KR102084735B1 - 무선 통신 시스템에서 상향링크 타이밍을 조정하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 무선 통신 시스템에서 상향링크 타이밍을 조정하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공한다.
구체적으로, 무선 통신 시스템에서 단말이 상향링크 타이밍(uplink timing)을 조정(adjust)하는 방법은, 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 단계; 상기 기지국으로부터, 상기 상향링크 신호에 기반하여 설정된 TA 명령(Timing Advance command)을 수신하는 단계; 및 상기 TA 명령에 의해 지시되는 TA(Timing Advance)를 적용하여, 상기 기지국으로의 상향링크 전송을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 TA 명령은, 상기 TA가 적용될 적어도 하나의 주파수 자원 영역(frequency resource region)의 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)에 따라 해석(interpret)될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 상향링크 타이밍을 조정하는 방법 및 이를 위한 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ADJUSTING UPLINK TIMING IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 상향링크 타이밍(uplink timing)을 조정(adjust)하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.

차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.

본 명세서는 무선 통신 시스템에서 상향링크 타이밍을 조정하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.

이와 관련하여, 본 명세서는 TA(Timing Advance) 및 TAG(Timing Advance Group)에 대한 정보를 획득하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다. 또한, 본 명세서는, TA 명령(TA command)을 설정하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.

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

본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 상향링크 타이밍(uplink timing)을 조정(adjust)하는 방법에 있어서, 상기 방법은 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 단계; 상기 기지국으로부터, 상기 상향링크 신호에 기반하여 설정된 TA 명령(Timing Advance command)을 수신하는 단계; 및 상기 TA 명령에 의해 지시되는 TA(Timing Advance)를 적용하여, 상기 기지국으로의 상향링크 전송을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 TA 명령은, 상기 TA가 적용될 적어도 하나의 주파수 자원 영역(frequency resource region)의 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)에 따라 해석(interpret)될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법은, 상기 기지국으로부터, TAG(Timing Advance Group)에 대한 정보를 수신하는 단계를 더 포함하며, 상기 TA 명령은, 상기 TAG에 해당하는 TA 명령일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 상향링크 신호는, 상기 기지국에 대한 랜덤 액세스(random access)를 위한 프리앰블(preamble)이며, 상기 TA 명령은, 상기 기지국이 상기 프리앰블에 대한 응답으로 전송하는 랜덤 액세스 응답에 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 TA가 이전에 설정된 상향링크 타이밍의 갱신을 위해 적용되는 경우, 상기 TA 명령은 MAC-CE(Medium Access Control-Control Element)에 포함되어 수신될 수 있다. 이 때, 상기 단말은, 무선 자원 제어 연결(Radio Resource Control connection)이 설정된 상태이며, 상기 상향링크 신호는, 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel), 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel), 또는 사운딩 참조 신호(sounding reference signal) 중 적어도 하나일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 TA 명령은, 상기 TAG를 구성하는 주파수 자원 영역들의 서브캐리어 간격들 중 최대 서브캐리어 간격(largest subcarrier spacing)에 기반하여 설정될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 TA 명령에 의해 지시되는 최대 TA 값(maximum TA value)은, 상기 TAG를 구성하는 주파수 자원 영역들의 서브캐리어 간격들 중 최소 서브캐리어 간격(minimum subcarrier spacing)에 기반하여 설정될 수 있다. 이 때, 상기 TA 명령의 필드 크기(field size)는, 상기 TAG를 구성하는 주파수 자원 영역들의 서브캐리어 간격들 중 최소 서브캐리어 간격에 기반하여 설정될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 TA 명령의 수신 타이밍과 상기 상향링크 전송의 수행 타이밍 간의 오프셋은, 상기 서브캐리어 간격에 따라 슬롯 단위(slot unit)로 설정될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 상향링크 타이밍(uplink timing)을 조정(adjust)하는 단말에 있어서, 상기 단말은 무선 신호를 송수신하기 위한 RF 모듈(radio frequency module); 및 상기 RF 모듈과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 기지국으로 상향링크 신호를 전송하고; 상기 기지국으로부터, 상기 상향링크 신호에 기반하여 설정된 TA 명령(Timing Advance command)을 수신하고; 및 상기 TA 명령에 의해 지시되는 TA(Timing Advance)를 적용하여, 상기 기지국으로의 상향링크 전송을 수행하도록 제어하되, 상기 TA 명령은, 상기 TA가 적용될 적어도 하나의 주파수 자원 영역(frequency resource region)의 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)에 따라 해석(interpret)될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 단말에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 기지국으로부터, TAG(Timing Advance Group)에 대한 정보를 수신하도록 제어하며, 상기 TA 명령은, 상기 TAG에 해당하는 TA 명령일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 단말에 있어서, 상기 상향링크 신호는, 상기 기지국에 대한 랜덤 액세스(random access)를 위한 프리앰블(preamble)이며, 상기 TA 명령은, 상기 기지국이 상기 프리앰블에 대한 응답으로 전송하는 랜덤 액세스 응답에 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 단말에 있어서, 상기 TA가 이전에 설정된 상향링크 타이밍의 갱신을 위해 적용되는 경우, 상기 TA 명령은 MAC-CE(Medium Access Control-Control Element)에 포함되어 수신될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 단말에 있어서, 상기 TA 명령은, 상기 TAG를 구성하는 주파수 자원 영역들의 서브캐리어 간격들 중 최대 서브캐리어 간격(largest subcarrier spacing)에 기반하여 설정될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 단말에 있어서, 상기 TA 명령에 의해 지시되는 최대 TA 값(maximum TA value)은, 상기 TAG를 구성하는 주파수 자원 영역들의 서브캐리어 간격들 중 최소 서브캐리어 간격(minimum subcarrier spacing)에 기반하여 설정될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 다수의 뉴머롤로지(예: 서브캐리어 간격, 순환 프리픽스)들을 지원하는 무선 통신 시스템에서도, 미세하게 상향링크 타이밍을 조정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, TA 명령(Timing Advance command)의 필드 크기(field size)를 최적화하여, 상향링크 타이밍 조정의 오버헤드를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

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

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NR의 전체적인 시스템 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 프레임과 하향링크 프레임 간의 관계를 나타낸다.
도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 지원하는 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 안테나 포트 및 뉴머롤로지 별 자원 그리드의 예들을 나타낸다.
도 5는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 self-contained slot 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 컴포넌트 캐리어 및 캐리어 병합의 일례를 나타낸다.
도 7은 NR 시스템에서의 캐리어 병합을 고려한 배치 시나리오들(deployment scenarios)의 예들을 나타낸다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 타이밍을 조정하기 위한 단말의 동작 순서도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

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

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

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

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

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

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

또한, 5G NR(new radio)은 usage scenario에 따라 eMBB(enhanced Mobile Broadband), mMTC(massive Machine Type Communications), URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communications), V2X(vehicle-to-everything)을 정의한다.

그리고, 5G NR 규격(standard)는 NR 시스템과 LTE 시스템 사이의 공존(co-existence)에 따라 standalone(SA)와 non-standalone(NSA)으로 구분한다.

그리고, 5G NR은 다양한 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)을 지원하며, 하향링크에서 CP-OFDM을, 상향링크에서 CP-OFDM 및 DFT-s-OFDM(SC-OFDM)을 지원한다.

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

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A/NR(New RAT)을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.

용어 정의

eLTE eNB: eLTE eNB는 EPC 및 NGC에 대한 연결을 지원하는 eNB의 진화(evolution)이다.

gNB: NGC와의 연결뿐만 아니라 NR을 지원하는 노드.

새로운 RAN: NR 또는 E-UTRA를 지원하거나 NGC와 상호 작용하는 무선 액세스 네트워크.

네트워크 슬라이스(network slice): 네트워크 슬라이스는 종단 간 범위와 함께 특정 요구 사항을 요구하는 특정 시장 시나리오에 대해 최적화된 솔루션을 제공하도록 operator에 의해 정의된 네트워크.

네트워크 기능(network function): 네트워크 기능은 잘 정의된 외부 인터페이스와 잘 정의된 기능적 동작을 가진 네트워크 인프라 내에서의 논리적 노드.

NG-C: 새로운 RAN과 NGC 사이의 NG2 레퍼런스 포인트(reference point)에 사용되는 제어 평면 인터페이스.

NG-U: 새로운 RAN과 NGC 사이의 NG3 레퍼런스 포인트(reference point)에 사용되는 사용자 평면 인터페이스.

비 독립형(Non-standalone) NR: gNB가 LTE eNB를 EPC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 요구하거나 또는 eLTE eNB를 NGC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 요구하는 배치 구성.

비 독립형 E-UTRA: eLTE eNB가 NGC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 gNB를 요구하는 배치 구성.

사용자 평면 게이트웨이: NG-U 인터페이스의 종단점.

시스템 일반

도 1은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NR의 전체적인 시스템 구조의 일례를 나타낸 도이다.

도 1을 참조하면, NG-RAN은 NG-RA 사용자 평면(새로운 AS sublayer/PDCP/RLC/MAC/PHY) 및 UE(User Equipment)에 대한 제어 평면(RRC) 프로토콜 종단을 제공하는 gNB들로 구성된다.

상기 gNB는 Xn 인터페이스를 통해 상호 연결된다.

상기 gNB는 또한, NG 인터페이스를 통해 NGC로 연결된다.

보다 구체적으로는, 상기 gNB는 N2 인터페이스를 통해 AMF (Access and Mobility Management Function)로, N3 인터페이스를 통해 UPF (User Plane Function)로 연결된다.

NR(New Rat) 뉴머롤로지(Numerology) 및 프레임(frame) 구조

NR 시스템에서는 다수의 뉴머롤로지(numerology)들이 지원될 수 있다. 여기에서, 뉴머롤로지는 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)과 CP(Cyclic Prefix) 오버헤드에 의해 정의될 수 있다. 이 때, 다수의 서브캐리어 간격은 기본 서브캐리어 간격을 정수 N(또는,

)으로 스케일링(scaling) 함으로써 유도될 수 있다. 또한, 매우 높은 반송파 주파수에서 매우 낮은 서브캐리어 간격을 이용하지 않는다고 가정될지라도, 이용되는 뉴머롤로지는 주파수 대역과 독립적으로 선택될 수 있다.

또한, NR 시스템에서는 다수의 뉴머롤로지에 따른 다양한 프레임 구조들이 지원될 수 있다.

이하, NR 시스템에서 고려될 수 있는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 뉴머롤로지 및 프레임 구조를 살펴본다.

NR 시스템에서 지원되는 다수의 OFDM 뉴머롤로지들은 표 1과 같이 정의될 수 있다.

NR 시스템에서의 프레임 구조(frame structure)와 관련하여, 시간 영역의 다양한 필드의 크기는

의 시간 단위의 배수로 표현된다. 여기에서,

이고,

이다. 하향링크(downlink) 및 상향링크(uplink) 전송은

의 구간을 가지는 무선 프레임(radio frame)으로 구성된다. 여기에서, 무선 프레임은 각각

의 구간을 가지는 10 개의 서브프레임(subframe)들로 구성된다. 이 경우, 상향링크에 대한 한 세트의 프레임들 및 하향링크에 대한 한 세트의 프레임들이 존재할 수 있다.

도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 프레임과 하향링크 프레임 간의 관계를 나타낸다.

도 2에 나타난 것과 같이, 단말(User Equipment, UE)로 부터의 상향링크 프레임 번호 i의 전송은 해당 단말에서의 해당 하향링크 프레임의 시작보다

이전에 시작해야 한다.

뉴머롤로지

에 대하여, 슬롯(slot)들은 서브프레임 내에서

의 증가하는 순서로 번호가 매겨지고, 무선 프레임 내에서

의 증가하는 순서로 번호가 매겨진다. 하나의 슬롯은

의 연속하는 OFDM 심볼들로 구성되고,

는, 이용되는 뉴머롤로지 및 슬롯 설정(slot configuration)에 따라 결정된다. 서브프레임에서 슬롯

의 시작은 동일 서브프레임에서 OFDM 심볼

의 시작과 시간적으로 정렬된다.

모든 단말이 동시에 송신 및 수신을 할 수 있는 것은 아니며, 이는 하향링크 슬롯(downlink slot) 또는 상향링크 슬롯(uplink slot)의 모든 OFDM 심볼들이 이용될 수는 없다는 것을 의미한다.

표 2는 뉴머롤로지

에서의 일반(normal) CP에 대한 슬롯 당 OFDM 심볼의 수를 나타내고, 표 3은 뉴머롤로지

에서의 확장(extended) CP에 대한 슬롯 당 OFDM 심볼의 수를 나타낸다.

NR 물리 자원(NR Physical Resource)

NR 시스템에서의 물리 자원(physical resource)과 관련하여, 안테나 포트(antenna port), 자원 그리드(resource grid), 자원 요소(resource element), 자원 블록(resource block), 캐리어 파트(carrier part) 등이 고려될 수 있다.

이하, NR 시스템에서 고려될 수 있는 상기 물리 자원들에 대해 구체적으로 살펴본다.

먼저, 안테나 포트와 관련하여, 안테나 포트는 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널이 동일한 안테나 포트 상의 다른 심볼이 운반되는 채널로부터 추론될 수 있도록 정의된다. 하나의 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널의 광범위 특성(large-scale property)이 다른 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널로부터 추론될 수 있는 경우, 2 개의 안테나 포트는 QC/QCL(quasi co-located 혹은 quasi co-location) 관계에 있다고 할 수 있다. 여기에서, 상기 광범위 특성은 지연 확산(Delay spread), 도플러 확산(Doppler spread), 주파수 쉬프트(Frequency shift), 평균 수신 파워(Average received power), 수신 타이밍(Received Timing) 중 하나 이상을 포함한다.

도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 지원하는 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.

도 3을 참고하면, 자원 그리드가 주파수 영역 상으로

서브캐리어들로 구성되고, 하나의 서브프레임이 14 x 2^u OFDM 심볼들로 구성되는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

NR 시스템에서, 전송되는 신호(transmitted signal)는

서브캐리어들로 구성되는 하나 또는 그 이상의 자원 그리드들 및

의 OFDM 심볼들에 의해 설명된다. 여기에서,

이다. 상기

는 최대 전송 대역폭을 나타내고, 이는, 뉴머롤로지들뿐만 아니라 상향링크와 하향링크 간에도 달라질 수 있다.

이 경우, 도 4와 같이, 뉴머롤로지

및 안테나 포트 p 별로 하나의 자원 그리드가 설정될 수 있다.

도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 안테나 포트 및 뉴머롤로지 별 자원 그리드의 예들을 나타낸다.

