprises step S408 (not shown). In step S408, when the indication information indicating the direction of the user beam having the maximum energy transmitted by the base station apparatus and the angular deviation of the user beam direction is received, the user transmission beams are adjusted based on the indication information.

바람직하게, 상기 사용자 장치가 차동 빔 송신 방식으로 상기 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 차동 빔 수신 방식으로 수신할 때, 기지국 송신 빔 방향 편차 검출이 상기 차동 빔 송신 방식으로 송신된 초기 억세스 데이터에 대해 수행되어 최대 에너지를 가지는 기지국 송신 빔 방향 및 상기 기지국 송신 빔 방향의 각 편차를 결정할 수 있다. Preferably, when the user equipment receives the initial access data transmitted by the base station apparatus in the differential beam transmission method in the differential beam reception method, the base station transmission beam direction deviation detection is the initial access data transmitted in the differential beam transmission method It is performed with respect to the base station transmit beam direction having the maximum energy and each deviation of the base station transmit beam direction can be determined.

바람직하게, 상기 방법은 과정 S409 (도시되어 있지 않음)을 더 포함한다. 상기 과정 S409 에서, 상기 기지국 송신 빔 방향 편차 검출에 의해 결정된, 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 송신 빔 방향 및 상기 기지국 송신 빔 방향의 각 편차와 함께 상기 기지국 장치에 의해 송신된, 상기 수신된 랜덤 억세스 구성 정보를 기반으로, 해당하는 프리앰블 시퀀스가 결정된다. Preferably, the method further comprises step S409 (not shown). In the step S409, the received random access configuration, transmitted by the base station apparatus together with each deviation of the base station transmit beam direction and the base station transmit beam direction having the maximum energy, determined by detecting the deviation of the base station transmit beam direction Based on the information, a corresponding preamble sequence is determined.

실시예 3:Example 3:

이 실시예에서, 차동 빔들을 기반으로 하는 랜덤 억세스 프로세스가 특정 시스템 파라미터 설정들과 함께 설명될 것이다. 상기 시스템 설정은 실시예 1과 유사하다. 기지국 및 사용자 장치 둘다는 안테나 어레이를 기반으로 하는 송신 구조를 채택한다. 이 실시예는 상기 기지국 측과 사용자 장치 측이 방향 상호적이 아닐 때 상기 사용자 장치가 차동 송신 방식을 채택하고, 상기 기지국이 종래의 폴링 방식을 채택하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들의 플로우를 설명할 것이다. 상기 사용자의 안테나 포트들의 개수가 2일 경우, 1개의 포트는 합 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위해 사용되고, 이에 반해 나머지 1개의 포트는 차동 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위해 사용된다; 상기 사용자의 안테나 포트들의 개수가 3을 초과하거나 같을 경우, 상기 안테나 포트들은 2개의 파트들로 임의로 분류될 수 있고, 1개의 파트는 합 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위한 것이고, 이에 반해 나머지 1개의 파트는 차동 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위한 것이다.In this embodiment, a random access process based on differential beams will be described along with specific system parameter settings. The system setting is similar to the first embodiment. Both the base station and the user equipment adopt a transmission structure based on an antenna array. This embodiment will describe the flow of initial access and random access processes in which the user equipment adopts a differential transmission scheme and the base station adopts a conventional polling scheme when the base station side and the user equipment side are not directionally reciprocal . when the number of antenna ports of the user is 2, one port is used for transmitting and receiving sum beam sequences, whereas the other port is used for transmitting and receiving differential beam sequences; When the number of antenna ports of the user is greater than or equal to 3, the antenna ports may be arbitrarily classified into two parts, one part for transmitting and receiving sum beam sequences, while the other one The part is for transmitting and receiving differential beam sequences.

이 실시예는 상기 사용자 장치가 많은 안테나들을 구비하고 있을 경우 차동 방식을 사용하는 랜덤 억세스 프로세스를 설명할 것이다. 상기 시스템 구성은 실시예 3과 유사하다. 상기 기지국 및 사용자 장치 각각에는 안테나 어레이를 기반으로 하는 송신 구조가 제공되고; 상기 사용자 장치는 차동 송신 방식을 사용하여 상기 랜덤 억세스 프로세스를 완료할 수 있다. This embodiment will describe a random access process using a differential scheme when the user equipment is equipped with many antennas. The system configuration is similar to the third embodiment. each of the base station and the user equipment is provided with a transmission structure based on an antenna array; The user equipment may use a differential transmission scheme to complete the random access process.

상기 사용자 장치를 위해 구비되는 안테나 어레이가 많은 안테나 어레이 엘리먼트들로 구성될 때, 상기 사용자 장치는 더 작은 폭을 가지는 빔들을 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 빔 커버리지를 보장하기 위해, 도 15에 도시되어 있는 바와 같이, 다른 방향들에서 다수의 빔들이 연속적으로 사용되어야 할 필요가 있다. 도 15에서, 2개의 오버랩된 빔들은 동일한 방향에서 합/차동 빔들의 페어를 나타내고, 상기 사용자 장치는 합/차동 빔들의 6개의 페어들을 사용하여 공간 커버리지를 실현한다. When the antenna array provided for the user equipment is composed of many antenna array elements, the user equipment can generate beams having a smaller width. In this case, in order to ensure the beam coverage, a plurality of beams in different directions need to be used successively, as shown in FIG. 15 . In Fig. 15, two overlapping beams represent a pair of sum/differential beams in the same direction, and the user equipment realizes spatial coverage using six pairs of sum/differential beams.

첫 번째 과정에서, 상기 기지국은 다른 방향들에서 송신 빔들을 사용하여 동일한 혹은 다른 동기 신호 시퀀스들을 송신한다. 동일한 동기 신호 시퀀스들을 송신할 때, 시퀀스는 동기 신호 시퀀스들의 집합으로부터 랜덤하게 선택되고, 그리고 나서 각 빔 방향에서 송신되지만; 다른 동기 신호 시퀀스들을 송신할 때, 상기 동기 신호 시퀀스들의 집합은 다수의 서로 소 서브 집합들로 분할되고, 1개의 동기 신호 시퀀스는 각 서브 집합으로부터 선택되고, 그리고 나서 각 빔 방향에서 송신된다.In a first process, the base station transmits the same or different synchronization signal sequences using transmit beams in different directions. When transmitting the same synchronization signal sequences, the sequence is randomly selected from the set of synchronization signal sequences, and then transmitted in each beam direction; When transmitting different synchronization signal sequences, the set of synchronization signal sequences is divided into a plurality of mutually small subsets, one synchronization signal sequence is selected from each subset, and then transmitted in each beam direction.

일 예로, 상기 기지국이 3개의 다른 방향들에서 빔들을 사용하여 동기 신호 시퀀스들을 송신할 경우, 유용한 동기 신호 시퀀스들의 집합 Φ은 3개의 서로 소 서브 집합들 Φ1, Φ2, Φ3로 상기 3개의 서브 집합들은 다음과 같은 조건들을 만족한다:As an example, if the base station transmits sync signal sequences using beams in three different directions, the useful set of sync signal sequences Φ is three different sub-sets Φ 1 , Φ 2 , Φ 3 Subsets of n satisfy the following conditions:

Figure 112017095794309-pat00044
Figure 112017095794309-pat00044

Figure 112017095794309-pat00045
Figure 112017095794309-pat00045

상기 기지국이 제1 방향에서 빔들을 사용하여 프리앰블 시퀀스를 송신할 때, 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 서브 집합 Φ1로부터 랜덤하게 선택되고; 상기 기지국이 제2 방향에서 빔들을 사용하여 프리앰블 시퀀스를 송신할 경우, 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 서브 집합 Φ2로부터 랜덤하게 선택되고; 상기 기지국이 제3 방향에서 빔들을 사용하여 프리앰블 시퀀스를 송신할 경우, 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 서브 집합 Φ3으로부터 랜덤하게 선택된다.when the base station transmits a preamble sequence using beams in a first direction, the preamble sequence is randomly selected from the subset Φ 1 ; when the base station transmits a preamble sequence using beams in the second direction, the preamble sequence is randomly selected from the subset Φ 2 ; When the base station transmits a preamble sequence using beams in the third direction, the preamble sequence is randomly selected from the subset Φ 3 .

상기 사용자 장치는 2개의 어레이들을 사용하여 검출을 수행하고, 여기서 1개의 어레이는 종래의 빔 웨이트 계수를 수신 빔의 웨이트 계수로서 사용한다. 일 예로, 다음과 같은 빔 웨이트 계수가 사용된다:The user equipment performs detection using two arrays, where one array uses a conventional beam weight coefficient as a weight coefficient of a receive beam. As an example, the following beam weight coefficients are used:

Figure 112017095794309-pat00046
Figure 112017095794309-pat00046

여기서,

Figure 112017095794309-pat00047
는 상기 사용자 장치의 수신 어레이에서 사용되는 안테나들의 개수이고, θ는 상기 합 빔의 중심 방향이다. 도시되어 있는 바와 같이, 상기의 합 빔 웨이트 계수는 상기 어레이들 중 1개에 대한 웨이트 계수로서 사용된다. 다른 1개의 어레이는 동일한 방향을 합 빔으로 가지고, 상기 합 빔과 상관되는 빔을 웨이트 계수로서 사용한다. 바람직한 방식은 다음과 같이 상기 합 빔의 차동 빔을 사용하는 것이다:here,
Figure 112017095794309-pat00047
is the number of antennas used in the receiving array of the user equipment, and θ is the center direction of the sum beam. As shown, the sum beam weight coefficient is used as the weight coefficient for one of the arrays. The other array has the same direction as the sum beam, and uses a beam correlated with the sum beam as a weight coefficient. A preferred way is to use the differential beam of the sum beam as follows:

Figure 112017095794309-pat00048
Figure 112017095794309-pat00048

여기서,

Figure 112017095794309-pat00049
는 상기 웨이트 계수로서 차동 빔을 사용하는 수신 어레이에서 사용되는 안테나들의 개수이다. 2개의 어레이들에 포함되어 있는 안테나들의 개수는 동일하거나 다를 수 있지만, 이 실시예에서는
Figure 112017095794309-pat00050
라고 가정하기로 한다. 즉, 2개의 어레이들에서 사용되는 안테나들의 개수는 동일하고, 여기서 NUE는 상기 사용자 장치의 안테나 어레이에 포함되어 있는 안테나들의 전체 개수이다. 상기 전체 어레이에 포함되는 안테나들의 개수 NUE를 조정함으로써, 상기 빔들의 폭이 조정될 수 있고, 따라서 상기 빔들의 커버리지가 조정된다.here,
Figure 112017095794309-pat00049
is the number of antennas used in a receiving array using a differential beam as the weight coefficient. The number of antennas included in the two arrays may be the same or different, but in this embodiment
Figure 112017095794309-pat00050
to assume that That is, the number of antennas used in the two arrays is the same, where N UE is the total number of antennas included in the antenna array of the user equipment. By adjusting the number N UE of antennas included in the entire array, the width of the beams can be adjusted, and thus the coverage of the beams is adjusted.

도 16은 상기 사용자 장치가 상기 수신 신호를 프로세싱하는 플로우를 도시하고 있다. 상기 합 빔 어레이 및 차동 빔 어레이는 상기 수신 동기 신호 시퀀스에서 상관 검출을 수행하고, 동기 신호 시퀀스 검출 및 결정 모듈은 상기 2개의 어레이들로부터의 상관 검출의 결과를 포괄적으로 고려하고, 상기 동기 신호 시퀀스가 검출되는지 여부를 결정한다. 바람직한 결정 방식은 다음과 같다: 상기 합 빔 어레이 및 차동 빔 어레이로부터의 상관 검출의 결과들로부터 획득되는 상관 요소에 따라 포괄적인 결정이 이루어진다. 일 예로, 특정 시점에서 상기 합 빔 어레이의 상관 검출 모듈에 의해 출력되는, 특정 동기 신호 시퀀스에 대한 상관 검출의 결과가

Figure 112017095794309-pat00051
이고, 상기 동일한 시점에서 상기 차동 빔 어레이의 상관 검출 모듈에 의해 출력되는, 상기 동일한 동기 신호 시퀀스에 대한 상관 검출의 결과가
Figure 112017095794309-pat00052
라고 가정할 경우, 상기 결정 근거는 다음과 같다:
Figure 112017095794309-pat00053
이고
Figure 112017095794309-pat00054
, 혹은
Figure 112017095794309-pat00055
, 혹은
Figure 112017095794309-pat00056
일 경우, 이 동기 신호 시퀀스가 검출된다고 결정되고; 그렇지 않을 경우, 이 동기 신호 시퀀스가 검출되지 않는다고 결정된다. 여기서,
Figure 112017095794309-pat00057
Figure 112017095794309-pat00058
는 각각 제5 검출 임계값 및 제5 검출 임계값이고,
Figure 112017095794309-pat00059
의 조건을 만족한다. 상기 결정 근거는 다음과 같다: 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 합 빔의 에너지 분포와 상기 차동 빔의 에너지 분포는 서로 상보적(complementary)이다. 즉, 상기 합 빔의 수신 에너지가 최대일 때, 상기 차동 빔의 수신 에너지는 영(0)이지만; 상기 합 빔의 수신 에너지가 영일 때, 상기 차동 빔의 수신 에너지는 최대이다. 상기 두 가지 상황들은 각각 상기 빔 방향이 상기 기지국에 맞춰지는 경우 및 상기 차동 빔의 피크(peak) 방향이 상기 기지국에 맞춰지는 경우에 상응한다. 이 경우, 상기 차동 빔 및 합 빔에 대해서, 보다 큰 임계값이 상기 프리앰블 시퀀스가 검출되는지 여부를 결정하기 위한 근거로서 사용되어야만 한다. 그렇지 않을 경우, 보다 작은 임계값이 상기 2개의 어레이들로부터의 검출 결과들을 결정하기 위해 사용되어야만 한다. 상기 제5 검출 임계값
Figure 112017095794309-pat00060
및 상기 제6 검출 임계값
Figure 112017095794309-pat00061
은 상기 셀 반경, 상기 동기 신호 시퀀스의 송신 동안 상기 사용자 장치 및 기지국에 의한 빔포밍을 위해 사용되는 안테나들의 개수, 상기 프리앰블 시퀀스의 길이와 같은 요소들에 의해 결정된다.16 illustrates a flow in which the user equipment processes the received signal. The sum beam array and the differential beam array perform correlation detection on the received synchronization signal sequence, and the synchronization signal sequence detection and determination module comprehensively considers the result of correlation detection from the two arrays, the synchronization signal sequence Determines whether or not is detected. A preferred decision method is as follows: A comprehensive decision is made according to a correlation factor obtained from the results of correlation detection from the sum beam array and the differential beam array. For example, the correlation detection result for a specific sync signal sequence output by the correlation detection module of the sum beam array at a specific time point is
Figure 112017095794309-pat00051
and the result of correlation detection for the same synchronization signal sequence output by the correlation detection module of the differential beam array at the same time point is
Figure 112017095794309-pat00052
Assuming that , the basis for the decision is as follows:
Figure 112017095794309-pat00053
ego
Figure 112017095794309-pat00054
, or
Figure 112017095794309-pat00055
, or
Figure 112017095794309-pat00056
, it is determined that this synchronization signal sequence is detected; Otherwise, it is determined that this sync signal sequence is not detected. here,
Figure 112017095794309-pat00057
Wow
Figure 112017095794309-pat00058
are a fifth detection threshold and a fifth detection threshold, respectively,
Figure 112017095794309-pat00059
satisfy the condition of The basis for the determination is as follows: As shown in FIG. 2 , the energy distribution of the sum beam and the energy distribution of the differential beam are complementary to each other. That is, when the received energy of the sum beam is maximum, the received energy of the differential beam is zero; When the received energy of the sum beam is zero, the received energy of the differential beam is maximum. The two situations correspond to the case where the beam direction is aligned with the base station and the case where the peak direction of the differential beam is aligned with the base station, respectively. In this case, for the differential beam and the sum beam, a larger threshold should be used as a basis for determining whether the preamble sequence is detected. Otherwise, a smaller threshold must be used to determine detection results from the two arrays. the fifth detection threshold
Figure 112017095794309-pat00060
and the sixth detection threshold.
Figure 112017095794309-pat00061
is determined by factors such as the cell radius, the number of antennas used for beamforming by the user equipment and the base station during transmission of the synchronization signal sequence, and the length of the preamble sequence.

상기 상관 검출 모듈로부터 출력된 결과가 동기 신호 시퀀스가 검출되지 않음을 나타낼 경우, 다음 과정들은 실행되지 않을 것이다; 상기 상관 검출 모듈이 하나 혹은 그 이상의 동기 신호 시퀀스들을 검출하였을 경우, 빔 방향 편차 검출이 상기 검출된 동기 신호 시퀀스들 각각에서 수행된다, 즉, 수신 방향과 어레이 빔 방향간의 편차는 상기 합 빔 어레이로부터의 상관 검출의 결과 및 상기 차동 빔 어레이로부터의 상관 검출의 결과에 따라 획득된다. 특히, 상기 차동 빔 방식의 상기와 같은 설명들에 따라, 상기 차동 빔의 수신된 신호들과 상기 합 빔의 수신된 신호들간의 비와 상응하는 빔 방향 각 편차들간의 룩업 테이블이 생성될 수 있고, 각 편차는 상기 2개의 어레이들에 의해 실제로 수신되는 신호들의 비에 따라 결정된다. 이 각 편차는 다음 과정들에서 상기 수신 빔 방향을 정정하기 위해 사용될 것이다. 게다가, 상기 사용자 장치는 또한 상기 기지국의 최적 송신 빔 방향을 결정할 수 있다.When the result output from the correlation detection module indicates that the synchronization signal sequence is not detected, the following processes will not be executed; When the correlation detection module detects one or more synchronization signal sequences, beam direction deviation detection is performed on each of the detected synchronization signal sequences, that is, the deviation between the reception direction and the array beam direction is determined from the sum beam array. is obtained according to the result of correlation detection and the result of correlation detection from the differential beam array. In particular, according to the above descriptions of the differential beam method, a lookup table between the beam direction angular deviations corresponding to the ratio between the received signals of the differential beam and the received signals of the sum beam can be generated, , each deviation is determined according to the ratio of signals actually received by the two arrays. This angular deviation will be used to correct the receive beam direction in the following procedures. In addition, the user equipment may also determine the optimal transmit beam direction of the base station.

그리고 나서, 상기 기지국은 랜덤 억세스 구성 정보를 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 다운링크 브로드캐스트 채널, 혹은 상위 계층 시그널링 구성을 통해 상기 사용자 장치로 송신한다. 종래의 랜덤 억세스 구성 정보와 비교할 경우, 상기 랜덤 억세스 채널 구성 정보와 프리앰블 시퀀스 구성 정보 뿐만 아니라, 상기 랜덤 억세스 구성 정보는 기지국 송신 빔 방향으로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계를 추가적으로 포함할 것이다.Then, the base station transmits the random access configuration information to the user equipment through a downlink control channel, a downlink shared channel, a downlink broadcast channel, or a higher layer signaling configuration. When compared with the conventional random access configuration information, the random access channel configuration information and the preamble sequence configuration information, as well as the random access configuration information, from the base station transmission beam direction to the preamble sequences and resources will additionally include a mapping relationship. .

상기 두 번째 과정에서, 상기 검출된 최적 기지국 송신 빔 방향 및 상기 기지국 송신 빔 방향으로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계를 기반으로, 상기 사용자 장치는 해당하는 프리앰블 시퀀스들 및 자원들을 사용한다. 동일한 최적 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차가 다수의 프리앰블 시퀀스들 및 상기 프리앰블 시퀀스들에 의해 점유되는 시간-주파수 자원들에 상응할 수 있다는 것에 유의하여야만 할 것이다. 상기 사용자 장치는 차동 방식으로 상기 프리앰블 시퀀스를 송신한다. 특히:In the second process, based on the detected optimal base station transmit beam direction and a mapping relationship from the base station transmit beam direction to preamble sequences and resources, the user equipment uses the corresponding preamble sequences and resources. It should be noted that the same optimal base station transmit beam direction and its respective deviation may correspond to multiple preamble sequences and time-frequency resources occupied by the preamble sequences. The user equipment transmits the preamble sequence in a differential manner. Especially:

1. 프리앰블 시퀀스는 2개의 파트들로 분할되고, 여기서 제1 파트는 합 빔에 의해 송신되고, 제2 파트는 차동 빔에 의해 송신된다. 도 17은 이 구조를 사용하는 랜덤 억세스 채널을 도시하고 있다. 1. The preamble sequence is divided into two parts, where the first part is transmitted by the sum beam and the second part is transmitted by the differential beam. 17 shows a random access channel using this structure.

도 17의 구조에서, 합 빔 시퀀스 및 차동 빔 시퀀스는 동일한 프리앰블 시퀀스에 속한다는 것에 유의하여야만 할 것이다. 하지만, 상기 합 빔 시퀀스, 즉 도 17의 프리앰블 시퀀스의 앞의 1/2 파트는 합 빔으로 송신되고, 빔포밍 웨이트 계수는 다음과 같다:It should be noted that in the structure of FIG. 17, the sum beam sequence and the differential beam sequence belong to the same preamble sequence. However, the first half part of the sum beam sequence, that is, the preamble sequence of FIG. 17, is transmitted as the sum beam, and the beamforming weight coefficients are as follows:

Figure 112017095794309-pat00062
Figure 112017095794309-pat00062

여기서, NUE는 상기 사용자에 의한 빔포밍을 위해 사용되는 안테나들의 개수를 나타내고,

Figure 112017095794309-pat00063
는 상기 빔포밍의 방향을 나타낸다. 도 18에서 뒤의 1/2의 파트, 즉 차동 시퀀스는 차동 빔에 의해 송신되고, 빔포밍 웨이트 계수는 다음과 같다:Here, N UE represents the number of antennas used for beamforming by the user,
Figure 112017095794309-pat00063
denotes the direction of the beamforming. In Fig. 18, the latter half, that is, the differential sequence is transmitted by a differential beam, and the beamforming weight coefficients are as follows:

Figure 112017095794309-pat00064
Figure 112017095794309-pat00064

상기 프리앰블 시퀀스 검출 방식은 상관 검출이고, 상기 상관 검출에서 상기 합 빔 시퀀스에서 수행되는 상관 검출의 결과는 상기 합 빔의 수신된 신호로서 사용될 수 있고, 상기 차동 시퀀스에서 수행되는 상관 검출의 결과는 상기 차동 빔의 수신된 에너지로서 사용될 수 있다. 이 프리앰블 시퀀스 송신 방식을 사용하여, 상기 UE가 프리앰블 시퀀스 및 빔 송신 검출 편차를 검출하는 플로우가 도 18에 도시되어 있다.The preamble sequence detection method is correlation detection, and in the correlation detection, a result of the correlation detection performed on the sum beam sequence may be used as a received signal of the sum beam, and the result of the correlation detection performed on the differential sequence is the It can be used as the received energy of the differential beam. A flow in which the UE detects a preamble sequence and a beam transmission detection deviation using this preamble sequence transmission scheme is shown in FIG. 18 .

도 18에서, 상기 기지국은 상기 수신된 신호에 대해 상관 검출을 수행하고, 상기 합 빔 시퀀스에서 수행된 상관 검출의 결과와 상기 차동 빔 시퀀스에서 수행된 상관 검출의 결과를 각 프리앰블 시퀀스에서 각각 출력한다. 상기 합 빔 및 차동 빔은 빔 방향에서 동일할지라도 빔 특성들이 다르기 때문에, 상기 검출의 결과들은 단일 임계값에 의해 결정될 수 없다. 결정하는 바람직한 방법은 다음과 같다: 상기 합 빔 시퀀스 파트 및 특정 프리앰블 시퀀스에 대해 수행되는 상관 검출의 결과가

Figure 112017095794309-pat00065
이고, 상기 차동 빔 시퀀스 파트 및 동일한 프리앰블 시퀀스에 대해 수행되는 상관 검출의 결과가
Figure 112017095794309-pat00066
라고 가정될 경우, 이 프리앰블 시퀀스는 다음과 같은 조건들 a.
Figure 112017095794309-pat00067
; b.
Figure 112017095794309-pat00068
; c.
Figure 112017095794309-pat00069
중 하나가 만족될 때 검출된다고 고려된다. 여기서,
Figure 112017095794309-pat00070
Figure 112017095794309-pat00071
은 각각 제7 검출 임계값 및 제8 검출 임계값이고,
Figure 112017095794309-pat00072
의 조건을 만족한다. 상기 제7 검출 임계값
Figure 112017095794309-pat00073
및 제8 검출 임계값
Figure 112017095794309-pat00074
은 상기 셀 반경, 상기 프리앰블 시퀀스의 송신 동안 상기 사용자 장치 및 기지국에 의한 빔포밍을 위해 사용되는 안테나들의 개수, 상기 프리앰블 시퀀스의 길이와 같은 요소들에 의해 결정된다.18 , the base station performs correlation detection on the received signal, and outputs a result of correlation detection performed in the sum beam sequence and a result of correlation detection performed in the differential beam sequence in each preamble sequence, respectively. . Since the sum beam and the differential beam have different beam characteristics even though they are the same in the beam direction, the results of the detection cannot be determined by a single threshold value. A preferred method for determining is as follows: the result of correlation detection performed on the sum beam sequence part and the specific preamble sequence is
Figure 112017095794309-pat00065
and the result of correlation detection performed on the differential beam sequence part and the same preamble sequence is
Figure 112017095794309-pat00066
, this preamble sequence is subject to the following conditions: a.
Figure 112017095794309-pat00067
; b.
Figure 112017095794309-pat00068
; c.
Figure 112017095794309-pat00069
It is considered to be detected when one of them is satisfied. here,
Figure 112017095794309-pat00070
and
Figure 112017095794309-pat00071
are the seventh detection threshold and the eighth detection threshold, respectively,
Figure 112017095794309-pat00072
satisfy the condition of the seventh detection threshold
Figure 112017095794309-pat00073
and an eighth detection threshold
Figure 112017095794309-pat00074
is determined by factors such as the cell radius, the number of antennas used for beamforming by the user equipment and the base station during transmission of the preamble sequence, and the length of the preamble sequence.

특정 프리앰블 시퀀스가 검출될 경우, 이 프리앰블 시퀀스에서 수행되는 상관 검출의 해당 결과들은 합 빔 에너지 및 차동 빔 에너지로서 사용되고, 에너지 비가 계산되고, 따라서 사용자 장치 송신 빔 방향의 편차가 상기 차동 빔 방식의 원리에 따라 획득될 수 있다.When a specific preamble sequence is detected, the corresponding results of correlation detection performed on the preamble sequence are used as sum beam energy and differential beam energy, and the energy ratio is calculated, so that the deviation of the user equipment transmission beam direction is the principle of the differential beam method. can be obtained according to

2. 동일한 프리앰블 시퀀스들이 다른 자원들로 송신된다. 일 예로, 동일한 프리앰블 시퀀스들이 2개의 연속적인 랜덤 억세스 서브-채널들로 송신된다. 여기서, 제1 랜덤 억세스 서브-채널은 합 빔에 의한 송신을 수행하고, 제2 랜덤 억세스 서브-채널은 차동 빔에 의한 송신을 수행한다. 도 19는 이런 방식으로 랜덤 억세스 채널의 구조를 도시하고 있다. 2. The same preamble sequences are transmitted on different resources. In one example, the same preamble sequences are transmitted on two consecutive random access sub-channels. Here, the first random access sub-channel performs transmission by the sum beam, and the second random access sub-channel performs transmission by the differential beam. 19 shows the structure of a random access channel in this way.

도 19에서, 제1 랜덤 억세스 서브-채널은 합 빔에 의한 송신을 수행하고, 제2 랜덤 억세스 서브-채널은 차동 빔에 의한 송신을 수행한다. 이런 방식으로, 도 19의 프리앰블 시퀀스를 검출하는 플로우 차트가 계속 사용될 수 있다. 즉, 프리앰블 시퀀스가 먼저 검출되고, 상기 프리앰블 시퀀스의 송신이 검출될 경우 송신 빔의 각 편차가 추가적으로 검출된다. 19 , a first random access sub-channel performs transmission by a sum beam, and a second random access sub-channel performs transmission by a differential beam. In this way, the flowchart for detecting the preamble sequence of FIG. 19 can still be used. That is, the preamble sequence is detected first, and when transmission of the preamble sequence is detected, each deviation of the transmission beam is additionally detected.

3. 동일한 혹은 다른 프리앰블 시퀀스들이 다른 안테나 어레이들로 송신된다. 일 에로, 동일한 프리앰블 시퀀스들이 2개의 안테나 어레이들로 송신된다. 여기서, 제1 안테나 어레이는 합 빔에 의한 송신을 수행하고, 제2 안테나 어레이는 차동 빔에 의한 송신을 수행한다. 3. The same or different preamble sequences are transmitted to different antenna arrays. In one example, the same preamble sequences are transmitted to the two antenna arrays. Here, the first antenna array performs transmission by the sum beam, and the second antenna array performs transmission by the differential beam.

이런 식으로, 합 빔 시퀀스 및 차동 빔 시퀀스가 각각 직교 코드워드들을 가지는 동일한 주파수 자원들로 송신될 수 있거나, 혹은 상기 합 빔 시퀀스 및 차동 빔 시퀀스가 각각 직교 코드워드들 혹은 비직교 코드워드들을 가지는 다른 주파수 자원들로 송신될 수 있다.In this way, the sum beam sequence and the differential beam sequence can be transmitted on the same frequency resources each having orthogonal codewords, or the sum beam sequence and the differential beam sequence having orthogonal codewords or non-orthogonal codewords, respectively. It may be transmitted on different frequency resources.

이런 식으로, 도 19의 프리앰블 시퀀스를 검출하는 플로우차트가 계속 사용될 수 있다. 즉, 프리앰블 시퀀스가 먼저 검출되고, 상기 프리앰블 시퀀스의 송신이 검출될 경우 송신 빔의 각 편차가 추가적으로 검출된다. 다른 방향들에서 빔 페어들에 의해 송신되는 프리앰블 시퀀스들은 동일할 수 있거나, 혹은 다를 수 있다. 동일한 프리앰블 시퀀스들을 송신할 때, 상기 사용자 장치는 해당하는 프리앰블 시퀀스 자원 플로부터 프리앰블 시퀀스를 랜덤하게 선택하고, 그리고 나서 이 프리앰블 시퀀스를 송신하지만; 다른 빔 방향들에서 다른 프리앰블 시퀀스들을 송신할 때, 유용한 프리앰블 시퀀스 자원 풀은 다수의 서로 소 자원 풀 서브 집합들로 분할되고, 각 빔 방향은 1개의 자원 풀 서브 집합에 상응한다. 사용자가 프리앰블 시퀀스들을 송신할 때, 상기 사용자는 각 자원 풀 서브 집합으로부터 1개의 프리앰블 시퀀스를 랜덤하게 선택하고, 그리고 나서 상기 프리앰블 시퀀스들을 해당하는 빔 페어들로 송신한다.In this way, the flowchart of detecting the preamble sequence of FIG. 19 can still be used. That is, the preamble sequence is detected first, and when transmission of the preamble sequence is detected, each deviation of the transmission beam is additionally detected. Preamble sequences transmitted by beam pairs in different directions may be the same or may be different. When transmitting the same preamble sequences, the user equipment randomly selects a preamble sequence from the corresponding preamble sequence resource flow, and then transmits the preamble sequence; When transmitting different preamble sequences in different beam directions, the useful preamble sequence resource pool is divided into a plurality of different small resource pool subsets, and each beam direction corresponds to one resource pool subset. When a user transmits preamble sequences, the user randomly selects one preamble sequence from each resource pool subset, and then transmits the preamble sequences to corresponding beam pairs.