뉴머롤로지

및 안테나 포트 p에 대한 자원 그리드의 각 요소는 자원 요소(resource element)로 지칭되며, 인덱스 쌍

에 의해 고유적으로 식별된다. 여기에서,

는 주파수 영역 상의 인덱스이고,

는 서브프레임 내에서 심볼의 위치를 지칭한다. 슬롯에서 자원 요소를 지칭할 때에는, 인덱스 쌍

이 이용된다. 여기에서,

이다.

뉴머롤로지

및 안테나 포트 p에 대한 자원 요소

는 복소 값(complex value)

에 해당한다. 혼동(confusion)될 위험이 없는 경우 혹은 특정 안테나 포트 또는 뉴머롤로지가 특정되지 않은 경우에는, 인덱스들 p 및

는 드롭(drop)될 수 있으며, 그 결과 복소 값은

또는

이 될 수 있다.

또한, 물리 자원 블록(physical resource block)은 주파수 영역 상의

연속적인 서브캐리어들로 정의된다. 주파수 영역 상에서, 물리 자원 블록들은 0부터

까지 번호가 매겨진다. 이 때, 주파수 영역 상의 물리 자원 블록 번호(physical resource block number)

와 자원 요소들

간의 관계는 수학식 1과 같이 주어진다.

또한, 캐리어 파트(carrier part)와 관련하여, 단말은 자원 그리드의 서브셋(subset)만을 이용하여 수신 또는 전송하도록 설정될 수 있다. 이 때, 단말이 수신 또는 전송하도록 설정된 자원 블록의 집합(set)은 주파수 영역 상에서 0부터

까지 번호가 매겨진다.

Self-contained 슬롯 구조

TDD 시스템에서 데이터 전송의 latency를 최소화하기 위하여 5세대 New RAT(NR)에서는 도 5와 같은 self-contained slot structure를 고려하고 있다.

즉, 도 5는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 self-contained slot 구조의 일례를 나타낸 도이다.

도 5에서, 빗금 친 영역(510)은 하향링크 제어(downlink control) 영역을 나타내고, 검정색 부분(520)은 상향링크 제어(uplink control) 영역을 나타낸다.

아무런 표시가 없는 부분(530)은 downlink data 전송을 위해 사용될 수도 있고, uplink data 전송을 위해 사용될 수도 있다.

이러한 구조의 특징은 한 개의 slot 내에서 DL 전송과 UL 전송이 순차적으로 진행되고, 하나의 slot 내에서 DL data를 보내고, UL Ack/Nack도 송수신할 수 있다.

이와 같은 slot을 'self-contained slot'이라고 정의할 수 있다.

즉, 이러한 slot 구조를 통해서, 기지국은 데이터 전송 에러 발생시에 단말로 데이터 재전송까지 걸리는 시간을 줄이게 되며, 이로 인해 최종 데이터 전달의 latency를 최소화할 수 있다.

이러한 self-contained slot 구조에서, 기지국과 단말은 송신 모드에서 수신모드로 전환하는 과정 또는 수신모드에서 송신모드로 전환하는 과정을 위한 시간 간격(time gap)이 필요하다.

이를 위하여 해당 slot 구조에서, DL에서 UL로 전환되는 시점의 일부 OFDM symbol이 보호 구간(guard period, GP)로 설정된다.

캐리어 병합(Carrier Aggregation)

본 발명의 실시예들에서 고려하는 통신 환경은 멀티 캐리어(Multi-carrier) 지원 환경을 모두 포함한다. 즉, 본 발명에서 사용되는 멀티 캐리어 시스템 또는 캐리어 병합(CA: Carrier Aggregation) 시스템이라 함은 광대역을 지원하기 위해서, 목표로 하는 광대역을 구성할 때 목표 대역보다 작은 대역폭(bandwidth)을 가지는 1개 이상의 컴포넌트 캐리어(CC: Component Carrier)를 병합(aggregation)하여 사용하는 시스템을 말한다.

본 발명에서 멀티 캐리어는 캐리어의 병합(또는, 반송파 집성)을 의미하며, 이때 캐리어의 병합은 인접한(contiguous) 캐리어 간의 병합뿐 아니라 비 인접한(non-contiguous) 캐리어 간의 병합을 모두 의미한다. 또한, 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 컴포넌트 캐리어들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'DL CC'라 한다.) 수와 상향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'UL CC'라 한다.) 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다. 이와 같은 캐리어 병합은 반송파 집성, 대역폭 집성(bandwidth aggregation), 스펙트럼 집성(spectrum aggregation) 등과 같은 용어와 혼용되어 사용될 수 있다.

두 개 이상의 컴포넌트 캐리어가 결합되어 구성되는 캐리어 병합은 LTE-A 시스템에서는 100MHz 대역폭까지 지원하는 것을 목표로 한다. 목표 대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 캐리어를 결합할 때, 결합하는 캐리어의 대역폭은 기존 IMT 시스템과의 호환성(backward compatibility) 유지를 위해서 기존 시스템에서 사용하는 대역폭으로 제한할 수 있다. 예를 들어서 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-advanced 시스템(즉, LTE-A)에서는 기존 시스템과의 호환을 위해 상기의 대역폭들만을 이용하여 20MHz보다 큰 대역폭을 지원하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 캐리어 병합 시스템은 기존 시스템에서 사용하는 대역폭과 상관없이 새로운 대역폭을 정의하여 캐리어 병합을 지원하도록 할 수도 있다.

LTE-A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다.

상술한 캐리어 병합 환경은 다중 셀(multiple cells) 환경으로 일컬을 수 있다. 셀은 하향링크 자원(DL CC)과 상향링크 자원(UL CC) 한 쌍의 조합으로 정의되나, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서, 셀은 하향링크 자원 단독, 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 구성될 수 있다. 특정 단말이 단 하나의 설정된 서빙 셀(configured serving cell)을 가지는 경우 1개의 DL CC와 1개의 UL CC를 가질 수 있으나, 특정 단말이 2개 이상의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우에는 셀의 수만큼의 DL CC를 가지며 UL CC의 수는 그와 같거나 그보다 작을 수 있다.

또는, 그 반대로 DL CC와 UL CC가 구성될 수도 있다. 즉, 특정 단말이 다수의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우 DL CC의 수보다 UL CC가 더 많은 캐리어 병합 환경도 지원될 수 있다. 즉, 캐리어 병합(carrier aggregation)은 각각 캐리어 주파수(셀의 중심 주파수)가 서로 다른 둘 이상의 셀들의 병합으로 이해될 수 있다. 여기서, 말하는 '셀(Cell)'은 일반적으로 사용되는 기지국이 커버하는 영역으로서의 '셀'과는 구분되어야 한다.

LTE-A 시스템에서 사용되는 셀은 프라이머리 셀(PCell: Primary Cell) 및 세컨더리 셀(SCell: Secondary Cell)을 포함한다. P셀과 S셀은 서빙 셀(Serving Cell)로 사용될 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 병합이 설정되지 않았거나 캐리어 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, P셀로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다. 반면, RRC_CONNECTED 상태에 있고 캐리어 병합이 설정된 단말의 경우 하나 이상의 서빙 셀이 존재할 수 있으며, 전체 서빙 셀에는 P셀과 하나 이상의 S셀이 포함된다.

서빙 셀(P셀과 S셀)은 RRC 파라미터를 통해 설정될 수 있다. PhysCellId는 셀의 물리 계층 식별자로 0부터 503까지의 정수값을 가진다. SCellIndex는 S셀을 식별하기 위하여 사용되는 간략한(short) 식별자로 1부터 7까지의 정수값을 가진다. ServCellIndex는 서빙 셀(P셀 또는 S셀)을 식별하기 위하여 사용되는 간략한(short) 식별자로 0부터 7까지의 정수값을 가진다. 0값은 P셀에 적용되며, SCellIndex는 S셀에 적용하기 위하여 미리 부여된다. 즉, ServCellIndex에서 가장 작은 셀 ID (또는 셀 인덱스)을 가지는 셀이 P셀이 된다.

P셀은 프라이머리 주파수(또는, primary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미한다. 단말이 초기 연결 설정(initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재-설정 과정을 수행하는데 사용될 수 있으며, 핸드오버 과정에서 지시된 셀을 지칭할 수도 있다. 또한, P셀은 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중 제어관련 통신의 중심이 되는 셀을 의미한다. 즉, 단말은 자신의 P셀에서만 PUCCH를 할당 받아 전송할 수 있으며, 시스템 정보를 획득하거나 모니터링 절차를 변경하는데 P셀만을 이용할 수 있다. E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)은 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 이동성 제어 정보(mobilityControlInfo)를 포함하는 상위 계층의 RRC 연결 재설정(RRCConnectionReconfigutaion) 메시지를 이용하여 핸드오버 절차를 위해 P셀만을 변경할 수도 있다.

S셀은 세컨더리 주파수(또는, Secondary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미할 수 있다. 특정 단말에 P셀은 하나만 할당되며, S셀은 하나 이상 할당될 수 있다. S셀은 RRC 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중에서 P셀을 제외한 나머지 셀들, 즉 S셀에는 PUCCH가 존재하지 않는다. E-UTRAN은 S셀을 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 추가할 때, RRC_CONNECTED 상태에 있는 관련된 셀의 동작과 관련된 모든 시스템 정보를 특정 시그널(dedicated signal)을 통해 제공할 수 있다. 시스템 정보의 변경은 관련된 S셀의 해제 및 추가에 의하여 제어될 수 있으며, 이 때 상위 계층의 RRC 연결 재설정 (RRCConnectionReconfigutaion) 메시지를 이용할 수 있다. E-UTRAN은 관련된 S셀 안에서 브로드캐스트하기 보다는 단말 별로 상이한 파라미터를 가지는 특정 시그널링(dedicated signaling) 할 수 있다.

초기 보안 활성화 과정이 시작된 이후에, E-UTRAN은 연결 설정 과정에서 초기에 구성되는 P셀에 부가하여 하나 이상의 S셀을 포함하는 네트워크를 구성할 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 P셀 및 S셀은 각각의 컴포넌트 캐리어로서 동작할 수 있다. 이하의 실시 예에서는 프라이머리 컴포넌트 캐리어(PCC)는 P셀과 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 세컨더리 컴포넌트 캐리어(SCC)는 S셀과 동일한 의미로 사용될 수 있다.

도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 컴포넌트 캐리어 및 캐리어 병합의 일례를 나타낸다.

도 6의 (a)는 LTE 시스템에서 사용되는 단일 캐리어 구조를 나타낸다. 컴포넌트 캐리어에는 DL CC와 UL CC가 있다. 하나의 컴포넌트 캐리어는 20MHz의 주파수 범위를 가질 수 있다.

도 6의 (b)는 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합 구조를 나타낸다. 도 6의 (b)의 경우에 20MHz의 주파수 크기를 갖는 3 개의 컴포넌트 캐리어가 결합된 경우를 나타낸다. DL CC와 UL CC가 각각 3 개씩 있으나, DL CC와 UL CC의 개수에 제한이 있는 것은 아니다. 캐리어 병합의 경우 단말은 3개의 CC를 동시에 모니터링할 수 있고, 하향링크 신호/데이터를 수신할 수 있고 상향링크 신호/데이터를 송신할 수 있다.

만약, 특정 셀에서 N개의 DL CC가 관리되는 경우에는, 네트워크는 단말에 M (M≤N)개의 DL CC를 할당할 수 있다. 이때, 단말은 M 개의 제한된 DL CC 만을 모니터링하고 DL 신호를 수신할 수 있다. 또한, 네트워크는 L (L≤M≤N)개의 DL CC에 우선순위를 주어 주된 DL CC를 단말에 할당할 수 있으며, 이러한 경우 UE는 L 개의 DL CC는 반드시 모니터링해야 한다. 이러한 방식은 상향링크 전송에도 똑같이 적용될 수 있다.

하향링크 자원의 반송파 주파수(또는 DL CC)와 상향링크 자원의 반송파 주파수(또는, UL CC) 사이의 링키지(linkage)는 RRC 메시지와 같은 상위계층 메시지나 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, SIB2(System Information Block Type2)에 의해서 정의되는 링키지에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 구성될 수 있다. 구체적으로, 링키지는 UL 그랜트를 나르는 PDCCH가 전송되는 DL CC와 상기 UL 그랜트를 사용하는 UL CC간의 맵핑 관계를 의미할 수 있으며, HARQ를 위한 데이터가 전송되는 DL CC(또는 UL CC)와 HARQ ACK/NACK 신호가 전송되는 UL CC(또는 DL CC)간의 맵핑 관계를 의미할 수도 있다.

단말이 하나 이상의 S셀이 설정되면, 네트워크는 설정된 S셀(들)을 활성화(activate) 또는 비활성화(deactivate)할 수 있다. P셀은 항상 활성화된다. 네트워크는 활성/비활성(Activation/Deactivation) MAC 제어 요소(MAC control element)를 전송함으로써 S셀(들)을 활성화 또는 비활성화한다.

활성/비활성 MAC 제어 요소는 고정된 크기를 가지고, 7개의 C 필드(C-field)와 1개의 R 필드(R-field)를 포함하는 단일의 옥텟(octet)으로 구성된다. C 필드는 각 S셀 인덱스(SCellIndex) 별로 구성되고, S셀의 활성/비활성 상태를 지시한다. C 필드 값이 '1'로 셋팅되면 해당 S셀 인덱스를 가지는 S셀의 활성화되는 것을 지시하고, '0'으로 셋팅되면 해당 S셀 인덱스를 가지는 S셀의 비활성화되는 것을 지시한다.

또한, 단말은 설정된 S셀 별로 타이머(sCellDeactivationTimer)를 유지하고, 타이머가 만료될 때 관련된 S셀을 비활성화한다. 동일한 초기 타이머 값이 타이머(sCellDeactivationTimer)의 각 인스턴스(instance)에 적용되며, RRC 시그널링에 의해 설정된다. S셀(들)이 추가될 때 또는 핸드오버 이후, 초기 S셀(들)은 비활성화 상태이다.

단말은 각 TTI에서 각각의 설정된 S셀(들)에 대하여 아래와 같은 동작을 수행한다.

- 단말이 특정 TTI(서브프레임 n)에서 S셀을 활성화하는 활성/비활성 MAC 제어 요소를 수신하면, 단말은 정해진 타이밍에 해당하는 TTI(서브프레임 n+8 또는 그 이후)에서 S셀을 활성화하고, 해당 S셀과 관련된 타이머를 (재)시작시킨다. 단말이 S셀을 활성화한다는 것은 단말이 S셀 상에서 SRS(Sounding Reference Signal) 전송, S셀을 위한 CQI(Channel Quality Indicator)/PMI(Precoding Matrix Indicator)/RI(Rank Indication)/PTI(Precoding Type Indicator) 보고, S셀 상에서 PDCCH 모니터링, S셀을 위한 PDCCH 모니터링과 같은 일반 S셀 동작을 적용한다는 것을 의미한다.

- 단말이 특정 TTI(서브프레임 n)에서 S셀을 비활성화하는 활성/비활성 MAC 제어 요소를 수신하거나 또는 특정 TTI(서브프레임 n) 활성화된 S셀과 관련된 타이머가 만료되면, 단말은 정해진 타이밍에 해당하는 TTI(서브프레임 n+8 또는 그 이후)에서 S셀을 비활성화하고, 해당 S셀의 타이머를 중단하며, 해당 S셀과 관련된 모든 HARQ 버퍼를 비운다(flush).

- 활성화된 S셀 상의 PDCCH가 상향링크 그랜트(uplink grant) 또는 하향링크 승인(downlink assignment)을 지시하거나, 또는 활성화된 S셀을 스케줄링하는 서빙 셀 상의 PDCCH가 활성화된 S셀을 위한 상향링크 그랜트(uplink grant) 또는 하향링크 승인(downlink assignment)을 지시하면, 단말은 해당 S셀과 관련된 타이머를 재시작한다.

- S셀이 비활성화되면, 단말은 S셀 상에서 SRS를 전송하지 않고, S셀을 위한 CQI/PMI/RI/PTI를 보고하지 않으며, S셀 상에서 UL-SCH를 전송하지 않으며, S셀 상에서 PDCCH를 모니터하지 않는다.

상술한 캐리어 병합에 대한 내용은 LTE/LTE-A 시스템을 기준으로 설명되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 5G NR 시스템에도 동일 또는 유사하게 확장하여 적용될 수 있음은 물론이다. 특히, 5G NR 시스템에서 고려될 수 있는 캐리어 병합 배치 시나리오들은 도 7과 같을 수 있다.

도 7은 NR 시스템에서의 캐리어 병합을 고려한 배치 시나리오들(deployment scenarios)의 예들을 나타낸다.

도 7을 참고하면, F1 및 F2는 각각 제1 주파수(또는 제1 주파수 대역, 제1 캐리어 주파수, 제1 중심 주파수)으로 설정된 셀 및 제2 주파수(또는 제2 주파수 대역, 제2 캐리어 주파수, 제2 중심 주파수)으로 설정된 셀을 의미할 수 있다.

도 7의 (a)는 제1 CA 배치 시나리오를 나타낸다. 도 7의 (a)에 나타난 것과 같이, F1 셀과 F2 셀은 동일한 위치에 존재(co-located, overlaid)할 수 있다. 이 경우, 두 개의 레이어(layer)들은 모두 충분한 커버리지(coverage)를 제공할 수 있으며, 두 개의 레이어들에서의 이동성(mobility)이 지원될 수 있다. 해당 시나리오는 F1 셀과 F2 셀이 동일한 대역(band)에 존재하는 경우를 포함할 수 있다. 해당 시나리오에서는 중첩된 F1 셀 및 F2 셀 간에는 병합(aggregation)이 가능할 것으로 기대될 수 있다.

도 7의 (b)는 제2 CA 배치 시나리오를 나타낸다. 도 7의 (b)에 나타난 것과 같이, F1 셀과 F2 셀은 동일한 위치에 존재할 수 있지만, F2 셀은 더 큰 경로 손실(path loss)로 인하여 더 작은 커버리지를 지원할 수도 있다. 이 경우, F1 셀만이 충분한 커버리지를 제공하며, F2 셀은 처리량(throughput)을 개선하기 위해 이용될 수 있다. 이 때, 이동성은 F1 셀의 커버리지에 기반하여 수행될 수 있다. 해당 시나리오는 F1 셀과 F2 셀이 다른 대역들(예: F1 셀은 {800MHz, 2GHz}, F2 셀은 {3.5GHz})에 존재하는 경우를 포함할 수 있다. 해당 시나리오에서는, 중첩된 F1 셀 및 F2 셀 간에는 병합(aggregation)이 가능할 것으로 기대될 수 있다.

도 7의 (c)는 제3 CA 배치 시나리오를 나타낸다. 도 7의 (c)에 나타난 것과 같이, F1 셀 및 F2 셀은 동일한 위치에 존재하지만, 셀 경계의 처리량을 증가시키도록 F2 셀의 안테나는 F2 셀의 경계에 연결될 수 있다. 이 경우, F1 셀은 충분한 커버리지를 제공하지만, F2 셀은 잠재적으로 더 큰 경로 손실 등에 의한 공백(hole)을 가질 수 있다. 이 때, 이동성은 F1 셀의 커버리지에 기반하여 수행될 수 있다. 해당 시나리오는 F1 셀과 F2 셀이 다른 대역들(예: F1 셀은 {800MHz, 2GHz}, F2 셀은 {3.5GHz})에 존재하는 경우를 포함할 수 있다. 해당 시나리오에서는, 동일한 기지국(eNB)의 F1 셀 및 F2 셀은 커버리지가 중첩되는 영역에서 병합(aggregation)이 가능할 것으로 기대될 수 있다.

도 7의 (d)는 제4 CA 배치 시나리오를 나타낸다. 도 7의 (d)에 나타난 것과 같이, F1 셀은 매크로 커버리지(macro coverage)를 제공하며, F2 원격 무선 헤드들(remote radio heads, RRHs)은 핫 스팟(hot spot)에서의 처리량 개선을 위해 이용될 수 있다. 이 때, 이동성은 F1 셀의 커버리지에 기반하여 수행될 수 있다. 해당 시나리오는 F1 셀 및 F2 셀이 동일한 대역(예: 1.7GHz 등)에서 DL 비-연속적인 캐리어(DL non-contiguous carrier)에 해당하는 경우 및 F1 셀과 F2 셀이 다른 대역들(예: F1 셀은 {800MHz, 2GHz}, F2 셀은 {3.5GHz})에 존재하는 경우를 모두 포함할 수 있다. 해당 시나리오에서는, F2 셀(즉, RRHs)들은 자신과 연결된(underlying) F1 셀(즉, 매크로 셀)(들)과 병합이 가능할 것으로 기대될 수 있다.

도 7의 (e)는 제5 CA 배치 시나리오를 나타낸다. 해당 시나리오는 상술한 제2 CA 배치 시나리오와 유사하지만, 캐리어 주파수 중 하나에 대한 커버리지가 확장될 수 있도록 주파수 선택형 중계기(frequency selective repeater)들이 배치될 수 있다. 해당 시나리오에서는, 동일한 기지국의 F1 셀 및 F2 셀은 커버리지가 중첩되는 영역에서 병합이 가능할 것으로 기대될 수 있다.

서로 다른 서빙 셀들에 의한 것이지만, 동일한 TTI에 대한 UL 그랜트(UL grants) 및 DL 할당(DL assignments)의 물리 계층(physical layer)에서의(예: 제어 심볼의 수, 전파(propagation) 및 배치 시나리오에 의존하는) 수신 타이밍 차이(reception timing difference)는 MAC 동작에 영향을 주지 않을 수 있다. 단말은 intra-band 비연속적 CA 및 inter-band 비연속적 CS 모두에서 병합될 CC들 중에서 30us까지의 상대 전파 지연 차이(relative propagation delay difference)를 처리할 필요가 있을 수 있다. 이는, 기지국의 시간 정렬(time alignment)이 최대 0.26us로 특정되기 때문에, 단말이 수신기에서 모니터링되는 CC들 중에서 30.26us까지의 지연 스프레드(delay spread)를 처리할 필요가 있다는 것을 의미할 수 있다. 또한, 이는, 단말이 다수의 TAG들을 갖는 inter-band CA에 대해 36.37us의 TAG들 간의 최대 상향링크 전송 타이밍 차이(maximum uplink transmission timing difference)를 처리해야 한다는 것을 의미할 수 있다.

CA가 배치되는 경우, 프레임 타이밍(frame timing) 및 SFN(System Frame Number)은 병합된 셀들에 걸쳐서 정렬될 수 있다.

랜덤 액세스 절차(Random Access Procedure)

이하에서는 LTE/LTE-A 시스템에서 제공하는 랜덤 액세스 절차(random access procedure)에 대해 살펴본다.

랜덤 액세스 절차는 단말이 기지국과 상향링크 동기를 얻거나 상향링크 무선 자원을 할당 받기 위해 사용된다. 단말의 전원이 켜진 후, 단말은 초기 셀과의 하향링크 동기를 획득하고 시스템 정보를 수신한다. 시스템 정보로부터 사용 가능한 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)의 집합과 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 사용되는 무선 자원에 관한 정보를 얻는다. 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 사용되는 무선 자원은 적어도 하나 이상의 서브프레임 인덱스와 주파수 영역 상의 인덱스의 조합으로 특정될 수 있다. 단말은 랜덤 액세스 프리앰블의 집합으로부터 임의로 선택한 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 기지국은 상향링크 동기를 위한 타이밍 정렬(timing alignment) 값을 랜덤 액세스 응답을 통해 단말로 보낸다. 이로써 단말은 상향링크 동기를 획득하는 것이다.

랜덤 액세스 절차는 FDD(frequency division duplex)와 TDD(time division duplex)에서 공통적인 절차이다. 랜덤 액세스 절차는 셀 사이즈에 무관하며, 캐리어 병합(CA: carrier aggregation)이 설정된 경우 서빙 셀(serving cell)의 개수와도 무관하다.

먼저, 단말이 랜덤 액세스 절차를 수행하는 경우로는 다음과 같은 경우가 있다.

- 단말이 기지국과의 RRC 연결(RRC Connection)이 없어, RRC 아이들 상태에서 초기 접속 (initial access)을 수행하는 경우

- RRC 연결 재-확립 절차(RRC connection re-establishment procedure)를 수행하는 경우

- 단말이 핸드오버 과정에서, 타겟(target) 셀로 처음 접속하는 경우

- 기지국의 명령에 의해 랜덤 액세스 절차가 요청되는 경우

- RRC 연결 상태 중, 상향링크 시간 동기가 맞지 않은 상황에서(non-synchronized) 하향링크로 전송될 데이터가 발생하는 경우

- RRC 연결 상태 중, 상향링크의 시간 동기가 맞지 않거나(non-synchronized), 무선자원을 요청하기 위해 사용되는 지정된 무선자원이 할당되지 않은 상황에서, 상향링크로 전송할 데이터가 발생하는 경우

- RRC 연결 상태 중, 타이밍 어드밴스(timing advance)가 필요한 상황에서 단말의 위치 결정(positioning)을 수행하는 경우

- 무선 연결 실패(radio link failure) 또는 핸드오버 실패(handover failure) 시 복구 과정을 수행하는 경우

3GPP Rel-10에서는 캐리어 병합을 지원하는 무선 접속 시스템에서 하나의 특정 셀(예를 들어, P셀)에 적용 가능한 TA(timing advance) 값을 복수의 셀에 공통으로 적용하는 것을 고려하였다. 다만, 단말이 서로 다른 주파수 밴드에 속한(즉, 주파수 상에서 크게 이격된) 복수의 셀들 혹은 전파(propagation) 특성이 다른 복수의 셀들을 병합할 수 있다. 또한 특정 셀의 경우 커버리지 확대 혹은 커버리지 홀의 제거를 위해 RRH(remote radio header)(즉, 리피터), 펨토 셀(femto cell) 혹은 피코 셀(pico cell) 등과 같은 스몰 셀(small cell) 또는 세컨더리 기지국(SeNB: secondary eNB)이 셀 내에 배치되는 상황에서 단말은 하나의 셀을 통해 기지국(즉, 매크로 기지국(macro eNB))과 통신을 수행하고, 다른 셀을 통해 세컨더리 기지국과 통신을 수행하는 경우 복수의 셀들이 서로 다른 전파 지연 특성을 가지게 될 수 있다. 이 경우, 하나의 TA 값을 복수의 셀들에 공통으로 적용하는 방식으로 사용하는 상향링크 전송을 수행할 경우 복수의 셀들 상에서 전송되는 상향링크 신호의 동기에 심각한 영향을 끼칠 수 있다. 따라서, 복수의 셀들이 병합된 CA 상황에서 복수의 TA를 가지는 것이 바람직할 수 있으며, 3GPP Rel-11에서는 다중 TA(multiple TA)를 지원하기 위하여 특정 셀 그룹 단위로 TA를 독립적으로 할당하는 것을 고려한다. 이를 TA 그룹(TAG: TA group)이라 하며, TAG는 하나 이상의 셀들을 포함할 수 있으며, TAG 내 포함된 하나 이상의 셀에는 동일한 TA가 공통적으로 적용될 수 있다. 이러한 다중 TA를 지원하기 위하여, MAC TA 명령 제어 요소(element)는 2 비트의 TAG 식별자(TAG ID)와 6 비트의 TA 명령 필드로 구성된다.

캐리어 병합이 설정된 단말은 P셀과 관련되어 앞서 설명한 랜덤 액세스 절차를 수행하는 경우가 발생되면 랜덤 액세스 절차를 수행하게 된다. P셀이 속한 TAG(즉, pTAG: primary TAG)의 경우, 기존과 동일하게 P셀을 기준으로 결정되는, 혹은 P셀에 수반되는 랜덤 액세스 절차를 통해 조정되는 TA를 pTAG 내 모든 셀(들)에 적용할 수 있다. 반면, S셀로만 구성되는 TAG(즉, sTAG: secondary TAG)의 경우, sTAG 내 특정 S셀을 기준으로 결정되는 TA는 해당 sTAG 내 모든 셀(들)에 적용할 수 있으며, 이 때 TA는 기지국에 의해 개시되 랜덤 액세스 절차에 의해 획득될 수 있다. 구체적으로, sTAG 내에서 S셀은 RACH(Random Access Channel) 자원으로 설정되고, 기지국은 TA를 결정하기 위하여 S셀에서 RACH 접속을 요청한다. 즉, 기지국은 P셀에서 전송되는 PDCCH 오더에 의해 S셀들 상에서 RACH 전송을 개시시킨다. S셀 프리앰블에 대한 응답 메시지는 RA-RNTI를 사용하여 P셀을 통해 전송된다. 단말은 랜덤 액세스를 성공적으로 마친 S셀을 기준으로 결정되는 TA는 해당 sTAG 내 모든 셀(들)에 적용할 수 있다. 이와 같이, 랜덤 액세스 절차는 S셀에서도 해당 S셀이 속한 sTAG의 타이밍 정렬(timing alignment)을 획득하기 위하여 S셀에서도 수행될 수 있다.