상기 기지국은 폴링으로 상기 사용자 장치의 최적 송신 빔 방향과 그 각 편차 뿐만 아니라, 상기 기지국에 대한 최적 수신 빔 방향 및 해당하는 프리앰블 시퀀스를 검출한다. 상기 검출된 프리앰블 시퀀스들 및 자원들을 기반으로, 또한 상기 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로부터 기지국 송신 빔 방향으로의 매핑 관계를 기반으로, 상기 기지국은 최적 송신 빔 방향을 결정할 수 있다. The base station detects an optimal receive beam direction for the base station and a corresponding preamble sequence, as well as an optimal transmit beam direction and each deviation thereof of the user equipment by polling. Based on the detected preamble sequences and resources, and based on a mapping relationship from the preamble sequences and resources to the base station transmit beam direction, the base station may determine an optimal transmit beam direction.

세 번째 과정에서, 상기 기지국은 RAR을 송신할 필요가 있다. 상기 RAR에 기본적으로 포함되어야만 하는, 랜덤 억세스 프리앰블 시퀀스 식별자, 타이밍 어드밴스 명령, C-RNTI, 상기 UE가 다음에 업링크 송신을 수행하기 위해 할당되는 시간-주파수 자원들 이외에, 이 RAR은 상기 기지국에 의해 검출되는 최적 사용자 송신 빔 방향 및 그 각 편차를 추가적으로 포함하고, 따라서 상기 사용자 장치가 기지국 방향을 조정하는 것이 편리하다. 상기 사용자 빔 방향의 각 편차에 대한 정보의 전달은 룩업 테이블로 실현될 수 있다. 즉, 가능한 각 편차들이 정량화되고, 그리고 나서 해당 룩업 테이블이 생성된다. 상기 송신 빔의 각 편차를 검출할 경우, 상기 기지국은 이 각 편차를 정량화하고, 상기 룩업 테이블로부터 해당하는 인덱스를 검색하고, 상기 인덱스를 상기 RAR과 함께 상기 사용자 장치로 송신한다. 상기 사용자 장치는 첫 번째 과정에서 결정된 방향-조정된 더 좁은 빔들을 사용하여 상기 해당 RAR을 수신한다.In the third process, the base station needs to transmit RAR. In addition to random access preamble sequence identifier, timing advance command, C-RNTI, time-frequency resources allocated for the UE to next perform uplink transmission, which should be included in the RAR by default, this RAR is It additionally includes the optimal user transmit beam direction and its angular deviation detected by the user equipment, so it is convenient for the user equipment to adjust the base station direction. The information on each deviation of the user beam direction may be transmitted using a lookup table. That is, each possible deviation is quantified, and then a corresponding lookup table is created. When detecting each deviation of the transmission beam, the base station quantifies each deviation, searches for a corresponding index from the lookup table, and transmits the index together with the RAR to the user equipment. The user equipment receives the RAR using the direction-steered narrower beams determined in the first process.

특히, 상기 사용자 장치가 다른 방향들에서 빔들을 사용하여 동일한 프리앰블 시퀀스들을 송신할 경우, 상기 기지국은 상기 수신된 에너지를 추정하여 가장 높은 수신 에너지를 가지는 타임 슬럿을 획득하고, 그리고 나서 이 타임 슬럿 내에서 사용자 송신 빔 방향의 편차를 추정하고, RAR을 통해 상기 사용자 장치로 상기 타임 슬럿의 인덱스와 상기 송신 빔 방향의 편차의 정량화된 값을 송신한다. 상기 RAR을 수신할 경우, 상기 사용자 장치는 상기 타입 슬럿의 인덱스에 따라 상기 최적 송신 빔 방향을 알게 되고, 상기 각 편차 값에 따라 다음 신호 송신을 위한 최적의 좁은 빔들을 선택한다. In particular, when the user equipment transmits the same preamble sequences using beams in different directions, the base station estimates the received energy to obtain a time slot having the highest received energy, and then within this time slot , estimates the deviation of the user's transmit beam direction, and transmits the quantified value of the time slot index and the deviation of the transmit beam direction to the user device through RAR. When receiving the RAR, the user equipment knows the optimal transmission beam direction according to the index of the type slot, and selects optimal narrow beams for the next signal transmission according to the respective deviation values.

상기 사용자 장치가 다른 방향들에서 사용자 빔들을 사용하여 다른 프리앰블 시퀀스들을 송신할 경우, 상기 기지국은 수신된 에너지를 추정하여 가장 높은 에너지를 가지는 프리앰블 시퀀스를 획득하고, 이 프리앰블 시퀀스에 상응하는 송신 빔 방향의 각 편차를 추정한다. 이 경우에서, 상기 기지국은 상기 RAR을 통해 프리앰블 시퀀스 식별자(상기 RAR에 포함되는 원래의 필드)와, 상기 송신 빔 방향의 편차의 정량화된 값을 송신할 필요가 있다. 상기 RAR을 수신할 경우, 상기 사용자 장치는 상기 프리앰블 시퀀스 식별자에 따라 상기 최적 송신 빔 방향을 알게 되고, 상기 각 편차 값에 따라, 다음 신호 송신을 위한 최적의 좁은 빔들을 선택한다.When the user equipment transmits different preamble sequences using user beams in different directions, the base station obtains a preamble sequence having the highest energy by estimating the received energy, and the transmit beam direction corresponding to the preamble sequence Estimate each deviation of In this case, the base station needs to transmit a preamble sequence identifier (original field included in the RAR) and a quantified value of the deviation of the transmission beam direction through the RAR. When receiving the RAR, the user equipment knows the optimal transmission beam direction according to the preamble sequence identifier, and selects optimal narrow beams for the next signal transmission according to the respective deviation values.

네 번째 과정에서, 상기 사용자 장치는 상기 빔 방향을 조정하고, 더 작은 폭을 가지는 빔들을 사용하여 Msg3을 송신한다. 다섯 번째 과정에서, 상기 사용자 장치는 상기 첫 번째 과정에서 결정된 최적 빔들을 사용하여 상기 기지국에 의해 송신되는 충돌 해결 방식을 수신하고, 따라서 상기 수신된 신호 대 잡음비가 증가된다. In a fourth process, the user equipment adjusts the beam direction and transmits Msg3 using beams having a smaller width. In a fifth process, the user equipment receives the collision resolution scheme transmitted by the base station using the optimal beams determined in the first process, and thus the received signal-to-noise ratio is increased.

상기 빔 폴링을 기반으로 하는 종래의 랜덤 억세스 방식과 비교할 경우, 상기 사용자 장치 측에서 상기 차동 빔 송신 방식을 사용하는 랜덤 억세스 프로세스는 최적 빔 페어를 검색하는데 필요로 되는 시간을 단축시킬 수 있다. 이는 각 편차가 상기 차동 빔 방식으로 더 높은 정확도로 결정될 수 있기 때문에, 상기 사용자 장치는 더 넓은 빔들을 사용하여 동기 신호 시퀀스를 수신하고 프리앰블 시퀀스를 송신할 수 있고, RAR에서 전달되는 상기 각 편차 정보를 사용하여 빔 방향을 조정할 수 있고, 다음 과정들에서 더 좁은 빔들을 사용하여 신호들을 수신 및 송신할 수 있다. 따라서, 상기 사용자 장치 측에서 폴링에 의한 프리앰블 시퀀스 송신들의 개수는 현저하게 감소될 수 있다. Compared with the conventional random access scheme based on the beam polling, the random access process using the differential beam transmission scheme on the user equipment side can shorten the time required to search for an optimal beam pair. This is because the angular deviation can be determined with higher accuracy with the differential beam method, the user equipment can receive the synchronization signal sequence and transmit the preamble sequence using wider beams, and the angle deviation information carried in the RAR can be used to adjust the beam direction, and signals can be received and transmitted using narrower beams in the following processes. Accordingly, the number of preamble sequence transmissions by polling at the user equipment side can be significantly reduced.

실시예 4:Example 4:

이 실시예는 기지국 측 및 사용자 장치 측 둘 다에서의 안테나 어레이들이 방향 상호적일 때, 상기 기지국 측에서 종래의 폴링 방식을 채택하고, 상기 사용자 장치가 차동 빔 방식을 채택하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들을 설명할 것이다. 상기 시스템 구성은 실시예 3과 유사하다. 상기 기지국 및 사용자 장치 각각에는 안테나 어레이를 기반으로 하는 구조가 제공되고, 상기 기지국은 종래의 폴링 방식을 채택하고, 상기 사용자 장치는 차동 송신 방식을 채택한다. 상기 사용자의 안테나 포트들의 개수가 2일 경우, 1개의 포트는 합 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위해 사용되고, 이에 반해 다른 1개의 포트는 차동 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위해 사용된다; 상기 사용자의 안테나 포트들의 개수가 3보다 크거나 같을 경우, 상기 안테나 포트들은 2개의 파트들로 임의로 분류될 수 있고, 1개의 파트는 합 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위한 것이고, 이에 반해 나머지 1개의 파트는 차동 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위한 것이다.This embodiment is an initial access and random access process in which when the antenna arrays at both the base station side and the user equipment side are directional reciprocal, the base station side adopts the conventional polling method, and the user equipment adopts the differential beam method will explain The system configuration is similar to the third embodiment. Each of the base station and the user equipment is provided with an antenna array-based structure, the base station adopts a conventional polling scheme, and the user equipment adopts a differential transmission scheme. when the number of antenna ports of the user is 2, one port is used for transmitting and receiving sum beam sequences, whereas the other port is used for transmitting and receiving differential beam sequences; When the number of antenna ports of the user is greater than or equal to 3, the antenna ports may be arbitrarily classified into two parts, one part for transmitting and receiving sum beam sequences, while the other one The part is for transmitting and receiving differential beam sequences.

첫 번째 과정에서, 상기 기지국은 동기 신호 시퀀스를 송신하고, 상기 사용자 장치는 상기 수신된 신호에 대한 상관 검출을 수행한다. 상기 기지국은 다른 방향들에서 송신 빔들을 사용함으로써 동일한 혹은 다른 동기 신호 시퀀스들을 송신한다. 동일한 동기 신호 시퀀스들을 송신할 때, 시퀀스는 동기 신호 시퀀스들의 집합으로부터 랜덤하게 선택되고, 그리고 나서 각 빔 방향에서 송신되지만; 다른 동기 신호 시퀀스들을 송신할 때, 상기 동기 신호 시퀀스들의 집합은 다수의 서로 소 서브 집합들로 분할되고, 1개의 동기 신호 시퀀스는 각 서브 집합으로부터 선택되고, 그리고 나서 각 빔 방향에서 송신된다.In a first process, the base station transmits a synchronization signal sequence, and the user equipment performs correlation detection on the received signal. The base station transmits the same or different synchronization signal sequences by using transmit beams in different directions. When transmitting the same synchronization signal sequences, the sequence is randomly selected from the set of synchronization signal sequences, and then transmitted in each beam direction; When transmitting different synchronization signal sequences, the set of synchronization signal sequences is divided into a plurality of mutually small subsets, one synchronization signal sequence is selected from each subset, and then transmitted in each beam direction.

상기 사용자 장치는 동일한 개수의 안테나들을 가지는 2개의 어레이들을 사용하여 검출을 수행하고, 여기서 1개의 어레이는 합 빔을 상기 웨이트 계수로서 사용하고, 이에 반해 다른 1개의 어레이는 해당하는 차동 빔을 상기 웨이트 계수로서 사용한다. 각 어레이에 포함되어 있는 안테나들의 개수를 조정함으로써 상기 빔들의 폭이 조정될 수 있고, 따라서 상기 빔들의 커버리지가 조정된다. 도 16은 상기 사용자 장치가 상기 수신된 신호를 프로세싱하는 플로우를 도시하고 있다. The user equipment performs detection using two arrays having the same number of antennas, wherein one array uses a sum beam as the weight coefficient, while the other array uses a corresponding differential beam as the weight coefficient. used as a coefficient. By adjusting the number of antennas included in each array, the width of the beams can be adjusted, and thus the coverage of the beams is adjusted. 16 shows a flow of processing the received signal by the user equipment.

상기 상관 검출 모듈로부터 출력된 결과가 동기 신호 시퀀스가 검출되지 않음을 나타낼 경우, 다음 과정들은 실행되지 않을 것이다; 상기 상관 검출 모듈이 하나 혹은 그 이상의 동기 신호 시퀀스들을 검출하였을 경우, 빔 방향 편차 검출이 상기 검출된 동기 신호 시퀀스들 각각에서 수행된다, 즉, 수신 방향과 어레이 빔 방향간의 편차는 상기 합 빔 어레이로부터의 상관 검출의 결과 및 상기 차동 빔 어레이로부터의 상관 검출의 결과에 따라 획득된다. 특히, 상기 차동 빔 방식의 상기와 같은 설명들에 따라, 상기 차동 빔의 수신된 신호들과 상기 합 빔의 수신된 신호들간의 비와 상응하는 빔 방향 각 편차들간의 룩업 테이블이 생성될 수 있고, 각 편차는 상기 2개의 어레이들에 의해 실제로 수신되는 신호들의 비에 따라 결정된다. 이 각 편차는 다음 과정들에서 상기 빔 방향을 정정하기 위해 사용될 것이다. 다음 과정들에서, 상기 사용자 장치는 이 방향 빔을 사용하여 신호들을 송신 및 수신한다. 그리고 나서, 상기 기지국은 랜덤 억세스 구성 정보를 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 다운링크 브로드캐스트 채널, 혹은 상위 계층 시그널링 구성을 통해 상기 사용자로 송신한다.When the result output from the correlation detection module indicates that the synchronization signal sequence is not detected, the following processes will not be executed; When the correlation detection module detects one or more synchronization signal sequences, beam direction deviation detection is performed on each of the detected synchronization signal sequences, that is, the deviation between the reception direction and the array beam direction is determined from the sum beam array. is obtained according to the result of correlation detection and the result of correlation detection from the differential beam array. In particular, according to the above descriptions of the differential beam method, a lookup table between the beam direction angular deviations corresponding to the ratio between the received signals of the differential beam and the received signals of the sum beam can be generated, , each deviation is determined according to the ratio of signals actually received by the two arrays. This angular deviation will be used to correct the beam direction in the following procedures. In the following procedures, the user equipment transmits and receives signals using this directional beam. Then, the base station transmits the random access configuration information to the user through a downlink control channel, a downlink shared channel, a downlink broadcast channel, or a higher layer signaling configuration.