LTE/LTE-A 시스템에서는 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble, RACH preamble)을 선택하는 과정에서, 특정한 집합 안에서 단말이 임의로 하나의 프리앰블을 선택하여 사용하는 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차(contention based random access procedure)과 기지국이 특정 단말에게만 할당해준 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하는 비 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차(non-contention based random access procedure)을 모두 제공한다. 다만, 비 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차는, 상술한 핸드오버 과정, 기지국의 명령에 의해 요청되는 경우, 단말 위치 결정(positioning) 및/또는 sTAG을 위한 타이밍 어드밴스 정렬에 한하여 사용될 수 있다. 랜덤 액세스 절차가 완료된 후에 일반적인 상향링크/하향링크 전송이 발생된다.

한편, 릴레이 노드(RN: relay node) 또한 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차와 비 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 모두 지원한다. 릴레이 노드가 랜덤 액세스 절차를 수행할 때, 그 시점에서 RN 서브프레임 구성(configuration)을 중단시킨다(suspend). 즉, 이는 일시적으로 RN 서브프레임 구성을 폐기하는 것으로 의미한다. 이후, 성공적으로 랜덤 액세스 절차가 완료되는 시점에서 RN 서브프레임 구성이 재개된다.

도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 설명하기 위한 도면이다.

(1) 제1 메시지(Msg 1, message 1)

먼저, 단말은 시스템 정보(system information) 또는 핸드오버 명령(handover command)을 통해 지시된 랜덤 액세스 프리앰블의 집합에서 임의로(randomly) 하나의 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble, RACH preamble)을 선택하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있는 PRACH(physical RACH) 자원을 선택하여 전송한다.

랜덤 액세스 프리앰블은 RACH 전송 채널에서 6비트로 전송되고, 6비트는 RACH 전송한 단말을 식별하기 위한 5비트의 임의 식별자(radom identity)와, 추가 정보를 나타내기 위한 1비트(예를 들어, 제3 메시지(Msg 3)의 크기를 지시)로 구성된다.

단말로부터 랜덤 액세스 프리엠블을 수신한 기지국은 프리앰블을 디코딩하고, RA-RNTI를 획득한다. 랜덤 액세스 프리앰블이 전송된 PRACH와 관련된 RA-RNTI는 해당 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블의 시간-주파수 자원에 따라 결정된다.

(2) 제2 메시지(Msg 2, message 2)

기지국은 제1 메시지 상의 프리앰블을 통해서 획득한 RA-RNTI로 지시(address)되는 랜덤 액세스 응답(random access response)을 단말로 전송한다. 랜덤 액세스 응답에는 랜덤 액세스 프리앰블 구분자/식별자(RA preamble index/identifier), 상향링크 무선자원을 알려주는 상향링크 승인(UL grant), 임시 셀 식별자(TC-RNTI: Temporary C-RNTI) 그리고 시간 동기 값(TAC: time alignment command)들이 포함될 수 있다. TAC는 기지국이 단말에게 상향링크 시간 정렬(time alignment)을 유지하기 위해 보내는 시간 동기 값을 지시하는 정보이다. 단말은 상기 시간 동기 값을 이용하여, 상향링크 전송 타이밍을 갱신한다. 단말이 시간 동기를 갱신하면, 시간 동기 타이머(time alignment timer)를 개시 또는 재시작한다. UL grant는 후술하는 스케줄링 메시지(제3 메시지)의 전송에 사용되는 상향링크 자원 할당 및 TPC(transmit power command)를 포함한다. TPC는 스케줄링된 PUSCH를 위한 전송 파워의 결정에 사용된다.

단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 전송 후에, 기지국이 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시된 랜덤 액세스 응답 윈도우(random access response window) 내에서 자신의 랜덤 액세스 응답(random access response)의 수신을 시도하며, PRACH에 대응되는 RA-RNTI로 마스킹된 PDCCH를 검출하고, 검출된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 수신하게 된다. 랜덤 액세스 응답 정보는 MAC PDU(MAC packet data unit)의 형식으로 전송될 수 있으며, 상기 MAC PDU는 PDSCH을 통해 전달될 수 있다. PDCCH에는 상기 PDSCH를 수신해야 하는 단말의 정보와, 상기 PDSCH의 무선 자원의 주파수 그리고 시간 정보, 그리고 상기 PDSCH의 전송 형식 등이 포함되어 있는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 일단 단말이 자신에게 전송되는 PDCCH의 검출에 성공하면, 상기 PDCCH의 정보들에 따라 PDSCH로 전송되는 랜덤 액세스 응답을 적절히 수신할 수 있다.

랜덤 액세스 응답 윈도우는 프리앰블을 전송한 단말이 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하기 위해서 대기하는 최대 시구간을 의미한다. 랜덤 액세스 응답 윈도우는 프리앰블이 전송되는 마지막 서브프레임에서 3개의 서브프레임 이후의 서브프레임으로부터 시작하여 'ra-ResponseWindowSize'의 길이를 가진다. 즉, 단말은 프리앰블을 전송이 종료된 서브프레임으로부터 3개의 서브프레임 이후부터 확보한 랜덤 액세스 윈도우 동안 랜덤 액세스 응답을 수신하기 위해 대기한다. 단말은 시스템 정보(system information)을 통해 랜덤 액세스 윈도우 사이즈('ra-ResponseWindowsize') 파라미터 값을 획득할 수 있으며, 랜덤 액세스 윈도우 사이즈는 2부터 10 사이의 값으로 결정될 수 있다.

단말은 기지국에 전송하였던 랜덤 액세스 프리앰블과 동일한 랜덤 액세스 프리앰블 구분자/식별자를 가지는 랜덤 액세스 응답을 성공적으로 수신하면, 랜덤 액세스 응답의 모니터링을 중지한다. 반면, 랜덤 액세스 응답 윈도우가 종료될 때까지 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하지 못하거나, 기지국에 전송하였던 랜덤 액세스 프리앰블과 동일한 랜덤 액세스 프리앰블 구분자를 가지는 유효한 랜덤 액세스 응답을 수신하지 못한 경우 랜덤 액세스 응답의 수신은 실패하였다고 간주되고, 이후 단말은 프리앰블 재전송을 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이 랜덤 액세스 응답에서 랜덤 액세스 프리앰블 구분자가 필요한 이유는, 하나의 랜덤 액세스 응답에는 하나 이상의 단말들을 위한 랜덤 액세스 응답 정보가 포함될 수 있기 때문에, 상기 UL grant, TC-RNTI 그리고 TAC가 어느 단말에게 유효한지를 알려주기 위는 것이 필요하기 때문이다.

(3) 제3 메시지(Msg 3, message 3)

단말이 자신에게 유효한 랜덤 액세스 응답을 수신한 경우에는, 상기 랜덤 액세스 응답에 포함된 정보들을 각각 처리한다. 즉, 단말은 TAC을 적용시키고, TC-RNTI를 저장한다. 또한, UL grant를 이용하여, 단말의 버퍼에 저장된 데이터 또는 새롭게 생성된 데이터를 기지국으로 전송한다. 단말의 최초 접속의 경우, RRC 계층에서 생성되어 CCCH를 통해 전달된 RRC 연결 요청이 제3 메시지에 포함되어 전송될 수 있으며, RRC 연결 재확립 절차의 경우 RRC 계층에서 생성되어 CCCH를 통해 전달된 RRC 연결 재확립 요청이 제3 메시지에 포함되어 전송될 수 있다. 또한, NAS 접속 요청 메시지를 포함할 수도 있다.

제3 메시지는 단말의 식별자가 포함되어야 한다. 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서는 기지국에서 어떠한 단말들이 상기 랜덤 액세스 절차를 수행하는지 판단할 수 없는데, 차후에 충돌 해결을 하기 위해서는 단말을 식별해야 하기 때문이다.

단말의 식별자를 포함시키는 방법으로는 두 가지 방법이 존재한다. 첫 번째 방법은 단말이 상기 랜덤 액세스 절차 이전에 이미 해당 셀에서 할당 받은 유효한 셀 식별자(C-RNTI)를 가지고 있었다면, 단말은 상기 UL grant에 대응하는 상향링크 전송 신호를 통해 자신의 셀 식별자를 전송한다. 반면에, 만약 랜덤 액세스 절차 이전에 유효한 셀 식별자를 할당 받지 못하였다면, 단말은 자신의 고유 식별자(예를 들면, S-TMSI 또는 임의 값(random number))를 포함하여 전송한다. 일반적으로 상기의 고유 식별자는 C-RNTI보다 길다. UL-SCH 상의 전송에서는 단말 특정 스크램블링이 사용된다. 다만, 단말이 아직 C-RNTI를 할당받지 못한 경우라면, 스크램블링은 C-RNTI에 기반할 수 없으며 대신 랜덤 액세스 응답에서 수신한 TC-RNTI가 사용된다. 단말은 상기 UL grant에 대응하는 데이터를 전송하였다면, 충돌 해결을 위한 타이머(contention resolution timer)를 개시한다.

(4) 제4 메시지(Msg 4, message 4)

기지국은 단말로부터 제3 메시지를 통해 해당 단말의 C-RNTI를 수신한 경우 수신한 C-RNTI를 이용하여 단말에게 제4 메시지를 전송한다. 반면, 단말로부터 제3 메시지를 통해 상기 고유 식별자(즉, S-TMSI 또는 임의 값(random number))를 수신한 경우, 랜덤 액세스 응답에서 해당 단말에게 할당한 TC-RNTI를 이용하여 제4 메시지를 단말에게 전송한다. 여기서, 제4 메시지는 C-RNTI를 포함하는 RRC 연결 설정 메시지(RRC connection setup)가 해당될 수 있다.

단말은 랜덤 액세스 응답에 포함된 UL grant를 통해 자신의 식별자를 포함한 데이터를 전송한 이후, 충돌 해결을 위해 기지국의 지시를 기다린다. 즉, 특정 메시지를 수신하기 위해 PDCCH의 수신을 시도한다. 상기 PDCCH를 수신하는 방법에 있어서도 두 가지 방법이 존재한다. 앞에서 언급한 바와 같이 상기 UL grant에 대응하여 전송된 제3 메시지가 자신의 식별자가 C-RNTI인 경우, 자신의 C-RNTI를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도하고, 상기 식별자가 고유 식별자(즉, S-TMSI 또는 임의 값(random number))인 경우에는, 랜덤 액세스 응답에 포함된 TC-RNTI를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도한다. 그 후, 전자의 경우, 만약 상기 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에 자신의 C-RNTI를 통해 PDCCH를 수신한 경우에, 단말은 정상적으로 랜덤 액세스 절차가 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 절차를 종료한다. 후자의 경우에는 상기 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에 TC-RNTI를 통해 PDCCH를 수신하였다면, 상기 PDCCH가 지시하는 PDSCH이 전달하는 데이터를 확인한다. 만약 상기 데이터의 내용에 자신의 고유 식별자가 포함되어 있다면, 단말은 정상적으로 랜덤 액세스 절차가 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 절차를 종료한다. 제4 메시지를 통해 단말은 C-RNTI를 획득하고, 이후 단말과 네트워크는 C-RNTI를 이용하여 단말 특정 메시지(dedicated message)를 송수신하게 된다.

다음은 랜덤 액세스에서　충돌　해결을 위한 방법에 대하여 설명한다.

랜덤 액세스를 수행함에 있어서 충돌이 발생하는 이유는 기본적으로 랜덤 액세스 프리앰블의 수가 유한하기 때문이다. 즉, 기지국은 모든 단말들에게 단말 고유의 랜덤 액세스 프리앰블을 부여할 수 없기 때문에, 단말은 공통의 랜덤 액세스 프리앰블들 중에서 임의적으로 하나를 선택해서 전송하게 된다. 이에 따라 동일한 무선 자원(PRACH 자원)을 통해 둘 이상의 단말들이 같은 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하여 전송하게 되는 경우가 발생하지만, 기지국에서는 하나의 단말에게서 전송되는 하나의 랜덤 액세스 프리앰블로 판단하게 된다. 이로 인해, 기지국은 랜덤 액세스 응답을 단말에게 전송하고 랜덤 액세스 응답은 하나의 단말이 수신할 것으로 예측한다. 하지만, 상술한 바와 같이 충돌이 발생할 수 있기 때문에, 둘 이상의 단말들이 하나의 랜덤 액세스 응답을 수신하게 되며, 이에 따라 단말마다 각각 랜덤 액세스 응답의 수신에 따른 동작을 수행하게 된다. 즉, 랜덤 액세스 응답에 포함된 하나의 UL Grant를 이용하여, 둘 이상의 단말들이 서로 다른 데이터를 동일한 무선자원에 전송하게 되는 문제점이 발생하게 된다. 이에 따라, 상기 데이터의 전송은 모두 실패할 수 도 있고, 단말들의 위치 또는 전송파워에 따라 특정 단말의 데이터만을 기지국에서 수신할 수도 있다. 후자의 경우, 둘 이상의 단말들은 모두 자신의 데이터의 전송이 성공했다고 가정하기 때문에, 기지국은 경쟁에서 실패한 단말들에게 실패 사실에 대한 정보를 알려주어야 한다. 즉, 상기 경쟁의 실패 또는 성공에 대한 정보를 알려주는 것이　충돌　해결(contention resolution)라 한다.

충돌　해결　방법에는 두 가지 방법이 있는데 한 가지 방법은,　충돌　해결　타이머(contention resolution timer)를 이용하는 방법과, 다른 한가지 방법은 성공한 단말의 식별자를 단말들에게 전송하는 방법이다. 전자의 경우는, 단말이 랜덤 액세스 과정 전에 이미 고유의 C-RNTI를 가지고 있는 경우에 사용된다. 즉, 이미 C-RNTI를 가지고 있는 단말은 랜덤 액세스 응답에 따라 자신의 C-RNTI를 포함한 데이터를 기지국으로 전송하고,　충돌　해결　타이머를 작동한다. 그리고,　충돌　해결　타이머가 만료되기 전에, 자신의 C-RNTI에 의해 지시되는 PDCCH 정보가 수신되면, 단말은 자신이 경쟁에서 성공했다고 판단하고, 랜덤 액세스를 정상적으로 마치게 된다. 반대로, 만약　충돌　해결　타이머가 만료되기 전에, 자신의 C-RNTI에 의해 지시되는 PDCCH를 전송 받지 못한 경우는, 자신이 경쟁에서 실패했다고 판단하고, 랜덤 액세스 과정을 다시 수행하거나, 상위 계층으로 실패 사실을 통보할 수 있다.　충돌　해소 방법 중 후자의 경우, 즉 성공한 단말의 식별자를 전송하는 방법은, 단말이 랜덤 액세스 과정 전에 고유의 셀 식별자가 없는 경우에 사용된다. 즉, 단말 자신이 셀 식별자가 없는 경우, 랜덤 액세스 응답에 포함된 UL Grant 정보에 따라 데이터에 셀 식별자 보다 상위 식별자(S-TMSI 또는 random number)를 포함하여 전송하고, 단말은　충돌　해결　타이머를 작동시킨다.　충돌　해결　타이머가 만료되기 전에, 자신의 상위 식별자를 포함한 데이터가 DL-SCH로 전송된 경우, 단말은 랜덤 액세스 과정이 성공했다고 판단한다. 반면에,　충돌　해결　타이머가 만료되기 전에, 자신의 상위 식별자를 포함한 데이터를 DL-SCH로 전송 받지 못하는 경우에는, 단말은 랜덤 액세스 과정이 실패했다고 판단하게 되는 것이다.