두 번째 과정에서, 상기 사용자 장치는 프리앰블 시퀀스를 송신하고, 상기 기지국은 상기 수신된 신호에 대해 상관 검출을 수행한다. 상기 사용자 장치는 프리앰블 시퀀스들의 집합으로부터 1개의 프리앰블 시퀀스를 선택하고, 상기 첫 번째 과정에서 획득된 보다 작은 폭을 가지는 최적 빔으로 이 프리앰블 시퀀스를 송신한다. 상기 기지국은 도 8의 프리앰블 시퀀스를 검출하는 플로우를 채택한다. 즉, 상기 프리앰블 시퀀스가 먼저 검출되고, 상기 프리앰블 시퀀스의 송신이 검출될 경우, 빔 방향이 추가적으로 검출된다. 상기 기지국은 폴링으로 최적 기지국 수신 빔 방향을 결정한다. 다음 과정들에서, 상기 기지국은 이 빔 방향을 사용하여 신호들을 송신 및 수신한다. In the second process, the user equipment transmits a preamble sequence, and the base station performs correlation detection on the received signal. The user equipment selects one preamble sequence from the set of preamble sequences, and transmits the preamble sequence through the optimal beam having a smaller width obtained in the first process. The base station adopts the flow of detecting the preamble sequence of FIG. That is, the preamble sequence is detected first, and when transmission of the preamble sequence is detected, the beam direction is additionally detected. The base station determines the optimal base station receive beam direction by polling. In the following processes, the base station transmits and receives signals using this beam direction.

세 번째, 네 번째, 다섯 번째 과정들에서, 상기 사용자 장치 및 기지국은 상기 첫 번째 과정 및 두 번째 과정에서 결정된 최적의 보다 좁은 빔들을 별도로 사용하여 RAR의 송신 및 수신, Msg3의 송신 및 수신, 충돌 해결 방식의 송신 및 수신을 실현한다. In the third, fourth, and fifth processes, the user equipment and the base station separately use the optimal narrower beams determined in the first and second processes to transmit and receive RAR, transmit and receive Msg3, and collide Realize the sending and receiving of the solution.

상기 빔 폴링을 기반으로 하는 종래의 랜덤 억세스 방식과 비교할 경우, 상기 사용자 장치 측에서 상기 차동 빔 송신 방식을 사용하는 랜덤 억세스 프로세스는 최적 빔 페어를 검색하는데 필요로 되는 시간을 단축시킬 수 있다. 이는 각 편차가 상기 차동 빔 방식으로 더 높은 정확도로 결정될 수 있기 때문에, 상기 사용자 장치는 동기 신호 시퀀스를 수신하고 프리앰블 시퀀스를 송신할 때 더 넓은 빔들을 사용할 수 있고, 상기 RAR에서 전달되는 상기 각 편차 정보를 사용하여 빔 방향을 조정할 수 있고, 다음 과정들에서 더 좁은 빔들을 사용하여 신호들을 수신 및 송신할 수 있다. 따라서, 상기 사용자 장치의 폴링에 의한 프리앰블 시퀀스 송신들의 개수는 현저하게 감소될 수 있다.Compared with the conventional random access scheme based on the beam polling, the random access process using the differential beam transmission scheme on the user equipment side can shorten the time required to search for an optimal beam pair. This is because the angular deviation can be determined with higher accuracy with the differential beam method, the user equipment can use wider beams when receiving the synchronization signal sequence and transmitting the preamble sequence, and the angular deviation carried in the RAR The information can be used to adjust the beam direction, and signals can be received and transmitted using narrower beams in the following procedures. Accordingly, the number of preamble sequence transmissions by polling of the user equipment can be significantly reduced.

상기 실시예 3 및 실시예 4에서의 방식들은 경쟁-기반 랜덤 억세스 프로세스에 적용 가능하고, 사용자 장치가 차동 방식으로 프리앰블 시퀀스를 송신하고, 기지국이 상기 프리앰블 시퀀스를 검출하고 송신 빔 방향의 편차를 추정하고, 상기 사용자로 랜덤 억세스 응답을 통해 나타내는 방식은 비경쟁 랜덤 억세스 프로세스에도 적용 가능하다는 것에 유의하여야만 할 것이다. 다만 차이점은: 상기 사용자 장치가 상기 기지국에 대한 다른 최적 송신 빔 방향들을 기반으로 상기 할당된 프리앰블 시퀀스들을 사용하고; 상기 사용자 장치가 상기 세 번째 과정에서 랜덤 억세스 응답 및 상기 빔 방향 편차와 같은 정보를 수신한 후 랜덤 억세스 프로세스가 종료되지만, 상기 사용자 장치는 상기 기지국과의 다음 통신을 위해 상기 빔 방향을 계속 조정할 것이라는 것이다.The methods in Embodiments 3 and 4 are applicable to a contention-based random access process, wherein the user equipment transmits the preamble sequence in a differential manner, the base station detects the preamble sequence, and estimates the deviation of the transmission beam direction It should be noted that the method of indicating the user through a random access response is applicable to a contention-free random access process. The only differences are: the user equipment uses the assigned preamble sequences based on different optimal transmit beam directions for the base station; After the user equipment receives information such as the random access response and the beam direction deviation in the third process, the random access process is terminated, but the user equipment continues to adjust the beam direction for the next communication with the base station. will be.

실시예 5:Example 5:

이 실시예는 기지국 장치 및 사용자 장치가 방향 상호적이 아닐 때 상기 송신기 측 및 수신기 측 둘 다 차동 빔 송신 방식을 채택하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들을 설명할 것이다. 상기 시스템 구성은 실시예 1과 유사하다. 상기 사용자 장치와 기지국은 안테나 어레이를 기반으로 하는 송신 구조를 채택한다. 상기 기지국 및 사용자에 대해, 안테나 포트들의 개수가 2일 경우, 1개의 포트는 합 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위해 사용되고, 이에 반해 다른 1개의 포트는 차동 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위해 사용된다; 상기 안테나 포트들의 개수가 3보다 크거나 같을 경우, 상기 안테나 포트들은 임의적으로 2개의 파트들로 분류될 수 있고, 그 중 1개의 파트는 합 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위한 것이고, 이에 반해 나머지 1개의 파트는 차동 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위한 것이다.This embodiment will describe initial access and random access processes in which both the transmitter side and the receiver side adopt a differential beam transmission scheme when the base station apparatus and the user equipment are not directionally reciprocal. The system configuration is similar to the first embodiment. The user equipment and the base station adopt a transmission structure based on an antenna array. For the base station and the user, when the number of antenna ports is 2, one port is used for transmitting and receiving sum beam sequences, whereas the other port is used for transmitting and receiving differential beam sequences; When the number of the antenna ports is greater than or equal to 3, the antenna ports may be arbitrarily classified into two parts, one part is for transmitting and receiving sum beam sequences, whereas the other 1 part is for transmitting and receiving sum beam sequences. A part is for transmitting and receiving differential beam sequences.

첫 번째 과정에서, 상기 기지국은 동기 신호 시퀀스를 송신하고, 상기 사용자 장치는 상기 수신된 신호에 대해 상관 검출을 수행한다. 상기 사용자 장치의 빔 스캐닝 주기 및 상기 기지국의 빔 스캐닝 주기는 서브 프레임들 단위로 고려되고, 동기 신호 시퀀스를 송신하기 위한 기지국의 채널 구조가 정의되어 있다. 일 예로, 상기 사용자 장치의 스캐닝 주기가 NU일 경우, 상기 사용자 장치는 NU개의 빔 방향들을 스캔하여 전체 공간의 커버리지를 실현하는 것이 필요로 되고; 상기 기지국의 스캐닝 주기가 NB일 경우, 상기 기지국은 NB개의 빔 방향들을 스캔하여 전체 공간의 커버리지를 실현하는 것이 필요로 된다. 이 경우, 기지국은, 도 20에 도시되어 있는 바와 같이, NBNU 번 동기 신호 시퀀스를 송신하여 1번의 차동 빔 폴링을 완료하는 것이 필요로 된다. 종래의 방식들과 비교할 경우, 상기 수신기 측과 송신기 측 둘 다 차동 송신 방식을 채택하기 때문에, 상기 기지국 장치의 스캐닝 주기와 상기 사용자 장치의 스캐닝 주기 모두가 감소될 수 있고, 따라서 보다 넓은 빔들을 사용하여 상기 커버리지가 실현될 수 있다. 결과적으로, 상기 기지국 장치 및 사용자 장치에 의해 빔 페어들을 선택하는데 필요로 되는 시간과 상기 동기 신호 시퀀스를 송신하는 데 필요로 되는 시간이 감소된다. 지원되는 셀 반경을 증가시키기 위해서, 동일한 시퀀스들이 동일한 동기 신호 시퀀스로 반복적으로 송신될 수 있다.In a first process, the base station transmits a synchronization signal sequence, and the user equipment performs correlation detection on the received signal. The beam scanning period of the user equipment and the beam scanning period of the base station are considered in units of subframes, and a channel structure of the base station for transmitting the synchronization signal sequence is defined. For example, when the scanning period of the user equipment is N U , the user equipment needs to scan N U beam directions to realize coverage of the entire space; When the scanning period of the base station is NB , the base station needs to realize coverage of the entire space by scanning NB beam directions. In this case, as shown in FIG. 20, the base station needs to transmit the synchronization signal sequence N B N U times to complete the first differential beam polling. Compared with the conventional schemes, since both the receiver side and the transmitter side adopt a differential transmission scheme, both the scanning period of the base station apparatus and the scanning period of the user equipment can be reduced, so that wider beams are used Thus, the coverage can be realized. As a result, the time required for selecting beam pairs by the base station apparatus and the user equipment and the time required for transmitting the synchronization signal sequence are reduced. To increase the supported cell radius, the same sequences may be repeatedly transmitted with the same sync signal sequence.

상기 기지국은 차동 방식으로 상기 동기 신호를 송신한다. 상기 기지국은 실시예 1에서 설명된 바와 같이 상기 차동 방식으로 동기 신호 시퀀스들을 송신한다. 즉, 동기 신호 시퀀스는 동일하게 2개의 파트들로 분할되고, 여기서 제1 파트는 합 빔으로 송신되고, 제2 파트는 차동 빔으로 송신되거나; 혹은 동일한 동기 신호 시퀀스들이 각각 합 빔 및 차동 빔으로 직교 시간-주파수 자원들에서 2개의 다른 안테나 포트들에서 송신되거나; 혹은 동일하거나 혹은 다른 동기 신호 시퀀스들이 각각 합 빔 및 차동 빔으로 2개의 다른 안테나 어레이들에서 송신된다. 상기 합 빔에 의해 송신되는 시퀀스는 합 빔 시퀀스라 칭해지고, 상기 차동 빔에 의해 송신되는 시퀀스는 차동 빔 시퀀스라 칭해진다. 프리앰블 시퀀스를 2개의 파트들로 송신하는 방식에서, 합 빔 시퀀스 및 차동 빔 시퀀스는 동일한 시퀀스가 될 수 있거나(즉, 동일한 시퀀스가 반복되어 동기 신호 시퀀스를 생성하거나), 혹은 동기 신호 시퀀스가 2개의 파트들로 분할된다.The base station transmits the synchronization signal in a differential manner. The base station transmits synchronization signal sequences in the differential manner as described in Embodiment 1. That is, the synchronization signal sequence is equally divided into two parts, wherein the first part is transmitted with the sum beam and the second part is transmitted with the differential beam; or the same synchronization signal sequences are transmitted at two different antenna ports on orthogonal time-frequency resources with a sum beam and a differential beam, respectively; Alternatively, the same or different synchronization signal sequences are transmitted on two different antenna arrays with a sum beam and a differential beam, respectively. A sequence transmitted by the sum beam is referred to as a sum beam sequence, and a sequence transmitted by the differential beam is referred to as a differential beam sequence. In the method of transmitting the preamble sequence in two parts, the sum beam sequence and the differential beam sequence may be the same sequence (that is, the same sequence is repeated to generate a synchronization signal sequence), or the synchronization signal sequence may include two divided into parts.

상기 사용자 장치는 실시예 3에서의 차동 방식과 유사한 차동 방식을 사용하여, 즉 2개의 안테나 어레이들을 사용하여 수신을 수행한다. 여기서, 제1 안테나 어레이는 합 빔 수신을 채택하고, 제2 안테나 어레이는 차동 빔 수신을 채택한다. 상기 사용자 장치는 먼저 상기 동기 신호 시퀀스에 대해 상관 검출을 수행하고, 상기 동기 신호 시퀀스의 송신이 검출되었을 경우 최대 수신 에너지를 가지는 송신/수신 빔 페어를 결정하고, 최적 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차 뿐만 아니라, 최적 사용자 수신 빔 방향 및 그 각 편차를 추정한다. 다음 과정들에서, 상기 사용자 장치는 이 수신 빔 방향을 사용하여 신호들을 수신한다.The user equipment performs reception using a differential scheme similar to the differential scheme in Embodiment 3, that is, using two antenna arrays. Here, the first antenna array adopts sum beam reception, and the second antenna array adopts differential beam reception. The user equipment first performs correlation detection on the synchronization signal sequence, determines a transmission/reception beam pair having the maximum reception energy when transmission of the synchronization signal sequence is detected, and determines the optimal base station transmission beam direction and its respective deviation In addition, the optimal user reception beam direction and its angular deviation are estimated. In the following processes, the user equipment receives signals using this receive beam direction.

상기 동기 신호 시퀀스에 대한 상관 검출을 수행할 때, 상기 사용자 장치는 합 빔 수신 어레이 및 차동 빔 수신 어레이 각각에 대해 상관 검출을 수행하고, 그리고 나서 상기 상관 검출의 결과들에 따라, 포괄적으로 상기 동기 신호 시퀀스의 송신이 검출되는지 여부를 결정한다. 상기 동기 신호 시퀀스의 송신이 검출된 후, 상기 합 빔 수신 어레이의 수신 에너지와 상기 차동 빔 수신 어레이의 수신 에너지의 최대 값을 가지는 빔 방향 페어가 선택되고 추가적으로 프로세싱된다. 수신 빔 방향의 편차를 결정하기 위해서, 상기 차동 빔 수신 어레이에 대해 수행된 상관 검출의 결과와 상기 합 빔 수신 어레이에 대해 수행된 상관 검출의 결과의 비가 계산되고, 그리고 나서 상기 수신 빔 방향의 편차가 룩업 테이블에 따라 결정된다. 송신 빔 방향의 편차를 결정하기 위해서, 상기 합 빔 수신 어레이 및 차동 빔 수신 어레이에 의해 수신된 차동 시퀀스 상관 검출 값들과 상기 합 빔 수신 어레이 및 차동 빔 수신 어레이에 의해 수신된 합 시퀀스 상관 검출 값들의 비가 계산되고, 그리고 나서 상기 송신 빔 방향의 편차가 룩업 테이블에 따라 결정된다. When performing correlation detection on the synchronization signal sequence, the user equipment performs correlation detection on each of the sum beam reception array and the differential beam reception array, and then according to the results of the correlation detection, comprehensively the synchronization Determines whether transmission of a signal sequence is detected. After the transmission of the synchronization signal sequence is detected, a beam direction pair having a maximum value of the received energy of the sum beam receiving array and the received energy of the differential beam receiving array is selected and further processed. In order to determine the deviation of the receive beam direction, a ratio of the result of the correlation detection performed on the differential beam receive array to the result of the correlation detection performed on the sum beam receive array is calculated, and then the deviation of the receive beam direction is calculated. is determined according to the lookup table. To determine the deviation of the transmission beam direction, the differential sequence correlation detection values received by the sum beam reception array and the differential beam reception array and the sum sequence correlation detection values received by the sum beam reception array and the differential beam reception array are combined. The ratio is calculated, and then the deviation of the transmission beam direction is determined according to a lookup table.