한편, 비경쟁 기반 임의접속 과정에서의 동작은 도 8에 도시된 경쟁 기반 임의접속 과정과 달리 제1 메시지 전송 및 제2 메시지 전송만으로 임의접속 절차가 종료되게 된다. 다만, 제1 메시지로서 단말이 기지국에 임의접속 프리엠블을 전송하기 전에 단말은 기지국으로부터 임의접속 프리엠블을 할당받게 되며, 이 할당받은 임의접속 프리엠블을 기지국에 제1 메시지로서 전송하고, 기지국으로부터 임의접속 응답을 수신함으로써 임의접속 절차가 종료되게 된다.

상술한 랜덤 액세스 절차에 대한 내용은 LTE/LTE-A 시스템을 기준으로 설명되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 5G NR 시스템에도 동일 또는 유사하게 확장하여 적용될 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같이, 5G NR 시스템(이하, NR 시스템)에서는 다양한 활용 시나리오들(use case scenarios) 및/또는 다양한 주파수 대역에서의 배치들이 고려될 수 있다. 이에 따라, NR 시스템에서는 CC(component carrier) 별로 다양한 뉴머롤로지(numerology)를 지원하는 방식이 고려될 수 있다. 여기에서, 뉴머롤로지는 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)과 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP) 등을 의미할 수 있다.

이와 같은 점을 고려하여, 본 명세서에서는 뉴머롤로지가 CC 별 및/또는 CC 간에 다를 수 있는 NR 시스템의 캐리어 병합(carrier aggregation, CA) 상황에서, 타이밍 조정(timing adjustment) 즉, 송수신 타이밍 조정을 지원하는 방법을 제안한다.

본 명세서에서 언급되는 TA(Timing Advance)는, 기지국에서 직교적인(orthorgonal) 상향링크/하향링크 송수신(DL/UL transmission and reception)을 수행하기 위해, 상향링크 서브프레임(uplink subframe, UL subframe)과 하향링크 서브프레임(downlink subframe, DL subframe) 간의 동기를 맞출 목적으로 단말에서 인가하는(또는 적용하는) 타이밍 오프셋(timing offset)을 의미할 수 있다.

NR 시스템에서는 앞서 언급한 CA 배치 시나리오 등(예: 제4 CA 배치 시나리오(HetNet))을 고려하여 다수의 TAG(Timing Advance Group) 즉, 다중 TAG(multiple TAG)를 지원할 수 있다. 상술한 바와 같이, TAG 중에서 PCell을 포함하는 TAG는 pTAG로 지칭되고, SCell만으로 구성된 TAG는 sTAG로 지칭될 수 있다.

이 때, 초기 pTAG(initial pTAG)에 대한 초기 타이밍 정보(initial timing information)는 랜덤 액세스 절차(random access procedure, RA procedure)를 통해서 획득될 수 있다. 이 후, sTAG에 대한 타이밍 정보는, 단말이 RRC 연결(RRC connection)이 설정(setup)된 상태(즉, RR_CONNECTED state)인 점으로 고려하여, PDCCH(또는 NPDCCH) 순서(order)에 기반한 비-경쟁 RA 절차(contention-free RA procedure or non-contention RA procedure)를 통해 획득될 수 있다.

이하, 상술한 NR 시스템에서의 CA 동작(Carrier Aggregation operation)을 고려하여, 본 명세서에서는 pTAG 타이밍 정보를 획득하기 위한 방법, sTAG 타이밍 정보를 획득하기 위한 방법, TA 명령(TA command)를 설정하는 방법, SCell의 활성화/재활성화 타이밍 설정 방법, 및 타이밍 차이에 대한 요구 조건(timing difference requirement)을 결정하는 방법에 대해 구체적으로 살펴본다.

제1 실시 예

본 실시 예에서는, NR 시스템에서의 CA 동작을 고려하여 pTAG 타이밍 정보를 획득하는 방법에 대해 살펴본다.

이 때, NR 시스템에서의 CA 동작을 고려하여 pTAG 타이밍 정보를 획득하기 위한 방법으로, 랜덤 액세스 절차(이하, RA 절차)가 이용될 수 있다.

구체적으로, pTAG에 대한 TA 정보를 획득하기 위하여, PCell로 랜덤 액세스 프리앰블(Random Access preamble, 이하 RA 프리앰블)을 전송하는 것을 시작으로 RA 절차가 수행될 필요가 있다. 이 때, pTAGH에 대한 TA 정보 획득을 위한 RA 절차로 경쟁 기반 RA 절차(contention-based RA procedure) 또는 비-경쟁 기반 RA 절차(contention-free RA procedure)가 이용될 수 있다.

NR 시스템에서의 CA 동작의 경우, 각 CC(Component Carrier)의 뉴머롤로지가 다양한 값들(예: 서브캐리어 간격 15kHz, 30kHz, 60kHz, 120kHz) 중에서 선택될 수 있기 때문에, 이에 따른 차이가 고려될 필요가 있다. 예를 들어, 서브캐리어 간격의 차이에 따라 심볼, 슬롯, 및/또는 서브프레임의 길이가 다르게 설정될 수 있는데, 이에 따라 다르게 설정되는 각 단계에서의 전송 타이밍(transmission timing), 카운터 크기(counter size) 등의 차이점이 고려될 필요가 있다.

이하, pTAG 타이밍 정보를 획득하는 절차에 대해 경쟁 기반 RA 절차를 이용하는 방법 1-1)과 비-경쟁 기반 RA 절차를 이용하는 방법 1-2)에 대해 구체적으로 살펴본다. 방법 1) 및 방법 2)는 설명의 편의를 위해 구분된 것일 뿐, 상호 간에 결합되거나 일부 구성을 치환하여 적용할 수도 있음은 물론이다.

방법 1-1)

먼저, 경쟁 기반 RA 절차를 이용하여 pTAG 타이밍 정보를 획득하는 방법에 대해 살펴본다.

경쟁 기반 RA 절차에서 기지국(예: gNB)은 단말이 첫 번째 단계에서 전송한 프리앰블(즉, 상술한 Msg 1)을 성공적으로 수신할 경우, 프리앰블의 전송 시작점(예: n번째 서브프레임)으로부터 일정 시간 이후부터 시작되는 RAR 윈도우(Random Access Response window) 내에서 RAR 메시지(두 번째 단계의 메시지 즉, 상술한 Msg 2)를 단말에게 전송할 수 있다. 여기에서, RAR 윈도우의 시작점과 종착점은 서브프레임 및/또는 슬롯 단위로 설정될 수 있다.

예를 들어, RAR 윈도우는 n+k0 번째 서브프레임에서 시작하도록 설정될 수 있다. 이 때, n은 프리앰블의 전송 시작 서브프레임이거나, 마지막 서브프레임에 해당할 수 있다. 다만, 이 경우, CC의 뉴머롤로지에 따라, k0에 대응하는 절대적 시간(absolution time)이 스케일(scale)(즉, 특정 조건/값에 따라 확대 또는 축소)되어 기지국에서 RAR 전송에 요구되는 준비 시간이 부족하거나, 반대로 시간이 과도하게 길어져서 지연(latency)이나 전력(power) 측면에서 불리한 점이 발생할 수도 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, k0 값이 절대적 시간으로 설정되거나, 뉴머롤로지에 연동하여 또는 독립적으로 설정한 심볼, 슬롯, 및/또는 서브프레임 단위로 RAR 윈도우 타이밍이 설정될 수도 있다. 이 때, 설정된 값은 모든 뉴머롤로지에 대해 공통적으로 적용되거나, 뉴머롤로지 별로 다르게 적용된 값일 수 있다. 일례로, 상술한 뉴머롤로지에 연동하여 RAR 윈도우 타이밍을 설정하는 방법은, 서브캐리어 간격이 M배 증가하면 서브프레임의 길이가 1/M으로 줄어드는 점을 고려하여, RAR 윈도우 시작점을 k0*M 서브프레임으로 해석하는 방법일 수 있다.

또는, 다른 예를 들어, RAR 윈도우 내에서 기지국이 단말에게 전송하는 RAR 메시지(즉, Msg 2)가 n+k1 번째 서브프레임에서 전송되도록 설정할 수도 있다. 이 경우에도, n은 프리앰블의 전송 시작 서브프레임이거나, 마지막 서브프레임에 해당할 수 있으며, k1 값이 절대적 시간으로 설정되거나, 뉴머롤로지에 연동하여 또는 독립적으로 설정한 심볼, 슬롯, 및/또는 서브프레임 단위로 RAR 윈도우 타이밍이 설정될 수도 있다. 상기 예시와 유사하게, 설정된 값은 모든 뉴머롤로지에 대해 공통적으로 적용되거나, 뉴머롤로지 별로 다르게 적용된 값일 수 있다. 일례로, 상술한 뉴머롤로지에 연동하여 RAR 전송 타이밍을 설정하는 방법은, 서브캐리어 간격이 M배 증가하면 서브프레임의 길이가 1/M으로 줄어드는 점을 고려하여, RAR 전송 시작점을 k1*M 서브프레임으로 해석하는 방법일 수 있다.

단말은 RAR 수신 서브프레임(즉, RAR을 수신한 서브프레임)으로부터 일정 시간 이후에 세 번째 단계의 메시지(즉, 상술한 Msg 3)를 전송할 수 있다. 예를 들어, RAR 수신 서브프레임을 n 번째 서브프레임이라고 가정하면, 단말은 n+k2 번째 서브프레임에서 세 번째 단계의 메시지를 전송하도록 설정될 수 있다.

이 경우, 상술한 k0 및/또는 k1과 유사하게, k2 값도 절대적 시간으로 설정되거나, 뉴머롤로지에 연동하여 또는 독립적으로 설정한 심볼, 슬롯, 및/또는 서브프레임 단위로 세 번째 단계의 메시지에 대한 윈도우 타이밍이 설정될 수 있다. 상기 예시와 유사하게, 설정된 값은 모든 뉴머롤로지에 대해 공통적으로 적용되거나, 뉴머롤로지 별로 다르게 적용된 값일 수 있다. 일례로, 상술한 뉴머롤로지에 연동하여 Msg 3에 대한 전송 타이밍을 설정하는 방법은, 서브캐리어 간격이 M배 증가하면 서브프레임의 길이가 1/M으로 줄어드는 점을 고려하여, Msg 3에 대한 전송 시작점을 k2*M 서브프레임으로 해석하는 방법일 수 있다.

방법 1-2)

다음으로, 비-경쟁 기반 RA 절차를 이용하여 pTAG 타이밍 정보를 획득하는 방법에 대해 살펴본다.

단말이 기지국(예: gNB)으로부터 PDCCH 순서(PDCCH order)에 대한 정보를 수신하면, 해당 단말은 PDCCH 순서가 속한 서브프레임(예: n 번째 서브프레임)으로부터 일정 시간 후에 발생하는(또는 할당되는) PDCCH 자원을 통해 첫 번째 단계의 메시지(즉, Msg 1)를 전송할 수 있다. 여기에서, 첫 번째 단계의 메시지의 전송 타이밍(즉, Msg 1에 대한 전송 타이밍)의 최소 값은 서브프레임 단위로 설정될 수 있다.

예를 들어, 단말은 n+k0 번째 서브프레임으로부터 또는 그 이후에 시작하는 가장 이른 시점의 PRACH 자원을 통해 프리앰블을 전송할 수 있도록 설정될 수 있다. CC의 뉴머롤로지에 따라 서브프레임 길이가 다르게 설정되므로, k0에 대응하는 절대적 시간(absolution time)이 스케일(scale)(즉, 특정 조건/값에 따라 확대 또는 축소)되어 단말에서 프리앰블의 전송에 요구되는 준비 시간이 부족하거나, 반대로 시간이 과도하게 길어져서 지연이나 전력 측면에서 불리한 점이 발생할 수도 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, k0 값이 절대적 시간으로 설정되거나, 뉴머롤로지에 연동하여 또는 독립적으로 설정한 심볼, 슬롯, 및/또는 서브프레임 단위로 설정될 수도 있다. 이 때, 설정된 값은 모든 뉴머롤로지에 대해 공통적으로 적용되거나, 뉴머롤로지 별로 다르게 적용된 값일 수도 있다. 일례로, 상술한 뉴머롤로지에 연동하여 k0 값을 설정하는 방법은, 서브캐리어 간격이 M배 증가하면 서브프레임의 길이가 1/M으로 줄어드는 점을 고려하여, 첫 번째 단계의 메시지(즉, Msg 1) 전송의 시작점을 k0*M 서브프레임으로 해석하는 방법일 수 있다.

상술한 방법 1)의 경우와 유사하게, 방법 2)의 경우에도, RAR 윈도우 설정과 RAR 전송 타이밍은 절대적 시간으로 설정되거나, 뉴머롤로지에 연동하여 또는 독립적으로 설정한 심볼, 슬롯, 및/또는 서브프레임 단위로 설정될 수도 있다. 이 경우에도, 설정된 값은 모든 뉴머롤로지에 대해 공통적으로 적용되거나, 뉴머롤로지 별로 다르게 적용된 값일 수 있다.

또한, 상술한 방법 1)의 경우와 유사하게, 방법 2)의 경우에도, 세 번째 단계의 메시지(즉, Msg 3)의 전송 타이밍은 절대적 시간으로 설정되거나, 뉴머롤로지에 연동하여 또는 독립적으로 설정한 심볼, 슬롯, 및/또는 서브프레임 단위로 설정될 수도 있다. 이 경우에도, 설정된 값은 모든 뉴머롤로지에 대해 공통적으로 적용되거나, 뉴머롤로지 별로 다르게 적용된 값일 수 있다.