다음으로, 상기 기지국은 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 다운링크 브로드캐스트 채널, 혹은 상위 계층 시그널링 구성을 통해 상기 사용자 장치로 랜덤 억세스 구성 정보를 송신한다. 종래의 랜덤 억세스 구성 정보와 비교할 경우, 상기 랜덤 억세스 채널 구성 정보와 프리앰블 시퀀스 구성 정보 뿐만 아니라, 이 랜덤 억세스 구성 정보는 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계, 혹은 기지국 송신 빔 방향으로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계를 더 포함할 것이다. Next, the base station transmits the random access configuration information to the user equipment through a downlink control channel, a downlink shared channel, a downlink broadcast channel, or a higher layer signaling configuration. When compared with the conventional random access configuration information, the random access channel configuration information and the preamble sequence configuration information, as well as the random access configuration information, from the base station transmission beam direction and each deviation thereof to the preamble sequences and resources mapping relationship, Alternatively, the mapping relationship from the base station transmission beam direction to preamble sequences and resources may be further included.

두 번째 과정에서, 상기 검출된 최적 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차를 기반으로, 또한 상기 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계, 혹은 기지국 송신 빔 방향으로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계를 기반으로, 상기 UE는 해당 프리앰블 시퀀스들 및 자원들을 사용한다. 동일한 최적 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차가 상기 프리앰블 시퀀스들에 의해 점유되는 다수의 프리앰블 시퀀스들 및 시간-주파수 자원들에 해당할 수 있다는 것에 유의하여야만 할 것이다. 상기 사용자의 빔 스캐닝 주기 및 상기 기지국의 빔 스캐닝 주기는 서브 프레임들 단위로 고려되고, 프리앰블 시퀀스들을 송신하기 위한 사용자의 랜덤 억세스 채널 구조가 정의되어 있다. 일 예로, 상기 사용자 장치의 스캐닝 주기가 NU일 경우, 상기 사용자 장치는 NU개의 빔 방향들을 스캔하여 전체 공간을 커버하는 것이 필요로 되고; 상기 기지국의 스캐닝 주기가 NB일 경우, 상기 기지국은 NB개의 빔 방향들을 스캔하여 전체 공간을 커버하는 것이 필요로 된다. 따라서, 상기 사용자 장치는, 도 21에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 랜덤 억세스 채널을 NBNU개의 랜덤 억세스 서브-채널들로 분할하는 것이 필요로 된다. 종래의 방식들과 비교할 경우, 상기 수신기 측과 송신기 측 둘 다 차동 송신 방식을 채택하기 때문에, 상기 기지국의 스캐닝 주기와 상기 사용자 장치의 스캐닝 주기 모두가 감소될 수 있고, 따라서 보다 넓은 빔들을 사용하여 상기 커버리지가 실현될 수 있다. 결과적으로, 상기 기지국 장치 및 사용자 장치에 의해 빔 페어들을 선택하는데 필요로 되는 시간과 상기 프리앰블 시퀀스를 송신하는 데 필요로 되는 시간이 감소된다. 지원되는 셀 반경을 증가시키기 위해서, 동일한 시퀀스들이 동일한 프리앰블 시퀀스로 반복적으로 송신될 수 있다.In the second process, based on the detected optimal base station transmit beam direction and its respective deviation, and also a mapping relation from the base station transmit beam direction and each deviation to preamble sequences and resources, or a preamble from the base station transmit beam direction Based on the mapping relationship to sequences and resources, the UE uses the corresponding preamble sequences and resources. It should be noted that the same optimal base station transmit beam direction and its respective deviation may correspond to multiple preamble sequences and time-frequency resources occupied by the preamble sequences. The user's beam scanning period and the base station's beam scanning period are considered in units of subframes, and a user's random access channel structure for transmitting preamble sequences is defined. For example, when the scanning period of the user equipment is N U , the user equipment needs to scan the N U beam directions to cover the entire space; When the scanning period of the base station is NB , the base station needs to cover the entire space by scanning NB beam directions. Accordingly, the user equipment needs to divide the random access channel into N B N U random access sub-channels, as shown in FIG. 21 . Compared with the conventional schemes, since both the receiver side and the transmitter side adopt a differential transmission scheme, both the scanning period of the base station and the scanning period of the user equipment can be reduced, thus using wider beams The above coverage can be realized. As a result, the time required for selecting beam pairs by the base station apparatus and the user equipment and the time required for transmitting the preamble sequence are reduced. To increase the supported cell radius, the same sequences may be repeatedly transmitted with the same preamble sequence.

상기 사용자 장치는 실시예 3에서의 차동 방식으로 프리앰블 시퀀스들을 송신한다. 즉, 프리앰블 시퀀스는 동일하게 2개의 파트들로 분할되고, 여기서 제1 파트는 합 빔으로 송신되고, 제2 파트는 차동 빔으로 송신되거나; 혹은 동일한 프리앰블 시퀀스들이 각각 합 빔 및 차동 빔으로 직교 시간-주파수 자원들에서 2개 혹은 그 이상의 다른 안테나 포트들에서 송신되거나; 혹은 동일하거나 혹은 다른 프리앰블 시퀀스들이 각각 합 빔 및 차동 빔으로 2개의 안테나 어레이들에서 송신된다. 상기 합 빔에 의해 송신되는 시퀀스는 합 빔 시퀀스라 칭해지고, 상기 차동 빔에 의해 송신되는 시퀀스는 차동 빔 시퀀스라 칭해진다. 프리앰블 시퀀스를 2개의 파트들로 송신하는 방식에서, 합 빔 시퀀스 및 차동 빔 시퀀스는 동일한 시퀀스가 될 수 있거나(즉, 동일한 시퀀스가 반복되어 프리앰블 시퀀스를 생성하거나), 혹은 프리앰블 시퀀스가 2개의 파트들로 분할된다.The user equipment transmits preamble sequences in a differential manner in the third embodiment. That is, the preamble sequence is equally divided into two parts, wherein the first part is transmitted with the sum beam and the second part is transmitted with the differential beam; or the same preamble sequences are transmitted on two or more different antenna ports on orthogonal time-frequency resources with a sum beam and a differential beam, respectively; Alternatively, the same or different preamble sequences are transmitted on the two antenna arrays with a sum beam and a differential beam, respectively. A sequence transmitted by the sum beam is referred to as a sum beam sequence, and a sequence transmitted by the differential beam is referred to as a differential beam sequence. In the method of transmitting the preamble sequence in two parts, the sum beam sequence and the differential beam sequence may be the same sequence (ie, the same sequence is repeated to generate the preamble sequence), or the preamble sequence is divided into two parts is divided into

상기 기지국은 실시예 1에서의 차동 방식과 유사한 차동 방식을 사용하여, 즉 2개의 안테나 어레이들을 사용하여 수신을 수행한다. 여기서, 제1 안테나 어레이는 합 빔 수신을 채택하고, 제2 안테나 어레이는 차동 빔 수신을 채택한다. 상기 기지국은 먼저 상기 프리앰블 시퀀스에 대해 상관 검출을 수행하고, 상기 프리앰블 시퀀스의 송신이 검출되었을 경우 최대 수신 에너지를 가지는 송신/수신 빔 페어를 결정하고, 최적 사용자 송신 빔 방향 및 그 각 편차 뿐만 아니라, 최적 기지국 수신 빔 방향 및 그 각 편차를 추정한다. 게다가, 상기 검출된 프리앰블 시퀀스들 및 자원들과, 상기 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로부터 상기 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차로의 매핑 관계를 기반으로, 상기 기지국은 최적 송신 빔 방향 및 그 각 편차를 결정할 수 있다.The base station performs reception using a differential scheme similar to the differential scheme in Embodiment 1, that is, using two antenna arrays. Here, the first antenna array adopts sum beam reception, and the second antenna array adopts differential beam reception. The base station first performs correlation detection on the preamble sequence, and when transmission of the preamble sequence is detected, determines a transmit/receive beam pair having the maximum receive energy, and not only the optimal user transmit beam direction and its respective deviation, The optimal base station reception beam direction and its angular deviation are estimated. In addition, based on the detected preamble sequences and resources, and the mapping relationship from the preamble sequences and resources to the base station transmit beam direction and its respective deviation, the base station determines the optimal transmit beam direction and its respective deviation can decide

상기 프리앰블 시퀀스에 대한 상관 검출을 수행할 때, 상기 기지국은 합 빔 수신 어레이 및 차동 빔 수신 어레이 각각에 대해 상관 검출을 수행하고, 그리고 나서 상기 상관 검출의 결과들에 따라, 포괄적으로 상기 프리앰블 시퀀스의 송신이 검출되는지 여부를 결정한다. 상기 프리앰블 시퀀스의 송신이 검출된 후, 상기 합 빔 수신 어레이의 수신 에너지와 상기 차동 빔 수신 어레이의 수신 에너지의 최대 값을 가지는 빔 방향이 선택되고 추가적으로 프로세싱된다. 수신 빔 방향의 편차를 결정하기 위해서, 상기 차동 빔 수신 어레이에 대해 수행된 상관 검출의 결과와 상기 합 빔 수신 어레이에 대해 수행된 상관 검출의 결과의 비가 계산되고, 그리고 나서 상기 수신 빔 방향의 편차가 룩업 테이블에 따라 결정된다. 송신 빔 방향의 편차를 결정하기 위해서, 상기 합 빔 수신 어레이 및 차동 빔 수신 어레이에 의해 수신된 차동 시퀀스 상관 검출 값들과 상기 합 빔 수신 어레이 및 차동 빔 수신 어레이에 의해 수신된 합 시퀀스 상관 검출 값들의 비가 계산되고, 그리고 나서 상기 송신 빔 방향의 편차가 룩업 테이블에 따라 결정된다. When performing correlation detection on the preamble sequence, the base station performs correlation detection on each of the sum beam reception array and the differential beam reception array, and then, according to the results of the correlation detection, comprehensively of the preamble sequence Determines whether a transmission is detected. After the transmission of the preamble sequence is detected, a beam direction having a maximum value of the reception energy of the sum beam reception array and the reception energy of the differential beam reception array is selected and further processed. In order to determine the deviation of the receive beam direction, a ratio of the result of the correlation detection performed on the differential beam receive array to the result of the correlation detection performed on the sum beam receive array is calculated, and then the deviation of the receive beam direction is calculated. is determined according to the lookup table. To determine the deviation of the transmission beam direction, the differential sequence correlation detection values received by the sum beam reception array and the differential beam reception array and the sum sequence correlation detection values received by the sum beam reception array and the differential beam reception array are combined. The ratio is calculated, and then the deviation of the transmission beam direction is determined according to a lookup table.

세 번째 과정에서, 상기 기지국은, 상기 두 번째 과정에서 결정된 최적 송신 방향 및 그 각 편차에 따라, 더 작은 폭을 가지는 빔들을 선택하여 랜덤 억세스 응답을 송신한다. 이 랜덤 억세스 응답은, 프리앰블 시퀀스 식별자와, 상기 사용자 장치와 기지국간의 지연 추정에 의해 결정되는 타이밍 어드밴스 명령과, C-RNTI 및 상기 UE가 다음 번에 업링크 송신을 수행하기 위해 할당된 시간-주파수 자원들 뿐만 아니라, 상기 사용자 장치에 대한 최적 송신 빔 방향 및 상기 송신 빔 방향의 편차를 더 포함한다. 여기서, 최대 수신 에너지를 가지는 송신 빔 방향은 빔 ID로 나타내지고, 상기 송신 빔 방향의 편차는 정량화되어 룩업 테이블에 의해 나타내진다. 해당하는 인덱스만을 송신함으로써, 상기 사용자 장치는 상기 인덱스를 사용하여 상기 룩업 테이블로부터 상기 방향 편차를 리드한다. 상기 사용자 장치는 상기 첫 번째 과정에서 결정된 최적 방향에서 더 작은 폭을 가지는 빔들을 사용하여 신호들을 수신한다. In a third process, the base station transmits a random access response by selecting beams having a smaller width according to the optimal transmission direction and each deviation determined in the second process. This random access response includes a preamble sequence identifier, a timing advance command determined by a delay estimate between the user equipment and the base station, a C-RNTI and a time-frequency allocated for the next time the UE performs uplink transmission. In addition to resources, it further includes an optimal transmit beam direction for the user equipment and a deviation of the transmit beam direction for the user equipment. Here, the transmission beam direction having the maximum reception energy is represented by a beam ID, and the deviation of the transmission beam direction is quantified and represented by a lookup table. By sending only the corresponding index, the user equipment reads the direction deviation from the lookup table using the index. The user equipment receives signals using beams having a smaller width in the optimal direction determined in the first step.

네 번째 과정에서, 상기 세 번째 과정에서 결정된 최적 송신 빔 방향에 따라, 상기 사용자 장치는 더 작은 빔을 가지는 빔들을 사용하여 Msg3를 송신한다. 상기 기지국은 상기 두 번째 과정에서 결정된 최적 방향에서 더 작은 폭을 가지는 빔들을 사용하여 상기 Msg3를 수신한다. In a fourth process, according to the optimal transmission beam direction determined in the third process, the user equipment transmits Msg3 using beams having smaller beams. The base station receives the Msg3 using beams having a smaller width in the optimal direction determined in the second process.

다섯 번째 과정에서, 상기 기지국은 상기 두 번째 과정에서 결정된 최적 빔 방향에서 더 작은 폭을 가지는 빔들을 사용하여 충돌 해결 방식을 송신한다. 상기 사용자 장치는 상기 첫 번째 과정에서 결정된 최적 방향에서 더 좁은 빔들을 사용하여 상기 충돌 해결 방식을 수신하여 상기 랜덤 억세스 프로세스를 완료하고, 이후 상기 기지국에 의한 업링크 자원 할당을 대기한다.In the fifth process, the base station transmits the collision resolution scheme using beams having a smaller width in the optimal beam direction determined in the second process. The user equipment receives the collision resolution method using narrower beams in the optimal direction determined in the first step, completes the random access process, and then waits for uplink resource allocation by the base station.