제2 실시 예

본 실시 예에서는, NR 시스템에서의 CA 동작을 고려하여 sTAG 타이밍 정보를 획득하는 방법에 대해 살펴본다.

상술한 제1 실시 예와 유사하게, NR 시스템에서의 CA 동작을 고려하여 sTAG 타이밍 정보를 획득하기 위한 방법으로, 랜덤 액세스 절차(이하, RA 절차)가 이용될 수 있다.

구체적으로, 단말은 pTAG에 속하는 PCell에 대한 RA 절차를 통해 타이밍 조정(timing adjustment)(특히, 상향링크 타이밍 조정)을 수행한 후, RRC 연결 설정 상태(RRC connection setup state, RRC_CONNECTED state)로 진입할 수 있다. 이 후, 설정된 SCell에 대한 SCell 추가 절차(SCell addition procedure)를 통해 SCell은 활성화(activation)될 수 있다. 이 과정에서, 기지국(예: gNB)은 해당 SCell이 pTAG에 속하는지 또는 sTAG에 속하는지 여부에 대해 단말로 시그널링할 수 있다.

해당 SCell이 pTAG에 속하는 경우, PCell와 동일한 TA 명령(TA command)이 공유될 수 있다. 그렇지 않을 경우 즉, 해당 SCell이 sTAG에 속하는 경우, 단말은 sTAG에 대한 타이밍 정보를 획득하기 위하여, 활성화된 SCell에 대해 RA 절차를 수행할 수 있다.

이 때, 단말이 수행하는 RA 절차는 이미 해당 단말이 RRC 연결 설정 상태에 있기 때문에 기지국이 PDCCH 순서(PDCCH order)를 전송함으로써 개시(initiate)될 수 있다. 여기에서, PDCCH 순서는 타이밍 정보를 획득하기 원하는 SCell이거나, 해당 SCell과 동일 sTAG에 속하는 다른 활성화된 SCell(즉, 스케줄링된 SCell)에 대한 것일 수 있다.

셀프-캐리어 스케줄링(self-carrier scheduling)에 의한 PDCCH 순서를 고려하여, 단말이 프리앰블(즉, RA 프리앰블)을 전송하는 SCell로부터 PDCCH 순서가 수신되는 경우를 가정할 수 있다.

이 경우, 단말이 기지국으로부터 PDCCH 순서를 수신하면, 해당 단말은 PDCCH 순서가 속한 서브프레임(예: n 번째 서브프레임)으로부터 일정 시간 후에 발생하는(또는 할당되는) PDCCH 자원을 통해 첫 번째 단계의 메시지(즉, Msg 1)를 전송할 수 있다. 여기에서, 첫 번째 단계의 메시지의 전송 타이밍(즉, Msg 1에 대한 전송 타이밍)의 최소 값은 서브프레임 단위로 설정될 수 있다.

예를 들어, 단말은 n+k0 번째 서브프레임으로부터 또는 그 이후에 시작하는 가장 이른 시점의 PRACH 자원을 통해 프리앰블을 전송할 수 있도록 설정될 수 있다.

또한, 상술한 제1 실시 예의 방법 2)의 경우와 유사한 이유로, k0 값은 절대적 시간으로 설정되거나, 뉴머롤로지에 연동하여 또는 독립적으로 설정한 심볼, 슬롯, 및/또는 서브프레임 단위로 설정될 수도 있다. 이 때, 설정된 값은 모든 뉴머롤로지에 대해 공통적으로 적용되거나, 뉴머롤로지 별로 다르게 적용된 값일 수도 있다. 일례로, 상술한 뉴머롤로지에 연동하여 k0 값을 설정하는 방법은, 서브캐리어 간격이 M배 증가하면 서브프레임의 길이가 1/M으로 줄어드는 점을 고려하여, 첫 번째 단계의 메시지(즉, Msg 1) 전송의 시작점을 k0*M 서브프레임으로 해석하는 방법일 수 있다.

상술한 제1 실시 예의 방법 1)의 경우와 유사하게, 이 경우에도, RAR 윈도우 설정과 RAR 전송 타이밍은 절대적 시간으로 설정되거나, 뉴머롤로지에 연동하여 또는 독립적으로 설정한 심볼, 슬롯, 및/또는 서브프레임 단위로 설정될 수도 있다. 이 때, 설정된 값은 모든 뉴머롤로지에 대해 공통적으로 적용되거나, 뉴머롤로지 별로 다르게 적용된 값일 수 있다.

또한, 상술한 제1 실시 예의 방법 1)의 경우와 유사하게, 이 경우에도, 세 번째 단계의 메시지(즉, Msg 3)의 전송 타이밍은 절대적 시간으로 설정되거나, 뉴머롤로지에 연동하여 또는 독립적으로 설정한 심볼, 슬롯, 및/또는 서브프레임 단위로 설정될 수도 있다. 이 때, 설정된 값은 모든 뉴머롤로지에 대해 공통적으로 적용되거나, 뉴머롤로지 별로 다르게 적용된 값일 수 있다.

단말은 sTAG에 대한 TA 정보를 획득하기 위하여 SCell에 대한 RA 절차를 수행하기 이전에, 이미 PCell에 대한 RA 절차를 통해 각 단계에서의 타이밍들(예: Msg 1 전송 타이밍, RAR 윈도우 타이밍, RAR 전송 타이밍, Msg 3 전송 타이밍)을 결정할 수 있다. 따라서, 이 경우, pTAG에 대한 RA 절차의 각 단계에서의 타이밍이 SCell에 대한 RA 절차에도 동일하게 적용될 수 있다. 또는, 단말은 상술한 방법에 따라 PCell과는 별도로 각 단계에서의 타이밍을 설정하여 이용할 수도 있다. 또는, TA 정보를 획득하기 원하는 SCell과 PCell의 뉴머롤로지가 동일하거나 특정 조합에 해당하는 경우에 대해, 조건적으로 pTAG에 대한 RA 절차의 각 단계에서의 타이밍이 동일하게 적용될 수도 있다.

제3 실시 예

본 실시 예에서는, NR 시스템에서의 CA 동작을 고려하여, TA 명령(TA command)을 설정하는 방법에 대해 살펴본다.

먼저, NR 시스템에서 초기(initial) 타이밍 조정 절차는 다음과 같이 수행될 수 있다.

기지국은 단말이 전송한 프리앰블(즉, RA 프리앰블)로부터 초기 TA(initial TA)를 추정한 후, 다음 단계(즉, RAR 전송 단계)에서 TA 명령을 단말에게 전송할 수 있다. 이 후, 단말은 TA 명령을 통해 전달 받은 초기 TA로 세 번째 단계의 메시지(즉, Msg 3) 전송 타이밍을 조정하여 전송하며, 나머지 RA 절차를 통해 RRC 연결 설정 상태로 진입(또는 도달)할 수 있다.

단말이 RRC 연결 설정 상태에 진입한 경우, 특정 상향링크 신호(예: PUSCH, PUCCH, SRS 등)를 통해 TA 추적(TA tracking)이 수행될 수 있다. 여기에서, TA 추적은 단말이 전송한 상향링크 신호에 기반하여 TA가 수정 또는 갱신될 필요가 있는지 여부를 판단하는 동작을 의미할 수 있다.

TA에 대한 수정 또는 갱신이 필요한 것으로 판단되는 경우, 기지국은 TA 명령 MAC-CE(TA command Medium Access Control-Control Element)를 단말로 전송하여, 해당 단말이 TA 수정(또는 보정, 갱신)을 수행할 수 있도록 지시할 수 있다. 여기에서, TA 명령 MAC-CE는 MAC 계층에서 TA 명령을 전송하도록 설정된 메시지를 의미할 수 있다.

이 때, 단말이 TA 명령을 수신한 타이밍으로부터 수신된 TA 값을 이용하여 상향링크 서브프레임(또는 슬롯)에 최초로 보정하는 타이밍까지의 시간(즉, 오프셋)은 서브프레임 단위(또는 슬롯 단위)로 설정될 수 있다. 예를 들어, 단말이 TA 명령을 n 번째 서브프레임에 수신한 경우, 해당 단말은 n+k 번째 서브프레임부터 수신된 TA 명령을 반영하여 상향링크 전송을 수행하도록 설정될 수 있다. 서브프레임 단위는 서브캐리어 간격에 따라 스케일(즉, 확대 또는 축소)될 수 있으므로, TA 명령을 반영하는 타이밍은 절대적 시간으로 설정되거나, 뉴머롤로지에 연동하여 또는 독립적으로 설정한 심볼, 슬롯, 및/또는 서브프레임 단위로 설정될 수도 있다. TA 명령은 최대 지원 가능한 셀의 반경(radius), 순환 프리픽스(CP) 내에서의 제어(예: control resolution) 등을 고려하여 설정될 수 있다.

구체적으로, 상술한 NR 시스템에서의 TA 명령은 다음과 같은 방법 3-1) 내지 방법 3-3) 중 적어도 하나를 이용하여 구성될 수 있다. 여기에서, 방법 3-1) 내지 방법 3-3)은 설명의 편의를 위해 구분된 것일 뿐, 상호 간에 결합되거나 일부 구성을 치환하여 적용할 수도 있음은 물론이다.

참고로, 셀은 특정 주파수 자원 영역에 할당될 수 있으므로, 본 실시 예에서 언급되는 주파수 자원 영역은 셀에 대응되는 개념으로 해석될 수 있다. 일례로, 본 명세서에서, 특정 셀의 뉴머롤로지는 특정 주파수 자원 영역에 설정된 뉴머롤로지와 의미하는 바가 동일할 수 있다.

또한, 본 실시 예에서, TA 명령의 단위는 TA 명령에 의해 지시되는 TA 값 또는 해당 값의 단위를 의미할 수 있으며, 단말이 TA 명령을 지시 받는 또는 해석하는 단위를 의미할 수도 있다.

방법 3-1)

먼저, TA 명령의 단위는 절대적 시간(예: 마이크로초(us) 등)으로 설정될 수 있다. 즉, TA 명령에 의해 지시되는 TA 값 또는 TA 값의 단위는 절대적 시간으로 표현될 수 있다.

이 경우, 최대 TA 값(이는, TA 필드의 크기와 관련성 있음)은 고정된 값으로 설정될 수 있다. 또한, 해당 방법은 모든 뉴머롤로지에 대해 동일하게 적용될 수 있다.

방법 3-2)

다음으로, TA 명령의 단위는 TA가 적용될 주파수 자원 영역(예: 셀, CC 등)의 뉴머롤로지와 연관되어 해석(interpret)될 수도 있다. 즉, TA 명령은 해당 TA가 적용될 주파수 자원 영역의 뉴머롤로지에 따라 (스케일되어) 해석될 수 있다.

이 경우, 최대 TA 값(이는, TA 필드의 크기와 관련성 있음)은 고정된 값으로 설정되거나, 기지국에 의해 설정될 수 있다. 기지국에 의해 설정되는 방식의 경우, 최대 TA 값은 브로드캐스트(broadcast)되는 정보(예: 시스템 정보 블록(system information block, SIB) 등)를 통해 시스템 정보(system information, SI)로써 전달될 수 있다.

예를 들어, 해당 방법은, TA 명령에 의해 지시되는 TA의 값을 서브캐리어 간격에 따라 스케일하여(즉, 확대 또는 축소하여) 해석하는 방식을 의미할 수 있다.

방법 3-3)

다음으로, TA 명령의 단위는 기지국에 의해 결정되며, 시스템 정보(예: 시스템 정보 블록)를 통해 TA 명령에 대한 정보가 브로드캐스팅될 수도 있다. 즉, TA 명령의 단위를 기지국이 설정하고, 이에 대한 정보가 시스템 정보 블록을 통해 전달될 수 있다.

이 경우, 최대 TA 값(이는, TA 필드의 크기와 관련성 있음)도 기지국에 의해 설정되거나, 고정된 값으로 설정될 수 있다. 해당 방법에서 시스템 정보블록은 PRACH 포맷 설정(PRACH format configuration) 등을 통해 암시적으로 지시될 수 있다.

다음과 같은 예시들에서, 상술한 방법들 3-1) 내지 3-3)에 대한 선택 또는 적용이 서로 다르게 고려될 수 있다.

예를 들어, 초기 RA 절차(initial random access procedure)에서 수신되는 RAR에서의 TA의 경우에 대해 살펴본다. 이 경우, 기지국이 단말의 현재 어떤 상태인지(예: RRC 설정 연결 상태인지) 가정할 수 없으므로, 상술한 방법 3-1)이 적용될 수 있다. 또는, 동작(operating) 또는 특정 뉴머롤로지(예: 기준 뉴머롤로지(reference numerology)) 등을 기반으로 하는 상술한 방법 3-2)가 적용될 수도 있다.

즉, 초기 RA 절차의 경우, TA 명령에 대해 절대적 시간이 설정되는 방법 및/또는 TA 명령이 뉴머롤로지 특히, 해당 TA가 적용될 주파수 자원 영역(예: 특정 셀에 해당하는 주파수 영역)의 뉴머롤로지에 따라 설정되는 방법이 적용될 수 있다.

다른 예를 들어, 단말이 연결된 상태(예: RRC 연결 설정 상태)에서 상향링크 동기 조정(uplink sync adjustment)을 위해 수신되는 MAC-CE 에서의 TA의 경우에 대해 살펴본다. 이 경우, 기지국은 단말의 상태가 RRC 연결 설정 상태인 것을 알 수 있으므로, 뉴머롤로지를 고려하는 상술한 방법 3-2)가 적용될 수 있다. 또는, TA 명령 설정의 유연성(flexibility)을 위하여 상술한 방법 3-3)이 적용될 수도 있다.

즉, 단말이 이미 기지국과 RRC 연결 설정이 완료된 상태인 경우, 기지국에 의해 전송되는 TA 명령은 해당 TA가 적용될 주파수 자원 영역의 뉴머롤로지에 따라 해석될 수 있다. 이 때, TA가 이전에 설정된 상향링크 타이밍의 갱신(예: TA 추적 등에 의한 상향링크 동기 조정)을 위해 적용되는 경우, 해당 TA를 지시하는 TA 명령은 MAC-CE에 포함되어 단말에게 전달될 수 있다.

또 다른 예를 들어, 단말이 연결된 상태(예: RRC 연결 설정 상태)에서 스케줄링 요청(scheduling request, SR) 등을 목적으로 하는 RA 절차에서 수신되는 RAR에서의 TA의 경우에 대해 살펴본다. 이 경우, 기지국이 단말의 현재 어떤 상태인지(예: RRC 설정 연결 상태인지) 가정할 수 없으므로, 상술한 방법 3-1)이 적용될 수 있다. 또는, 동작 또는 특정 뉴머롤로지(예: 기준 뉴머롤로지(reference numerology)) 등을 기반으로 하는 상술한 방법 3-2)가 적용될 수도 있다.