빔 폴링을 기반으로 하는 종래의 랜덤 억세스 방식과 비교할 경우, 이 실시예에서 제공되는 차동 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스 방식은 최적 송신/수신 빔 페어를 검출하는데 필요로 되는 시간을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 상기 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들의 지연이 감소되고, 따라서 사용자 경험이 개선된다. 특히, 송신 및 수신이 상기 최적 빔 페어에 의해 실현될 때, 10°의 폭을 가지는 빔들이 필요로 되고, 16개의 안테나 어레이 엘리먼트들로 구성되는 균일 선형 어레이(uniform linear array)가 사용될 수 있다; 그리고 수신 및 송신이 차동 방식으로 실현될 때, 8개의 안테나 어레이 엘리먼트들로 구성되는 균일 선형 어레이가 사용되고, 그 분해 가능 범위(resolvable range)는 30°이다. 따라서, 빔 폴링을 기반으로 하는 종래의 랜덤 억세스 방식과 비교할 때, 기지국의 스캐닝 주기 및 사용자의 스캐닝 주기는 둘 다 1/3씩 감소될 수 있다. 따라서, 상기 동기 신호 시퀀스의 송신, 상기 프리앰블 시퀀스의 송신 및 상기 최적 빔 페어의 검색을 위해 필요로 되는 시간이 1/9 씩 감소될 수 있다. 셀 커버리지 측면에서의 단점들을 보완하기 위해서, 상기 프리앰블 시퀀스는 차동 빔 방식으로 반복적으로 사용될 필요가 있다. 일 예로, 상기 안테나들의 개수가 1/2씩 감소되기 때문에, 수신 에너지가 1/4씩 감소되고, 따라서 상기 프리앰블 시퀀스는 에너지에서의 차이를 보완하기 위해 4번 반복적으로 송신될 필요가 있다. 이 경우, 상기 동기 신호 시퀀스의 송신, 상기 프리앰블 시퀀스의 송신 및 상기 최적 빔 페어의 검색을 위해 필요로 되는 시간은 여전히 상기 종래의 빔 폴링 방식에 비해 4/9이고, 따라서 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들의 효율이 현저하게 개선된다. Compared with the conventional random access scheme based on beam polling, the initial access and random access schemes based on differential beams provided in this embodiment effectively reduce the time required to detect an optimal transmit/receive beam pair. can do it As a result, the delay of the initial access and random access processes is reduced, and thus the user experience is improved. In particular, when transmission and reception are realized by the optimal beam pair, beams having a width of 10° are required, and a uniform linear array composed of 16 antenna array elements can be used; And when reception and transmission are realized in a differential manner, a uniform linear array composed of eight antenna array elements is used, and the resolvable range thereof is 30°. Accordingly, compared with the conventional random access method based on beam polling, both the scanning period of the base station and the scanning period of the user can be reduced by 1/3. Accordingly, the time required for transmission of the synchronization signal sequence, transmission of the preamble sequence, and search for the optimal beam pair may be reduced by 1/9. In order to compensate for the shortcomings in terms of cell coverage, the preamble sequence needs to be repeatedly used in a differential beam scheme. For example, since the number of antennas is reduced by 1/2, the received energy is reduced by 1/4, and thus the preamble sequence needs to be repeatedly transmitted 4 times to compensate for the difference in energy. In this case, the time required for transmission of the synchronization signal sequence, transmission of the preamble sequence, and search of the optimal beam pair is still 4/9 compared to the conventional beam polling scheme, and thus the initial access and random access process Their efficiency is significantly improved.

이 실시예에서 제공되는 차동 빔들을 기반으로 하는 랜덤 억세스 방식에서, 송신 충돌이 발생할 때, 더 낮은 우선 순위를 가지는 사용자 장치가 보다 팔리 실패를 트리거할 수 있다. 일 예로, 동일한 수신 스캐닝 빔 방향에서, 동일한 프리앰블 시퀀스를 송신하는 다수의 사용자 장치들이 존재한다. 여기서, 1개의 사용자 장치는 다수의 실패된 억세스 시도들로 인해 더 높은 송신 전력을 가지고, 이에 반해 다른 사용자 장치는 소수의 시도들로 인해 더 낮은 송신 전력을 가진다. 이 경우, 차동 수신을 기반으로 하는 기지국은 해당하는 프리앰블 시퀀스를 검출할 것이지만, 추정된 방향 편차는 더 높은 전력을 가지는 사용자 장치의 방향으로 보다 지향된다. 전력에서의 차이가 더 커지리 경우, 상기 차동 빔 수신 방식에 의해 추정되는 빔 방향은 더 높은 전력을 가지는 사용자 방향에 더 가까워진다. 상기 빔 방향을 조정하고, 더 좁은 빔들을 사용하여 상기 랜덤 억세스 응답을 송신함으로써, 저전력 사용자의 빔포밍 이득이 낮아진다. 결과적으로, 상기 수신된 에너지가 낮고, 상기 랜덤 억세스 응답의 수신에서의 저전력 사용자의 성능이 열악하거나, 혹은 저전력 사용자는 상기 랜덤 억세스 응답을 수신하는 것이 불가능하다. 상기 저전력 사용자가 상기 랜덤 응답을 시간 외에 수신할 경우, 상기 송신 전력은 상기 프리앰블 시퀀스를 재송신하기 위해 증가될 것이고, 새로운 랜덤 억세스 프로세스가 개시될 것이다. 이 경우, 고전력 사용자는 영향을 적게 받는다. 상기의 설명으로부터, 차동 빔들을 기반으로 하는 랜덤 억세스 프로세스는 충돌을 보다 빨리 해결할 수 있고, 충돌 해결시 효율성을 개선시킬 수 있다. In the random access scheme based on the differential beams provided in this embodiment, when a transmission collision occurs, a user equipment having a lower priority may trigger a more parley failure. For example, there are multiple user devices transmitting the same preamble sequence in the same reception scanning beam direction. Here, one user equipment has a higher transmit power due to a number of failed access attempts, whereas another user equipment has a lower transmit power due to a few attempts. In this case, the base station based on differential reception will detect the corresponding preamble sequence, but the estimated direction deviation is more directed towards the user equipment with higher power. When the difference in power becomes larger, the beam direction estimated by the differential beam reception scheme becomes closer to the direction of a user having higher power. By adjusting the beam direction and transmitting the random access response using narrower beams, the low power user's beamforming gain is lowered. As a result, the received energy is low, the performance of the low-power user in receiving the random access response is poor, or the low-power user is unable to receive the random access response. If the low power user receives the random response out of time, the transmit power will be increased to retransmit the preamble sequence and a new random access process will be initiated. In this case, high power users are less affected. From the above description, a random access process based on differential beams can resolve collisions faster and improve efficiency in collision resolution.

실시예 6:Example 6:

이 실시예는 기지국 장치 및 사용자 장치 둘 다의 안테나 어레이들이 방향 상호적이 아닐 때 송신기 측 및 수신기 측 둘 다 차동 빔 송신 방식을 채택하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들을 설명할 것이다. 상기 시스템 구성은 실시예 5와 유사하다. 상기 사용자 장치와 기지국 장치는 안테나 어레이를 기반으로 하는 송신 구조를 채택한다. 기지국 및 사용자에 대해, 안테나 포트들의 개수가 2일 경우, 1개의 포트는 합 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위해 사용되고, 이에 반해 다른 1개의 포트는 차동 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위해 사용된다; 상기 안테나 포트들의 개수가 3보다 크거나 같을 경우, 상기 안테나 포트들은 임의적으로 2개의 파트들로 분류될 수 있고, 그 중 1개의 파트는 합 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위한 것이고, 이에 반해 나머지 1개의 파트는 차동 빔 시퀀스들을 송신 및 수신하기 위한 것이다.This embodiment will describe initial access and random access processes in which both the transmitter side and the receiver side adopt a differential beam transmission scheme when the antenna arrays of both the base station apparatus and the user equipment are not directional reciprocal. The system configuration is similar to the fifth embodiment. The user equipment and the base station equipment adopt a transmission structure based on an antenna array. For the base station and the user, when the number of antenna ports is 2, one port is used for transmitting and receiving sum beam sequences, whereas the other port is used for transmitting and receiving differential beam sequences; When the number of the antenna ports is greater than or equal to 3, the antenna ports may be arbitrarily classified into two parts, one part is for transmitting and receiving sum beam sequences, whereas the other 1 part is for transmitting and receiving sum beam sequences. A part is for transmitting and receiving differential beam sequences.

첫 번째 과정에서, 상기 기지국은 동기 신호 시퀀스를 송신하고, 상기 사용자 장치는 상기 수신된 신호에 대해 상관 검출을 수행한다. 상기 사용자의 빔 스캐닝 주기와 상기 기지국의 빔 스캐닝 주기는 서브 프레임들의 단위로 고려되고, 동기 신호 시퀀스들을 송신하기 위한 기지국의 채널 구조가 정의되어 있다. 상기 기지국은 차동 방식으로 동기 신호들을 송신한다. 상기 기지국은 실시예 1에서 설명된 바와 같이 상기 차동 방식으로 동기 신호 시퀀스들을 송신한다. 즉, 동기 신호 시퀀스는 동일하게 2개의 파트들로 분할되고, 여기서 제1 파트는 합 빔으로 송신되고, 제2 파트는 차동 빔으로 송신되거나; 혹은 동일한 동기 신호 시퀀스들이 각각 합 빔 및 차동 빔으로 직교 시간-주파수 자원들에서 2개의 다른 안테나 포트들에서 송신되거나; 혹은 동일하거나 혹은 다른 동기 신호 시퀀스들이 각각 합 빔 및 차동 빔으로 2개의 다른 안테나 어레이들에서 송신된다. 상기 합 빔에 의해 송신되는 시퀀스는 합 빔 시퀀스라 칭해지고, 상기 차동 빔에 의해 송신되는 시퀀스는 차동 빔 시퀀스라 칭해진다. 프리앰블 시퀀스를 2개의 파트들로 송신하는 방식에서, 합 빔 시퀀스 및 차동 빔 시퀀스는 동일한 시퀀스가 될 수 있거나(즉, 동일한 시퀀스가 반복되어 동기 신호 시퀀스를 생성하거나), 혹은 동기 신호 시퀀스가 2개의 파트들로 분할된다.In a first process, the base station transmits a synchronization signal sequence, and the user equipment performs correlation detection on the received signal. The user's beam scanning period and the base station's beam scanning period are considered in units of subframes, and a channel structure of the base station for transmitting synchronization signal sequences is defined. The base station transmits synchronization signals in a differential manner. The base station transmits synchronization signal sequences in the differential manner as described in Embodiment 1. That is, the synchronization signal sequence is equally divided into two parts, wherein the first part is transmitted with the sum beam and the second part is transmitted with the differential beam; or the same synchronization signal sequences are transmitted at two different antenna ports on orthogonal time-frequency resources with a sum beam and a differential beam, respectively; Alternatively, the same or different synchronization signal sequences are transmitted on two different antenna arrays with a sum beam and a differential beam, respectively. A sequence transmitted by the sum beam is referred to as a sum beam sequence, and a sequence transmitted by the differential beam is referred to as a differential beam sequence. In the method of transmitting the preamble sequence in two parts, the sum beam sequence and the differential beam sequence may be the same sequence (that is, the same sequence is repeated to generate a synchronization signal sequence), or the synchronization signal sequence may include two divided into parts.

상기 사용자 장치는 실시예 3에서의 차동 방식과 유사한 차동 방식을 사용하여, 즉 2개의 안테나 어레이들을 사용하여 수신을 수행한다. 여기서, 제1 안테나 어레이는 합 빔 수신을 채택하고, 제2 안테나 어레이는 차동 빔 수신을 채택한다. 상기 사용자는 상기 동기 신호 시퀀스에 대해 상관 검출을 수행하고, 상기 동기 신호 시퀀스의 송신이 검출되었을 경우 최대 수신 에너지를 가지는 송신/수신 빔 페어를 결정하고, 최적 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차 뿐만 아니라, 최적 사용자 수신 빔 방향 및 그 각 편차를 추정한다. 다음 과정들에서, 상기 사용자 장치는 이 빔 방향을 사용하여 신호들을 송신 및 수신한다. 상기 동기 신호 시퀀스에 대한 상관 검출을 수행할 때, 상기 사용자는 합 빔 수신 어레이 및 차동 빔 수신 어레이 각각에 대해 상관 검출을 수행하고, 그리고 나서 상기 상관 검출의 결과들에 따라, 포괄적으로 상기 동기 신호 시퀀스의 송신이 검출되는지 여부를 결정한다. 상기 동기 신호 시퀀스의 송신이 검출된 후, 상기 합 빔 수신 어레이의 수신 에너지와 상기 차동 빔 수신 어레이의 수신 에너지의 최대 값을 가지는 빔 방향 페어가 선택되고 추가적으로 프로세싱된다. 수신 빔 방향의 편차를 결정하기 위해서, 상기 차동 빔 수신 어레이에 대해 수행된 상관 검출의 결과와 상기 합 빔 수신 어레이에 대해 수행된 상관 검출의 결과의 비가 계산되고, 그리고 나서 상기 수신 빔 방향의 편차가 룩업 테이블에 따라 결정된다.The user equipment performs reception using a differential scheme similar to the differential scheme in Embodiment 3, that is, using two antenna arrays. Here, the first antenna array adopts sum beam reception, and the second antenna array adopts differential beam reception. The user performs correlation detection on the synchronization signal sequence, determines a transmission/reception beam pair having a maximum reception energy when transmission of the synchronization signal sequence is detected, and determines an optimal base station transmission beam direction and its angular deviation as well as , estimate the optimal user receive beam direction and its angular deviation. In the following procedures, the user equipment transmits and receives signals using this beam direction. When performing correlation detection on the synchronization signal sequence, the user performs correlation detection on each of the sum beam reception array and the differential beam reception array, and then according to the results of the correlation detection, comprehensively the synchronization signal Determines whether transmission of the sequence is detected. After the transmission of the synchronization signal sequence is detected, a beam direction pair having a maximum value of the received energy of the sum beam receiving array and the received energy of the differential beam receiving array is selected and further processed. In order to determine the deviation of the receive beam direction, a ratio of the result of the correlation detection performed on the differential beam receive array to the result of the correlation detection performed on the sum beam receive array is calculated, and then the deviation of the receive beam direction is calculated. is determined according to the lookup table.

다음으로, 상기 기지국은 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 다운링크 브로드캐스트 채널, 혹은 상위 계층 시그널링 구성을 통해 상기 사용자로 랜덤 억세스 구성 정보를 송신한다.Next, the base station transmits the random access configuration information to the user through a downlink control channel, a downlink shared channel, a downlink broadcast channel, or a higher layer signaling configuration.

두 번째 과정에서, 상기 사용자 장치는 프리앰블 시퀀스들의 집합으로부터 프리앰블 시퀀스를 랜덤하게 선택하고, 상기 첫 번째 과정에서 획득된 최적 빔들로 상기 프리앰블 시퀀스를 송신한다. 상기 기지국은 실시예 1의 차동 방식과 유사한 차동 방식, 즉 2개의 안테나 어레이들을 사용하여 수신을 수행한다. 여기서, 제1 안테나 어레이는 합 빔 수신을 채택하고, 제2 안테나 어레이는 차동 빔 수신을 채택한다. 상기 기지국은 상기 프리앰블 시퀀스에 대해 상관 검출을 수행하고, 상기 프리앰블 시퀀스의 송신이 검출되었을 경우 최대 수신 에너지를 가지는 수신 빔을 결정하고, 최적 기지국 수신 빔 방향 및 그 각 편차를 추정한다. 다음 과정들에서, 상기 기지국은 이 방향을 사용하여 신호들을 송신 및 수신한다. 상기 프리앰블 시퀀스에 대해 상관 검출을 수행할 때, 상기 기지국은 각각 합 빔 수신 어레이 및 차동 빔 수신 어레이에서 상관 검출을 수행하고, 그리고 나서 상기 상관 검출의 결과들에 따라, 포괄적으로 상기 프리앰블 시퀀스의 송신이 검출되는지 여부를 결정한다. 상기 프리앰블 시퀀스의 송신이 검출된 후, 상기 합 빔 수신 어레이의 수신 에너지와 차동 빔 수신 어레이의 수신 에너지의 최대 합을 가지는 빔 방향 페어가 선택되고, 그리고 나서 추가적으로 프로세싱된다. 수신 빔 방향의 편차를 결정하기 위해서, 상기 차동 빔 수신 어레이에서 수행된 상관 검출의 결과와 상기 합 빔 수신 어레이에서 수행된 상관 검출의 결과의 비가 계산되고, 그리고 나서 상기 수신 빔 방향의 편차가 룩업 테이블에 따라 결정된다. In the second process, the user equipment randomly selects a preamble sequence from a set of preamble sequences, and transmits the preamble sequence using the optimal beams obtained in the first process. The base station performs reception using a differential scheme similar to that of Embodiment 1, that is, two antenna arrays. Here, the first antenna array adopts sum beam reception, and the second antenna array adopts differential beam reception. The base station performs correlation detection on the preamble sequence, determines a receive beam having the maximum receive energy when transmission of the preamble sequence is detected, and estimates an optimal base station receive beam direction and each deviation thereof. In the following procedures, the base station transmits and receives signals using this direction. When performing correlation detection on the preamble sequence, the base station performs correlation detection in a sum beam receiving array and a differential beam receiving array, respectively, and then according to the results of the correlation detection, comprehensively transmitting the preamble sequence Determines whether it is detected or not. After the transmission of the preamble sequence is detected, a beam direction pair having the maximum sum of the received energy of the sum beam receiving array and the received energy of the differential beam receiving array is selected, and then further processed. In order to determine the deviation of the receive beam direction, a ratio of the result of correlation detection performed in the differential beam receiving array to the result of correlation detection performed in the sum beam receiving array is calculated, and then the deviation of the receive beam direction is looked up It depends on the table.