또 다른 예를 들어, PDCCH 순서(PDCCH order) 기반의 RA 절차(예: 비-경쟁 기반 RA 절차)에서 수신되는 RAR에서의 TA의 경우에 대해 살펴본다. 이 경우, 이 경우, 기지국은 단말의 상태가 RRC 연결 설정 상태인 것을 알 수 있으므로, 뉴머롤로지를 고려하는 상술한 방법 3-2)가 적용될 수 있다. 또는, TA 명령 설정의 유연성(flexibility)을 위하여 상술한 방법 3-3)이 적용될 수도 있다.

또한, 기지국이 단말의 뉴머롤로지(즉, 단말이 상향링크 전송을 수행하기 위해 적용되는 뉴머롤로지)를 알고 있는 경우(예: 상술한 첫 번째 예시 및/또는 두 번째 예시의 경우), TA 명령(즉, TA 명령의 단위), 및/또는 최대 TA 값(이는, TA 필드의 크기와 관련성 있음)을 설정하는 방법에 대해 구체적으로 살펴본다.

이 경우, TAG를 구성하는 주파수 자원 영역(예: 셀)들 간의 뉴머롤로지가 다를 경우, TA 명령 및/또는 최대 TA 값은 TAG에 속한 특정 뉴머롤로지(예: 최대 서브캐리어 간격(largest subcarrier spacing)를 기준으로 설정될 수 있다. 즉, TAG가 다수의 뉴머롤로지들로 구성되는 경우, 해당 TAG에 대한 TA 명령 및/또는 최대 TA 값은 해당 TAG를 구성하는 특정 뉴머롤로지에 따라 설정 또는 해석될 수 있다. 이와 같은 방식은 다음 예시와 같이 수행될 수 있다.

예를 들어, 상술한 방법 3-2) 또는 방법 3-3)을 선택하여 적용하는 경우, TAG에 속한 특정 서브캐리어 간격을 기준으로 설정하는 방법이 고려될 수 있다. 즉, TA 명령의 범위를 설정 또는 해석하는 기준이, 해당 TAG에 속한 다수의 서브캐리어 간격들 중 특정 서브캐리어 간격으로 설정될 수 있다.

특히, TA 명령의 단위는 최대 서브캐리어 간격 단위로 설정되고, 및/또는 최대 TA 값은 최소 서브캐리어 간격 단위로 설정될 수 있다. 여기에서, 최대 서브캐리어 간격 및 최소 서브캐리어 간격은 각각 해당 TAG를 구성하는 다수의 자원 영역들의 서브캐리어 간격들 중 최대 값 및 최소 값을 의미할 수 있다.

이와 관련하여, 기존 LTE 시스템에서는 15KHz 서브캐리어 간격만 지원하고, TA 명령의 단위는 16Ts로 고정(여기에서, 1Ts = 1/(30.72MHz)~=0.0325us)되어 있다. 이 때문에, LTE 시스템의 일반 CP의 길이 144Ts(또는 160Ts)를 고려하면 TA 명령의 단위와 CP 길이의 비율은 16/144=1/9이고, 이에 따라 일반 CP 내에 약 9개의 TA 명령 단위가 존재한다. 일례로, LTE 시스템의 TA 명령 단위 16Ts를 NR 시스템에서 TAG를 구성하는 주파수 자원 영역(예: 셀)들의 서브캐리어 간격들이 각각 15KHz, 60KHz인 경우에 대해서 그대로 적용한다면, 60KHz 서브캐리어 간격을 이용하는 주파수 자원 영역에서 TA 명령은 16Ts인 상태에서 CP 길이가 1/4로 감소된다. 이 경우, TA 명령 단위와 CP 길이의 비율이 16/(144/4)=4/9가 되어, CP 내에 약 2개의 정도의 TA 조정 단위만 존재하게 되며, 이에 따라 사실상 TA의 미세 조정이 불가능하게 된다.

특히, 15KHz와 120KHz의 서브캐리어 간격을 사용하는 주파수 자원 영역(예: 셀)이 동일 TAG 내에 존재할 경우는 문제가 더욱 심각할 수 있다. 120KHz 서브캐리어 간격을 사용하는 주파수 자원 영역(예: 셀)의 경우, CP 내에 1개의 TA 조정 단위가 존재하기 때문에, 사실상 TA 조정 자체가 불가능하게 된다.

이러한 문제점을 보완하기 위해서, 상술한 TA 명령(즉, TA 명령 단위)를 최대 서브캐리어 간격 단위로 설정함으로써, 뉴머롤로지에 상관없이 TAG를 구성하는 모든 주파수 자원 영역(예: 셀)에 대해서 적어도 LTE 시스템 수준의 TA 미세 조정을 지원할 수 있다. 일례로, 이와 같은 방식을 통해 CP 길이 내에 약 9개의 TA 명령 단위가 존재하도록 설정할 수 있다.

한편, CP 길이는 CP 오버헤드(CP overhead)가 동일할 경우, 서브캐리어 간격에 반비례하게 된다. 이는, OFDM 심볼의 유효구간의 길이가 서브캐리어 간격에 반비례하기 때문에, CP 오버헤드(즉, CP 길이와 OFDM 심볼 유효구간의 비율)이 일정할 경우, CP 길이도 서브캐리어 간격에 반비례하여 증가하기 때문이다.

따라서, 상술한 바와 같이, TAG를 구성하는 주파수 자원 영역(예: 셀)들의 뉴머롤로지가 다를 경우, TA 명령이 최소 서브캐리어 간격을 갖는 주파수 자원 영역(예: 셀)의 CP 범위까지 표현할 수 있도록 하기 위해서, TAG를 구성하는 주파수 자원 영역(예: 셀)의 최소 서브캐리어 간격을 기준으로 최대 TA 값을 설정하도록 할 수 있다. 일례로, 동일 구역(site)에서 서로 다른 셀 범위(cell range)가 서로 다른 서브캐리어 간격을 통해서 지원되는 경우(예: 최대 셀 범위를 지원하는 서비스를 위해서 최소 서브캐리어 간격 이용하는 경우, 최소 셀 범위를 지원하는 서비스에 대해서 최대 서브캐리어 간격 이용하는 경우), 동일 구역이기 때문에 동일 TAG를 구성할 수 있다. 이 경우, 동일 TA 명령으로 최대 셀 범위를 지원하는 서비스까지 지원하기 위해서 최소 서브캐리어 간격을 기준으로 최대 TA 값을 설정하는 것이 바람직할 수 있다.

또한, TA를 유도하는 상향링크 신호(즉, TA 조정을 발생시키는 상향링크 신호)가 명시적으로 정의되는 경우, 해당 신호를 전송한 CC(Component Carrier)의 서브캐리어 간격을 기준으로 TA 명령(즉, TA 명령 단위) 및/또는 최대 TA 값이 결정될 수도 있다.

예를 들어, 기지국에서 TA를 결정하게 하기 위하여 전송하는 상향링크 신호가 미리 설정 또는 정의될 수 있다. 주파수 자원 영역(예: 셀) 별 또는 TAG 별로 해당 상향링크 신호(들)이 설정된 상태에서, 설정된 상향링크 신호 또는 그 중에서 실제 전송된 상향링크 신호의 서브캐리어 간격을 기준으로 TA 명령(즉, TA 명령 단위) 및 최대 TA 값이 결정되도록 설정할 수 있다. 해당 방법은 해당 TAG를 구성하는 다수의 서브캐리어 간격들 중 최대 서브캐리어 간격을 기준으로 TA 명령 단위를 설정하고, 최소 서브캐리어 간격을 기준으로 최대 TA 값을 결정하는 방법과 비교하여, TA 명령 필드의 크기를 최적화할 수 있는 장점이 있다. 즉, TA 명령 필드의 오버헤드 감소 측면에서 장점이 있다.

또한, 기지국이 (N)PDCCH 순서를 전송할 때 이용한 CC(Component Carrier)의 서브캐리어 간격을 기준으로 TA 명령(즉, TA 명령 단위) 및/또는 최대 TA 값이 결정될 수도 있다.

(N)PDCCH 순서에 의한 RA 절차는 RRC 연결 설정 상태에서의 동작이고, 기지국이 특정 단말에게 특정 주파수 자원 영역(예: 셀)에 대해서 RA 절차를 지시하는 방법이다. 따라서, 해당 주파수 자원 영역(예: 셀)의 서브캐리어 간격을 기준으로 TA 명령 단위와 최대 TA 값을 설정함으로써, 최대 서브캐리어 간격을 기준으로 TA 명령 단위를 설정하고, 최소 서브캐리어 간격을 기준으로 최대 TA 값을 결정하는 방법과 비교하여, TA 명령 필드의 크기를 최적화할 수 있는 장점이 있다. 즉, TA 명령 필드의 오버헤드 감소 측면에서 장점이 있다.

또한, 본 실시 예에서, 초기 TA 명령(initial TA command)으로 최대 셀의 반경까지 지원하고, 추적 TA 명령(tracking TA command)을 이용하여 초기 TA 명령보다 미세한 조절을 지원하고자 하는 경우, 초기 TA 명령과 추적 TA 명령의 비트 필드 크기(bit field size)가 다르게 설정되거나, 최소 조정 단위가 다르게 설정될 수도 있다.

예를 들어, 추적 TA 명령의 경우, 최대 조정 범위는 초기 TA 명령의 경우보다 작고, 최소 조정 단위는 초기 TA 명령의 경우보다 작게 설정될 수 있다. 또는, 상술한 바와 같은 목적으로, 동일 크기 또는 다른 크기의 비트 필드를 초기 TA 명령 또는 추적 TA 명령에 따라 다르게 해석하도록 설정할 수도 있다. 또는, 상술한 바와 같은 목적으로, 기지국이 설정한 정보는 시스템 정보로 브로드캐스트되거나, PRACH 포맷 설정(PRACH format configuration) 등을 통해 암시적으로 전달될 수도 있다.

또한, 단말이 실제로 적용하는 TA 조정 단위(예: Ts'' 또는 Tc'')는 다음과 같은 방식들로 결정될 수 있다.

먼저, 해당 주파수 대역(frequency band)에서 설정될 수 있는 최대 대역폭(bandwidth)에 의해 Ts가 결정될 수 있다. 이 후, 결정된 Ts(또는 Tc)를 기준으로 하여 TA 기준(reference) 조정 단위 Ts'(또는 Tc')가 결정될 수 있다. 예를 들어, Ts'는 k*Ts로 표현될 수 있으며, 여기에서 k는 동작 또는 특정 (기준) 뉴머롤로지(예: 특정 서브캐리어 간격, 특정 CP)에 기반하여 결정될 수 있다.

Ts'이 결정되면, 실제 단말의 TA 조정 단위는 동작 또는 특정 (기준) 뉴머롤로지와의 관계에 따라 결정될 수 있다. 이 때, 단말의 TA 조정 단위 Ts''는 m*Ts'(즉, m*k*Ts)로 표현될 수 있다. 여기에서, m은 서브캐리어 간격만을 고려하는 경우, 기준 서브캐리어 간격/단말 서브캐리어 간격을 의미할 수 있다. 일례로, 기준 서브캐리어 간격이 15kHz이고 단말 서브캐리어 간격이 60kHz인 경우, m은 1/4일 수 있다.

또는, TAG를 구성하는 주파수 자원 영역(예: 셀) 간의 뉴머롤로지가 다를 경우, TAG에 속한 뉴머롤로지의 조합으로 TA 명령이 구성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 서브캐리어 간격을 갖는 단말의 TA 조정 단위가 Ts_1이고, 제2 서브캐리어 간격을 갖는 단말의 TA 조정 단위가 Ts_2인 경우, TA 명령은 a*Ts_1 + b*Ts_2의 형태로 구성될 수도 있다.

제4 실시 예

본 실시 예에서는, NR 시스템에서 SCell의 활성화 또는 재활성화 타이밍을 설정하는 방법에 대해 살펴본다.

NR 시스템에서의 CA 동작에서, 단말의 전력 절감을 위해 하나 또는 다수의 설정된 SCell들 중 단말이 이용하지 않는 전부 또는 일부를 비활성화(deactivation)시킬 수 있으며, 해당 단말이 필요로 하는 경우 다시 활성화(activation)하는 방법이 고려될 수 있다.

SCell의 활성화 또는 재활성화(reactivation)시, 단말이 기지국으로부터 (MAC-CE를 통해) 활성화 또는 비활성화 지시를 특정 서브프레임(예: n 번째 서브프레임)에 수신하면, 단말은 그로부터 일정 시간 후에 해당 SCell의 비활성화 타이머(즉, SCellDeactivationTimer)를 시작하거나, 재활성화의 경우에는 이를 재시작하도록 설정될 수 있다. 여기에서, 해당 타이머의 시작점은 서브프레임 또는 슬롯 단위로 설정될 수 있다. 일례로, 해당 타이머는 n+k3 번째 서브프레임에서 시작하거나, 재시작하도록 설정될 수 있다.

구체적으로, NR 시스템에서 뉴머롤로지의 다양성 및/또는 큰 값의 서브캐리어 간격을 지원하는 점등을 참고할 때, SCell의 비활성화 타이머의 시작 또는 재시작 타이밍을 설정할 때, 다음과 같은 방법들 4-1) 내지 4-3)이 고려될 수 있다.

여기에서, SCell의 비활성화 타이머의 시작 또는 재시작 타이밍은, SCell (재)활성화 후의 SRS 전송 타이밍(SRS transmission timing), CSI 보고 타이밍(CSI reporting timing), PDCCH 모니터링 타이밍(PDCCH monitoring timing), 및/또는 PHR(Power Headroom Report) 트리거링 타이밍 등을 포함할 수 있다.

방법 4-1)

먼저, SCell의 활성화 또는 재활성화와 관련된 타이밍은 절대적 시간(예: 마이크로초(us) 등)으로 설정될 수 있다. 이 경우, 해당 방법은 모든 뉴머롤로지에 대해 동일하게 적용될 수 있다.

방법 4-2)

다음으로, SCell의 활성화 또는 재활성화와 관련된 타이밍은 해당 셀(즉, 해당 셀의 주파수 자원 영역)의 뉴머롤로지와 연관되어 해석(interpret)될 수도 있다. 이 경우, 해당 타이밍의 값은 서브캐리어 간격에 따라 스케일되어 해석될 수 있다.