세 번째 과정과, 네 번째 과정 및 다섯 번째 과정에서, 상기 사용자 장치 및 기지국 장치는 별도로 상기 첫 번째 과정 및 두 번째 과정에서 결정된 최적의 더 좁은 빔들을 사용하여 RAR의 송신 및 수신, Msg3의 송신 및 수신, 충돌 해결 방식의 송신 및 수신을 실현한다.In the third process, the fourth process and the fifth process, the user equipment and the base station apparatus separately transmit and receive RAR, transmit and receive Msg3 using the optimal narrower beams determined in the first process and the second process. Receiving, realizing the transmission and reception of the collision resolution method.

빔 폴링을 기반으로 하는 종래의 랜덤 억세스 방식과 비교할 경우, 이 실시예에서 제공되는 차동 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스 방식은 최적 송신/수신 빔 페어를 검출하는데 필요로 되는 시간을 효율적으로 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 초기 억세스 및 랜덤 억세스 프로세스들의 지연이 감소되고, 사용자 경험이 개선된다. 추가적으로, 이 실시예에서 제공되는 차동 빔들을 기반으로 하는 랜덤 억세스 방식에서, 송신 충돌이 발생할 때, 더 낮은 우선 순위를 가지는 사용자 장치가 보다 팔리 실패를 트리거할 수 있다.Compared with the conventional random access scheme based on beam polling, the initial access and random access schemes based on differential beams provided in this embodiment efficiently reduce the time required to detect an optimal transmit/receive beam pair. can be reduced As a result, the delay of the initial access and random access processes is reduced, and the user experience is improved. Additionally, in the random access scheme based on the differential beams provided in this embodiment, when a transmission collision occurs, a user equipment having a lower priority may trigger a more parley failure.

상기 사용자 장치 및 기지국 장치가 차동 빔들을 사용하여 프리앰블 시퀀스를 송신 및 수신할지 여부는 실제 시나리오에 따라 조정될 수 있다는 것에 유의하여야만 할 것이다. 게다가, 실시예 5 및 실시예 6에서 제공되는 방식들이 경쟁-기반 랜덤 억세스 프로세스에 적용될 수 있다고 할지라도, 첫 번째 과정과, 두 번째 과정 및 세 번째 과정에서의 방식들은 비경쟁 랜덤 억세스 프로세스에도 적용될 수 있다. 다만 차이점은: 상기 사용자 장치가 상기 기지국 장치에 대한 다른 최적 송신 빔 방향들을 기반으로 상기 할당된 프리앰블 시퀀스들을 사용하고; 상기 사용자 장치가 상기 기지국 장치로부터 상기 랜덤 억세스 응답 및 빔 조정 정보를 수신한 후 랜덤 억세스 프로세스가 종료되지만, 상기 사용자 장치 및 기지국 장치는 다음 통신을 위해 상기 빔 방향 편차에 따라 상기 빔들을 계속 조정할 것이라는 것이다.It should be noted that whether the user equipment and the base station equipment transmit and receive the preamble sequence using differential beams may be adjusted according to an actual scenario. Moreover, although the schemes provided in Embodiments 5 and 6 can be applied to the contention-based random access process, the schemes in the first process, the second process, and the third process can also be applied to the contention-free random access process. have. The only differences are: the user equipment uses the assigned preamble sequences based on different optimal transmit beam directions for the base station equipment; that the random access process is terminated after the user equipment receives the random access response and beam steering information from the base station apparatus, but the user equipment and the base station apparatus continue to adjust the beams according to the beam direction deviation for the next communication will be.

실시예 7:Example 7:

이 실시예는 송신 측 및 수신측 둘 다 차동 빔 송신 방식을 채택하는 초기 억세스 프로세스를 설명할 것이다. 상기 시스템 구성은 실시예 1과 유사하다. 사용자 장치와 기지국은 둘 다 안테나 어레이를 기반으로 하는 송신 구조를 채택한다.This embodiment will describe an initial access process in which both the transmitting side and the receiving side adopt a differential beam transmission scheme. The system configuration is similar to the first embodiment. Both the user equipment and the base station adopt a transmission structure based on an antenna array.

첫 번째 과정에서, 상기 기지국은 기본 동기 신호(Primary Synchronization Signal: PSS) 시퀀스를 송신하고, 상기 사용자 장치는 수신된 신호에 대해 상관 검출을 수행한다. 상기 사용자의 빔 스캐닝 주기와 상기 기지국의 빔 스캐닝 주기는 서브 프레임들의 단위로 고려되고, 기본 동기 신호를 송신하기 위한 기지국의 채널 구조는 정의되어 있다. 상기 기지국은 차동 방식으로 상기 기본 동기 신호를 송신한다. 상기 기지국은 실시예 1에서 설명된 바와 같이 상기 차동 방식을 사용하여 송신을 수행한다. 즉, 동기 신호 시퀀스는 동일하게 2개의 파트들로 분할되고, 여기서 제1 파트는 합 빔으로 송신되고, 제2 파트는 차동 빔으로 송신되거나; 혹은 동일한 동기 신호 시퀀스들이 각각 합 빔 및 차동 빔으로 직교 시간-주파수 자원들에서 2개의 다른 안테나 포트들에서 송신되거나; 혹은 동일하거나 혹은 다른 동기 신호 시퀀스들이 각각 합 빔 및 차동 빔으로 2개의 다른 안테나 어레이들에서 송신된다. 상기 합 빔에 의해 송신되는 시퀀스는 합 빔 시퀀스라 칭해지고, 상기 차동 빔에 의해 송신되는 시퀀스는 차동 빔 시퀀스라 칭해진다. 프리앰블 시퀀스를 2개의 파트들로 송신하는 방식에서, 합 빔 시퀀스 및 차동 빔 시퀀스는 동일한 시퀀스를 채택할 수 있거나(즉, 동일한 시퀀스가 반복되어 동기 신호 시퀀스를 생성하거나), 혹은 동기 신호 시퀀스가 2개의 파트들로 분할된다.In a first process, the base station transmits a primary synchronization signal (PSS) sequence, and the user equipment performs correlation detection on the received signal. The user's beam scanning period and the base station's beam scanning period are considered in units of subframes, and a channel structure of the base station for transmitting the basic synchronization signal is defined. The base station transmits the basic synchronization signal in a differential manner. The base station performs transmission using the differential scheme as described in Embodiment 1. That is, the synchronization signal sequence is equally divided into two parts, wherein the first part is transmitted with the sum beam and the second part is transmitted with the differential beam; or the same synchronization signal sequences are transmitted at two different antenna ports on orthogonal time-frequency resources with a sum beam and a differential beam, respectively; Alternatively, the same or different synchronization signal sequences are transmitted on two different antenna arrays with a sum beam and a differential beam, respectively. A sequence transmitted by the sum beam is referred to as a sum beam sequence, and a sequence transmitted by the differential beam is referred to as a differential beam sequence. In the method of transmitting the preamble sequence in two parts, the sum beam sequence and the differential beam sequence may adopt the same sequence (ie, the same sequence is repeated to generate a synchronization signal sequence), or the synchronization signal sequence is 2 divided into parts.

상기 사용자 장치는 실시예 3에서의 차동 방식과 유사한 차동 방식을 사용하여, 즉 2개의 안테나 어레이들을 사용하여 수신을 수행한다. 여기서, 제1 안테나 어레이는 합 빔 수신을 채택하고, 제2 안테나 어레이는 차동 빔 수신을 채택한다. 상기 사용자는 먼저 상기 동기 신호 시퀀스에 대해 상관 검출을 수행하고, 상기 기본 동기 신호 시퀀스의 송신이 검출되었을 경우 최대 수신 에너지를 가지는 송신/수신 빔 페어를 결정하고, 최적 기지국 송신 빔 방향 및 그 각 편차 뿐만 아니라, 최적 사용자 수신 빔 방향 및 그 각 편차를 추정한다. 다음 과정들에서, 상기 사용자 장치는 이 빔 방향을 사용하여 신호들을 수신한다.The user equipment performs reception using a differential scheme similar to the differential scheme in Embodiment 3, that is, using two antenna arrays. Here, the first antenna array adopts sum beam reception, and the second antenna array adopts differential beam reception. The user first performs correlation detection on the synchronization signal sequence, determines a transmission/reception beam pair having a maximum reception energy when transmission of the basic synchronization signal sequence is detected, and determines an optimal base station transmission beam direction and its respective deviation In addition, the optimal user reception beam direction and its angular deviation are estimated. In the following steps, the user equipment receives signals using this beam direction.

두 번째 과정에서, 상기 기지국 장치는 보다 좁은 빔들을 사용하여 폴링으로, 상기 기본 동기 신호 보다는, 보조 동기 신호(Secondary Synchronization Signal: SSS), 향상된 동기 신호(Enhanced Synchronization Signal: ESS) 등과 같은 다른 동기 신호들을 송신한다. 상기 사용자 장치는 상기 첫 번째 과정에서 결정된 최적의 더 좁은 빔들을 사용하여 이런 동기 신호들을 수신한다. In the second process, the base station apparatus polls using narrower beams, and other synchronization signals such as a secondary synchronization signal (SSS), an enhanced synchronization signal (ESS), etc. rather than the basic synchronization signal send them The user equipment receives these synchronization signals using the optimal narrower beams determined in the first step.

세 번째 과정에서, 상기 기지국은 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 다운링크 브로드캐스트 채널, 혹은 상위 계층 시그널링 구성을 통해 상기 사용자로 랜덤 억세스 구성 정보를 송신한다. 이제, 상기 초기 억세스 프로세스가 완료된다. In the third process, the base station transmits random access configuration information to the user through a downlink control channel, a downlink shared channel, a downlink broadcast channel, or a higher layer signaling configuration. Now, the initial access process is complete.

도 26은 본 발명의 특정 실시예에 따른 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 기지국 장치의 개략적 구조 다이아그램이다.26 is a schematic structural diagram of a base station apparatus for initial access and random access based on a plurality of antenna ports and a plurality of beams according to a specific embodiment of the present invention.

제1 송신 모듈(510)은 적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서 사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 송신하도록 구성되고; 제1 수신 모듈(520)은 적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 수신하도록 구성되고; 제1 결정 모듈(530)은 상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과, 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하도록 구성되고; 제1 조정 모듈(540)은 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 기지국 빔 방향의 각 편차에 따라 기지국 빔들을 조정하도록 구성되고; 제1 송수신기 모듈(550)은 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치와 데이터 송신 및 수신을 수행하도록 구성된다. the first transmitting module 510 is configured to transmit the synchronization signal sequence to the user equipment in the at least two correlated base station beams; the first receiving module 520 is configured to receive the preamble sequence transmitted by the user equipment in at least two correlated base station beams; the first determining module 530 is configured to determine, based on the preamble sequence, the direction of the base station beam having the maximum energy and the deviation of the beam direction of the base station; the first adjusting module 540 is configured to adjust the base station beams according to the deviation of the base station beam direction and the base station beam direction having the maximum energy; The first transceiver module 550 is configured to perform data transmission and reception with the user equipment using the adjusted base station beams.

도 27은 본 발명의 특정 실시예에 따른 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 사용자 장치의 개략적 구조 다이아그램이다.27 is a schematic structural diagram of a user equipment for initial access and random access based on multiple antenna ports and multiple beams according to a specific embodiment of the present invention.

제2 송신 모듈(610)은 적어도 2개의 상관 기지국 빔들에서 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하도록 구성되고; 제2 결정 모듈(620)은 상기 초기 억세스 데이터에 대해 동기 신호 시퀀스 상관 검출을 수행하고, 상기 동기 신호 시퀀스 상관 검출의 결과에 따라, 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하도록 구성되고; 제3 결정 모듈(630)은 상기 결정된 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 기지국 빔 방향의 각 편차에 따라, 해당하는 프리앰블 시퀀스와 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 결정하도록 구성되고; 제3 송신 모듈(640)은 상기 기지국 장치로 상기 프리앰블 시퀀스를 송신하도록 구성되고; 제2 송수신기 모듈(650)은 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치와 데이터 송신을 수행하도록 구성된다.the second transmitting module 610 is configured to receive the initial access data transmitted by the base station apparatus in the at least two correlated base station beams; The second determining module 620 performs synchronization signal sequence correlation detection on the initial access data, and according to the result of the synchronization signal sequence correlation detection, each deviation between the beam direction of the base station having the maximum energy and the beam direction of the base station is configured to determine; the third determining module 630 is configured to determine a corresponding preamble sequence and a time-frequency resource occupied by the preamble sequence according to each deviation of the base station beam direction and the base station beam direction having the determined maximum energy; a third transmitting module 640 is configured to transmit the preamble sequence to the base station apparatus; The second transceiver module 650 is configured to perform data transmission with the base station apparatus using the adjusted base station beams.

도 28은 본 발명의 다른 특정 실시예에 따른 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 기지국 장치의 개략적 구조 다이아그램이다.28 is a schematic structural diagram of a base station apparatus for initial access and random access based on a plurality of antenna ports and a plurality of beams according to another specific embodiment of the present invention.

제4 송신 모듈(710)은 사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 송신하도록 구성되고; 제2 수신 모듈(720)은 적어도 2개의 상관 사용자 빔들에서 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 수신하도록 구성되고; 제4 결정 모듈(730)은 상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과, 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 결정하고, 폴링으로 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과, 상기 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하도록 구성되고; 제2 조정 모듈(740)은 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 기지국 빔 방향의 각 편차에 따라 기지국 빔들을 조정하도록 구성되고; 제5 송신 모듈(750)은 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치로, 랜덤 억세스 응답과 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 나타내는 지시 정보를 송신하도록 구성되고; 제3 송수신기 모듈(760)은 상기 조정된 기지국 빔들을 사용하여, 그 사용자 빔들이 상기 지시 정보를 기반으로 조정된 사용자 장치와 데이터 송신 및 수신을 수행하도록 구성된다.the fourth transmitting module 710 is configured to transmit the synchronization signal sequence to the user equipment; the second receiving module 720 is configured to receive the preamble sequence transmitted by the user equipment in at least two correlated user beams; A fourth determining module 730 determines each deviation between the user beam direction having the maximum energy and the user beam direction based on the preamble sequence, and polling the base station beam direction having the maximum energy, the base station beam configured to determine an angular deviation in direction; the second adjustment module 740 is configured to adjust the base station beams according to each deviation of the base station beam direction and the base station beam direction having the maximum energy; A fifth transmitting module 750 is configured to transmit, to the user equipment, a random access response and indication information indicating an angle deviation of a direction of a user beam having the maximum energy and a direction of the user beam by using the adjusted base station beams, ; The third transceiver module 760 is configured to perform data transmission and reception with the user equipment for which the user beams are adjusted based on the indication information, using the adjusted base station beams.

도 29는 본 발명의 다른 특정 실시예에 따른 다수의 안테나 포트들 및 다수의 빔들을 기반으로 하는 초기 억세스 및 랜덤 억세스를 위한 사용자 장치의 개략적 구조 다이아그램이다.29 is a schematic structural diagram of a user equipment for initial access and random access based on a plurality of antenna ports and a plurality of beams according to another specific embodiment of the present invention.

제6 송신 모듈(810)은 적어도 2개의 상관 사용자 빔들에서 기지국 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하도록 구성되고; 제5 결정 모듈(820)은 상기 초기 억세스 데이터에 대해 동기 신호 시퀀스 상관 검출을 수행하고, 상기 동기 신호 시퀀스 상관 검출의 결과에 따라, 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과 상기 사용자 빔 방향의 각 편차를 결정하도록 구성되고; 제3 조정 모듈(830)은 상기 최대 에너지를 가지는 사용자 빔 방향과 상기 사용자 빔 방향의 각 편차에 따라 사용자 빔들을 조정하도록 구성되고; 제6 송신 모듈(840)은 상기 기지국 장치로 프리앰블 시퀀스를 송신하도록 구성되고; 제4 송수신기 모듈(850)은 상기 조정된 사용자 빔들을 사용하여 상기 기지국 장치와 데이터 송신을 수행하도록 구성된다.the sixth transmitting module 810 is configured to receive the initial access data transmitted by the base station apparatus in the at least two correlated user beams; A fifth determining module 820 performs synchronization signal sequence correlation detection on the initial access data, and according to the result of the synchronization signal sequence correlation detection, each deviation between the direction of the user beam having the maximum energy and the direction of the user beam is configured to determine; the third adjusting module 830 is configured to adjust the user beams according to the deviation of the direction of the user beam having the maximum energy and the direction of the user beam; a sixth transmitting module 840 is configured to transmit a preamble sequence to the base station apparatus; The fourth transceiver module 850 is configured to perform data transmission with the base station apparatus using the steered user beams.

상기 실시예 방법들에서의 과정들 중 전부 또는 일부가 프로그램들로 관련 하드웨어를 명령함으로써 구현될 수 있다는 것은 해당 기술 분야의 당업자에게 이해될 수 있다. 상기 프로그램들은 컴퓨터 리드 가능 저장 매체에 저장될 수 있으며, 실행될 때 상기 방법 실시예들의 과정들 중 하나 혹은 그 조합을 포함할 수 있다.It can be understood by those skilled in the art that all or part of the processes in the above embodiment methods may be implemented by instructing related hardware with programs. The programs may be stored in a computer readable storage medium and, when executed, may include one or a combination of the steps of the method embodiments.

상기한 바와 같은 설명들은 본 발명의 일부 구현들일 뿐이다. 해당 기술 분야의 당업자에게는, 본 발명의 원리를 벗어남이 없이 다양한 개선들 및 수정들이 이루어질 수 있으며, 이러한 개선들 및 수정들은 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 간주될 것이라는 것에 유의하여야만 한다.The descriptions above are merely some implementations of the present invention. It should be noted that various improvements and modifications can be made to those skilled in the art without departing from the principles of the present invention, and such improvements and modifications will be considered to fall within the protection scope of the present invention.

Claims (15)

무선 통신 시스템에서 기지국에 의해 수행되는 방법에 있어서,
적어도 2개의 기지국 빔들을 통해 사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 차동 빔(differential beam) 송신 방식으로 송신하는 과정과;
상기 적어도 2개의 기지국 빔들을 통해, 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 차동 빔 수신 방식으로 수신하는 과정과;
상기 수신된 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정과;
상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 각 편차를 기반으로 상기 적어도 2개의 기지국 빔들을 조정하는 과정과;
상기 적어도 2개의 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치와 데이터 송신 및 수신을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
A method performed by a base station in a wireless communication system, comprising:
transmitting a synchronization signal sequence to a user equipment through at least two base station beams using a differential beam transmission method;
receiving a preamble sequence transmitted by the user equipment through the at least two base station beams in a differential beam reception scheme;
determining each deviation between a beam direction of a base station having a maximum energy and a beam direction of a base station having the maximum energy based on the received preamble sequence;
adjusting the at least two base station beams based on the direction of the base station beam having the maximum energy and the angle deviation;
and performing data transmission and reception with the user equipment using the at least two coordinated base station beams.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 적어도 2개의 기지국 빔들을 통해, 상기 사용자 장치로 상기 동기 신호 시퀀스를 송신하는 과정 후에:
상기 사용자 장치로 랜덤 억세스 구성 정보를 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 다운링크 브로드캐스트 채널 혹은 상위 계층 시그널링 구성을 통해 송신하는 과정을 더 포함하며,
상기 랜덤 억세스 구성 정보는 기지국 송신 빔 방향 및 상기 기지국 송신 빔 방향의 각 편차로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계, 혹은 상기 기지국 송신 빔 방향으로부터 프리앰블 시퀀스들 및 자원들로의 매핑 관계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
According to claim 1,
After transmitting the synchronization signal sequence to the user equipment via the at least two base station beams:
The method further includes transmitting random access configuration information to the user device through a downlink control channel, a downlink shared channel, a downlink broadcast channel, or a higher layer signaling configuration,
The random access configuration information includes a mapping relationship from each deviation of the base station transmit beam direction and the base station transmit beam direction to preamble sequences and resources, or a mapping relationship from the base station transmit beam direction to preamble sequences and resources. A method characterized by
제1항에 있어서,
상기 적어도 2개의 기지국 빔들을 통해, 상기 사용자 장치로 상기 동기 신호 시퀀스를 송신하는 과정은:
다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 혹은 다운링크 브로드캐스트 채널을 통해 합 빔(sum beam)을 통해 제1 컴포넌트(component) 데이터 시퀀스를 송신하고, 차동 빔을 통해 제2 컴포넌트 데이터 시퀀스를 송신하는 과정을 포함하며, 상기 동기 신호 시퀀스는 상기 제1 컴포넌트 데이터 시퀀스 및 제2 컴포넌트 데이터 시퀀스를 포함하거나, 혹은 상기 동기 신호 시퀀스는 상기 제1 컴포넌트 데이터 시퀀스 및 제2 컴포넌트 데이터 시퀀스와 동일함을 특징으로 하는 방법.
According to claim 1,
Transmitting the synchronization signal sequence to the user equipment through the at least two base station beams includes:
Transmitting a first component data sequence through a sum beam through a downlink control channel, a downlink shared channel, or a downlink broadcast channel, and transmitting a second component data sequence through a differential beam process, wherein the synchronization signal sequence includes the first component data sequence and the second component data sequence, or the synchronization signal sequence is the same as the first component data sequence and the second component data sequence. How to.
제1항에 있어서,
상기 적어도 2개의 상관 기지국 빔들을 통해, 상기 사용자 장치로 상기 동기 신호 시퀀스를 송신하는 과정은:
상기 동기 신호 시퀀스를 미리 결정되어 있는 시간-주파수 자원들에서 합 빔 및 차동 빔으로 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 혹은 다운링크 브로드캐스트 채널을 통해 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
According to claim 1,
Transmitting the synchronization signal sequence to the user equipment via the at least two correlated base station beams includes:
and transmitting the synchronization signal sequence through a downlink control channel, a downlink shared channel, or a downlink broadcast channel in a sum beam and a differential beam in predetermined time-frequency resources. .
제1항에 있어서,
상기 적어도 2개의 기지국 빔들을 통해, 상기 사용자 장치로 상기 동기 신호 시퀀스를 송신하는 과정은:
2개의 다른 안테나 어레이들에서, 동일하거나 혹은 다른 동기 신호 시퀀스들을 합 빔 및 차동 빔으로 다운링크 제어 채널, 다운링크 공유 채널, 혹은 다운링크 브로드캐스트 채널을 통해 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
According to claim 1,
Transmitting the synchronization signal sequence to the user equipment through the at least two base station beams includes:
In two different antenna arrays, the same or different synchronization signal sequences are transmitted in a sum beam and a differential beam through a downlink control channel, a downlink shared channel, or a downlink broadcast channel. Way.
제1항에 있어서,
상기 적어도 2개의 기지국 빔들을 통해 상기 차동 빔 수신 방식으로 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 수신하는 과정은:
상기 적어도 2개의 기지국 빔들에서 차동 빔 수신 방식으로 상기 사용자 장치에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 수신하는 과정과;
상기 초기 억세스 데이터에 대해 프리앰블 시퀀스 상관 검출을 수행하여 상기 초기 억세스 데이터에 포함되어 있는 프리앰블 시퀀스 및 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
According to claim 1,
Receiving the preamble sequence transmitted by the user equipment in the differential beam reception scheme through the at least two base station beams includes:
receiving initial access data transmitted by the user equipment in a differential beam reception method in the at least two base station beams;
and determining a preamble sequence included in the initial access data and a time-frequency resource occupied by the preamble sequence by performing preamble sequence correlation detection on the initial access data.
제7항에 있어서,
상기 수신된 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 각 편차를 결정하는 과정은:
상기 초기 억세스 데이터에 대해 수행되는 프리앰블 시퀀스 상관 검출의 결과를 기반으로, 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 수신 빔 방향 및 상기 각 편차를 결정하는 과정과;
상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원, 랜덤 억세스 구성 정보, 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 송신 빔 방향 및 상기 각 편차를 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
8. The method of claim 7,
The process of determining the beam direction of the base station having the maximum energy and the angle deviation based on the received preamble sequence includes:
determining a receive beam direction of a base station having the maximum energy and each deviation based on a result of preamble sequence correlation detection performed on the initial access data;
and determining, based on the preamble sequence, a time-frequency resource occupied by the preamble sequence, random access configuration information, a transmission beam direction of a base station having the maximum energy, and each deviation.
무선 통신 시스템에서 사용자 장치에 의해 수행되는 방법에 있어서,
적어도 2개의 기지국 빔들을 통해 기지국에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 차동 빔(differential beam) 수신 방식으로 수신하는 과정과;
상기 초기 억세스 데이터에 대해 동기 신호 시퀀스 상관 검출을 수행하고, 상기 동기 신호 시퀀스 상관 검출의 결과에 따라, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하는 과정과;
상기 결정된 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 각 편차를 기반으로, 대응되는 프리앰블 시퀀스와 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 결정하는 과정과;
상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 사용하여 상기 기지국으로 상기 프리앰블 시퀀스를 차동 빔 송신 방식으로 송신하는 과정과;
상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로 기지국에 의해 조정된 적어도 2개의 기지국 빔들을 통해 상기 기지국과 데이터 송신을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
A method performed by a user device in a wireless communication system, comprising:
Receiving the initial access data transmitted by the base station through at least two base station beams in a differential beam reception method;
performing synchronization signal sequence correlation detection on the initial access data, and determining each deviation between the beam direction of the base station having the maximum energy and the beam direction of the base station having the maximum energy according to the result of the synchronization signal sequence correlation detection; ;
determining a corresponding preamble sequence and a time-frequency resource occupied by the preamble sequence based on the determined beam direction of the base station having the maximum energy and the deviation;
transmitting the preamble sequence to the base station using a time-frequency resource occupied by the preamble sequence in a differential beam transmission scheme;
and performing data transmission with the base station through at least two base station beams adjusted by the base station based on the preamble sequence.
삭제delete 삭제delete 무선 통신 시스템에서 기지국에 있어서,
적어도 2개의 기지국 빔들을 통해 사용자 장치로 동기 신호 시퀀스를 차동 빔(differential beam) 송신 방식으로 송신하도록 구성되는 제1 송신 모듈과;
적어도 2개의 기지국 빔들을 통해, 상기 사용자 장치에 의해 송신된 프리앰블 시퀀스를 차동 빔 수신 방식으로 수신하도록 구성되는 제1 수신 모듈과;
상기 수신된 프리앰블 시퀀스를 기반으로, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하도록 구성되는 제1 결정 모듈과;
상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향 및 상기 각 편차를 기반으로 상기 적어도 2개의 기지국 빔들을 조정하도록 구성되는 제1 조정 모듈과;
상기 적어도 2개의 조정된 기지국 빔들을 사용하여 상기 사용자 장치와 데이터 송신 및 수신을 수행하도록 구성되는 제1 송수신기 모듈을 포함함을 특징으로 하는 기지국.
In a base station in a wireless communication system,
a first transmission module, configured to transmit the synchronization signal sequence to the user equipment through the at least two base station beams in a differential beam transmission scheme;
a first receiving module, configured to receive a preamble sequence transmitted by the user equipment through at least two base station beams in a differential beam reception manner;
a first determining module, configured to determine, based on the received preamble sequence, an angle deviation of a beam direction of a base station having a maximum energy and a beam direction of a base station having the maximum energy;
a first adjustment module, configured to adjust the at least two base station beams based on the angle deviation and the direction of the base station beam having the maximum energy;
and a first transceiver module configured to perform data transmission and reception with the user equipment using the at least two steered base station beams.
무선 통신 시스템에서 사용자 장치에 있어서,
적어도 2개의 기지국 빔들을 통해 기지국에 의해 송신된 초기 억세스 데이터를 차동 빔(differential beam) 수신 방식으로 수신하도록 구성되는 제1 송신 모듈과;
상기 초기 억세스 데이터에 대해 동기 신호 시퀀스 상관 검출을 수행하고, 상기 동기 신호 시퀀스 상관 검출의 결과에 따라, 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향의 각 편차를 결정하도록 구성되는 제1 결정 모듈과;
상기 결정된 최대 에너지를 가지는 기지국 빔 방향과 상기 각 편차를 기반으로, 대응되는 프리앰블 시퀀스와 상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 결정하도록 구성되는 제2 결정 모듈과;
상기 프리앰블 시퀀스에 의해 점유되는 시간-주파수 자원을 사용하여 상기 기지국으로 상기 프리앰블 시퀀스를 차동 빔 송신 방식으로 송신하도록 구성되는 제2 송신 모듈과;
상기 프리앰블 시퀀스를 기반으로 기지국에 의해 조정된 적어도 2개의 기지국 빔들을 통해 상기 기지국과 데이터 송신을 수행하도록 구성되는 제1 송수신기 모듈을 포함함을 특징으로 하는 사용자 장치.
In a user device in a wireless communication system,
a first transmitting module, configured to receive initial access data transmitted by the base station through at least two base station beams in a differential beam receiving manner;
and performing synchronization signal sequence correlation detection on the initial access data, and determining each deviation between a beam direction of a base station having a maximum energy and a beam direction of a base station having the maximum energy according to a result of the synchronization signal sequence correlation detection a first determining module;
a second determining module, configured to determine a corresponding preamble sequence and a time-frequency resource occupied by the preamble sequence, based on the determined maximum energy base station beam direction and the respective deviation;
a second transmitting module, configured to transmit the preamble sequence to the base station using a time-frequency resource occupied by the preamble sequence in a differential beam transmission scheme;
and a first transceiver module, configured to perform data transmission with the base station through at least two base station beams adjusted by the base station based on the preamble sequence.
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