방법 4-3)

다음으로, SCell의 활성화 또는 재활성화와 관련된 타이밍은 기지국에 의해 결정되며, 시스템 정보(예: 시스템 정보 블록)를 통해 해당 정보가 브로드캐스팅될 수도 있다. 즉, 기지국은 SCell의 활성화 또는 재활성화와 관련된 타이밍을 설정하고, 이를 시스템 정보 블록을 통해 브로드캐스트할 수 있다.

제5 실시 예

본 실시 예에서는, NR 시스템에서 타이밍 차이(timing difference)에 대한 요구 조건(requirement)을 결정하는 방법에 대해 살펴본다.

NR 시스템에서의 CA 동작에서 네트워크의 셀 반경(cell radius) 및/또는 TAG의 수를 결정할 때, 수신단(receiver)의 버퍼 크기(buffer size)를 고려하여 셀 반경을 제한하고, TAG의 수를 제한하도록 설정할 수 있다. 이를 위해, 단말이 용인할 수 있는 타이밍 차이에 대한 요구 조건이 설정될 필요가 있으며, 셀 반경 및/또는 TAG의 수를 결정할 때 이와 같은 요구 조건이 고려될 수 있다.

타이밍 차이에 대한 요구 조건을 결정할 때, 해당 주파수 대역에서 설정될 수 있는 최대 수신 대역폭(receiver bandwidth)과 순환 프리픽스(CP)가 고려될 필요가 있다. 이는, 동일한 단말 버퍼 크기(UE buffer size)를 가정하면, 수신 대역폭이 클수록, CP가 작을수록 데이터 처리량(data throughput)이 증가하므로, 하향링크에서 제어 정보가 데이터보다 지연되어 단말로 도달할 때 용인할 수 지연(delay)이 작아질 수 있기 때문이다. 또한, 단말 버퍼 크기는 단말의 능력(UE capability)과 관련되기 때문에, 단말 버퍼 크기 또는 단말의 능력에 따라, 해당 단말이 지원 가능한 TAG의 수가 제한될 수도 있다.

또한, 스케줄링되는 셀(scheduled cell)에 대한 수신측 버퍼 크기(receiver buffer size)의 부담 및/또는 스케줄링되는 셀에 대한 HARQ 지연(HARQ latency) 등을 고려하여, 크로스-캐리어 스케줄링(cross-carrier scheduling)을 제한하는 방법도 고려될 수 있다.

예를 들어, TA 차이가 'X us'를 초과 및/또는 서브캐리어 간격의 차이가 'Y 배'를 초과하는 두 CC(Component Carrier) 간 크로스-CC 스케줄링이 허용되지 않을 수 있다. 구체적으로, 스케줄링하는 셀(scheduling cell)의 TA와 스케줄링되는 셀(scheduled cell)의 TA 간의 차이가 'X us'를 초과 및/또는 스케줄링하는 셀의 서브캐리어 간격이 스케줄링되는 셀의 서브캐리어 간격보다 'Y 배'이상인 두 CC 간 크로스-CC 스케줄링이 허용되지 않을 수 있다.

도 9는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 타이밍을 조정하기 위한 단말의 동작 순서도를 나타낸다. 도 9는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 9를 참고하면, 해당 단말은 NR 시스템에서 캐리어 병합(CA) 동작을 지원하는 것을 가정하며, 상술한 본 명세서의 실시 예들에 기반하여 동작하는 경우가 가정된다. 예를 들어, 도 9에서는, 해당 단말이 상술한 제3 실시 예에서 설명된 TA 명령 설정 방식에 기반하여 상향링크 타이밍(즉, 상향링크 전송 타이밍)을 조정하도록 설정될 수 있다.

단말은 기지국으로 상향링크 신호(예: 상술한 RA 프리앰블, PUCCH, PUSCH, SRS 등)를 전송할 수 있다(S905 단계).

이 후, 단말은 기지국으로부터 자신이 전송한 상향링크 신호에 기반하여 설정된 TA 명령을 수신할 수 있다(S910 단계). 일례로, 상기 TA 명령은 상술한 방법(예: 제3 실시 예)에 기반하여 설정될 수 있다.

TA 명령을 수신한 단말은, 해당 TA 명령에 의해 지시되는 TA를 적용하여 상향링크 전송을 수행할 수 있다(S915 단계).

이 때, TA 명령은 TA가 적용될 적어도 하나의 주파수 자원 영역(예: 셀에 대응하는 주파수 자원 영역)의 서브캐리어 간격에 따라 해석될 수 있다.

또한, 단말은 기지국으로부터 TAG에 대한 정보를 더 수신할 수 있으며, 이 동작은 기지국으로부터 TA 명령을 수신하기 전에 수행될 수 있다. 이 경우, 단말이 수신한 TA 명령은 기지국에 의해 지시된 TAG에 해당하는 TA 명령일 수 있다.

상술한 상향링크 신호가 RA 프리앰블인 경우, TA 명령은 기지국이 프리앰블에 대한 응답으로 전송하는 RAR(즉, RAR 메시지)에 포함될 수 있다.

또는, 해당 TA가 이전에 단말에게 설정 또는 지시된 상향링크 타이밍의 갱신(update)을 위해 적용되는 경우, TA 명령은 MAC-CE에 포함되어 수신될 수 있다. 이 경우, 단말은 무선 자원 제어 연결(RRC 연결)이 설정된 상태임이 가정될 수 있다.

또한, 상술한 방법과 같이, TA 명령은 TAG를 구성하는 주파수 자원 영역(예: 셀에 대응하는 주파수 자원 영역)들의 서브캐리어 간격들 중 최대 서브캐리어 간격(largest subcarrier spacing)에 기반하여 설정될 수 있다. 또한, TA 명령에 의해 지시되는 최대 TA 값은 TAG를 구성하는 주파수 자원 영역들의 서브캐리어 간격들 중 최소 서브캐리어 간격(minimum subcarrier spacing)에 기반하여 설정될 수 있다. 뿐만 아니라, TA 명령의 수신 타이밍과 TA 명령을 적용하여 상향링크 전송을 수행하는 타이밍 간의 오프셋은 서브캐리어 간격에 따라 서브프레임 또는 슬롯 단위로 설정될 수 있다.

본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

도 10을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(또는 네트워크)(1010)와 단말(1020)을 포함한다.

기지국(1010)는 프로세서(processor, 1011), 메모리(memory, 1012) 및 통신 모듈(communication module, 1013)을 포함한다.

프로세서(1011)는 앞서 도 1 내지 도 9에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 유/무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1011)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1012)는 프로세서(1011)와 연결되어, 프로세서(1011)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 통신 모듈(1013)은 프로세서(1011)와 연결되어, 유/무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

상기 통신 모듈(1013)은 무선 신호를 송/수신하기 위한 RF부(radio frequency unit)을 포함할 수 있다.

단말(1020)은 프로세서(1021), 메모리(1022) 및 통신 모듈(또는 RF부)(1023)을 포함한다. 프로세서(1021)는 앞서 도 1 내지 도 9에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1021)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1022)는 프로세서(1021)와 연결되어, 프로세서(1021)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 통신 모듈(1023)는 프로세서(1021)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

메모리(1012, 1022)는 프로세서(1011, 1021) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1011, 1021)와 연결될 수 있다.

또한, 기지국(1010) 및/또는 단말(1020)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

특히, 도 11에서는 앞서 도 10의 단말을 보다 상세히 예시하는 도면이다.

도 11를 참조하면, 단말은 프로세서(또는 디지털 신호 프로세서(DSP: digital signal processor)(1110), RF 모듈(RF module)(또는 RF 유닛)(1135), 파워 관리 모듈(power management module)(1105), 안테나(antenna)(1140), 배터리(battery)(1155), 디스플레이(display)(1115), 키패드(keypad)(1120), 메모리(memory)(1130), 심카드(SIM(Subscriber Identification Module) card)(1125)(이 구성은 선택적임), 스피커(speaker)(1145) 및 마이크로폰(microphone)(1150)을 포함하여 구성될 수 있다. 단말은 또한 단일의 안테나 또는 다중의 안테나를 포함할 수 있다.

프로세서(1110)는 앞서 도 1 내지 도 9에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 프로세서(1110)에 의해 구현될 수 있다.

메모리(1130)는 프로세서(1110)와 연결되고, 프로세서(1110)의 동작과 관련된 정보를 저장한다. 메모리(1130)는 프로세서(1110) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1110)와 연결될 수 있다.

사용자는 예를 들어, 키패드(1120)의 버튼을 누르거나(혹은 터치하거나) 또는 마이크로폰(1150)를 이용한 음성 구동(voice activation)에 의해 전화 번호 등과 같은 명령 정보를 입력한다. 프로세서(1110)는 이러한 명령 정보를 수신하고, 전화 번호로 전화를 거는 등 적절한 기능을 수행하도록 처리한다. 구동 상의 데이터(operational data)는 심카드(1125) 또는 메모리(1130)로부터 추출할 수 있다. 또한, 프로세서(1110)는 사용자가 인지하고 또한 편의를 위해 명령 정보 또는 구동 정보를 디스플레이(1115) 상에 디스플레이할 수 있다.

RF 모듈(1135)는 프로세서(1110)에 연결되어, RF 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1110)는 통신을 개시하기 위하여 예를 들어, 음성 통신 데이터를 구성하는 무선 신호를 전송하도록 명령 정보를 RF 모듈(1135)에 전달한다. RF 모듈(1135)은 무선 신호를 수신 및 송신하기 위하여 수신기(receiver) 및 전송기(transmitter)로 구성된다. 안테나(1140)는 무선 신호를 송신 및 수신하는 기능을 한다. 무선 신호를 수신할 때, RF 모듈(1135)은 프로세서(1110)에 의해 처리하기 위하여 신호를 전달하고 기저 대역으로 신호를 변환할 수 있다. 처리된 신호는 스피커(1145)를 통해 출력되는 가청 또는 가독 정보로 변환될 수 있다.

이상에서 설명된 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명에 따른 실시 예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 무선 통신 시스템에서 상향링크 타이밍을 조정하는 방법은 3GPP LTE/LTE-A 시스템, 5G에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (16)

1. 무선 통신 시스템에서 단말이 상향링크 타이밍(uplink timing)을 조정(adjust)하는 방법에 있어서,
   기지국으로 제1 상향링크 신호를 전송하는 단계;
   상기 기지국으로부터, 상기 제1 상향링크 신호에 기반하여 설정된 제1 TA 명령(Timing Advance command)을 수신하는 단계;
   상기 제1 TA 명령에 기반하는 TA(Timing Advance) 값을 적용하여, 상기 기지국으로 제2 상향링크 신호를 전송하는 단계; 및
   상기 기지국으로부터 상기 TA 값의 갱신을 위한 제2 TA 명령을 수신하는 단계를 포함하되,
   상기 제1 TA 명령 및 상기 제2 TA 명령은, 상기 단말을 위한 다수의 주파수 영역(frequency region)들의 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)들 중 최대(maximum) 서브캐리어 간격에 기반하여 설정되며,
   상기 TA 값의 최대 값(maximum value)은 상기 서브캐리어 간격들 중 최소(minimum) 서브캐리어 간격에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 하는 상향링크 타이밍 조정 방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 다수의 주파수 영역들은 동일한 TAG(Timing Advance Group)에 포함되는 것을 특징으로 하는, 상향링크 타이밍 조정 방법.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1 상향링크 신호는, 상기 기지국에 대한 랜덤 액세스(random access)를 위한 프리앰블(preamble)이며,
   상기 제1 TA 명령은, 상기 기지국이 상기 프리앰블에 대한 응답으로 전송하는 랜덤 액세스 응답에 포함되는 것을 특징으로 하는, 상향링크 타이밍 조정 방법.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제2 TA 명령은 MAC-CE(Medium Access Control-Control Element)에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는, 상향링크 타이밍 조정 방법.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 단말은, 무선 자원 제어 연결(Radio Resource Control connection)이 설정된 상태이며,
   상기 제2 상향링크 신호는, 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel), 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel), 또는 사운딩 참조 신호(sounding reference signal) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 상향링크 타이밍 조정 방법.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 2항에 있어서,
   상기 TA 값을 위한 필드 크기(field size)는, 상기 최소 서브캐리어 간격에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 하는, 상향링크 타이밍 조정 방법.
   
9. 제 2항에 있어서,
   상기 제1 TA 명령의 수신 타이밍과 상기 제2 상향링크 신호의 전송 타이밍 간의 오프셋은, 상기 서브캐리어 간격에 따라 슬롯 단위(slot unit)로 설정되는 것을 특징으로 하는, 상향링크 타이밍 조정 방법.
   
10. 무선 통신 시스템에서 상향링크 타이밍(uplink timing)을 조정(adjust)하는 단말에 있어서,
    무선 신호를 송수신하기 위한 RF 모듈(radio frequency module); 및
    상기 RF 모듈과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    기지국으로 제1 상향링크 신호를 전송하고;
    상기 기지국으로부터, 상기 제1 상향링크 신호에 기반하여 설정된 제1 TA 명령(Timing Advance command)을 수신하고;
    상기 제1 TA 명령에 기반하는 TA(Timing Advance) 값을 적용하여, 상기 기지국으로 제2 상향링크 신호를 전송하고;
    상기 기지국으로부터 상기 TA 값의 갱신을 위한 제2 TA 명령을 수신하도록 제어하되,
    상기 제1 TA 명령 및 상기 제2 TA 명령은, 상기 단말을 위한 다수의 주파수 영역(frequency resource region)들의 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)들 중 최대 서브캐리어 간격에 기반하여 설정되며,
    상기 TA 값의 최대 값(maximum value)은 상기 서브캐리어 간격들 중 최소(minimum) 서브캐리어 간격에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 하는, 단말.
    
11. 제 10항에 있어서,
    상기 다수의 주파수 영역들은 동일한 TAG(Timing Advance Group)에 포함되는 것을 특징으로 하는, 단말.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 제1 상향링크 신호는, 상기 기지국에 대한 랜덤 액세스(random access)를 위한 프리앰블(preamble)이며,
    상기 제1 TA 명령은, 상기 기지국이 상기 프리앰블에 대한 응답으로 전송하는 랜덤 액세스 응답에 포함되는 것을 특징으로 하는, 단말.
    
13. 제 10항에 있어서,
    상기 제2 TA 명령은 MAC-CE(Medium Access Control-Control Element)에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는, 단말.
    
14. 삭제
15. 삭제
16. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 TA 명령과 상기 제2 TA 명령의 비트 필드 크기 또는 최소 조정 단위가 각각 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는, 상향링크 타이밍 조정 방법.
    

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