KR102503950B1 - 상향링크 신호를 전송하는 방법 및 사용자기기 - Google Patents

Abstract

본 명세에서, 미리 결정된 기간(duration) 동안 주기적으로 발생하는 SPS 자원이 설정된 UE는, 상기 미리 결정된 시간 기간에서 마지막으로 발생하는 마지막 SPS 자원이 전송에 이용가능한 상향링크 데이터를 수용하기에 충분하지 않으면, 상기 마지막 SPS 자원을 이용하여 지시 정보를 전송한다. 상기 지시 정보는 마지막 SPS 자원을 이용하여 상향링크 데이터를 전송한 후에도 잔여 상향링크 데이터가 있음을 네트워크에 알려준다.

Description

상향링크 신호를 전송하는 방법 및 사용자기기

본 명세는 무선 통신 시스템에 관한 것이며, 특히, 상향링크 신호를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 명세가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.

도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 네트워크 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.

도 1을 참조하면, E-UMTS는 사용자기기(user equipment, UE)과 기지국(eNode B, eNB), 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(access gateway, AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.

한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20MHz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 UE에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 UE에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크(downlink, DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 UE에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(hybrid automatic repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향링크(uplink, UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 스케줄링 정보를 해당 UE에게 전송하여 해당 UE가 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 코어 네트워크(core network, CN)은 AG와 UE의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 트랙킹 영역(tracking area, TR) 단위로 UE의 이동성을 관리한다.

무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, UE의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.

더 많은 통신 장치가 더 큰 통신 용량을 요구함에 따라, 레거시 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한, 복수의 장치 및 객체(object)를 서로 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하기 위한 대규모 기계 타입 통신(massive machine type communication, mMTC)는 차세대 통신에서 고려해야 할 주요 쟁점 중 하나이다. 또한, 신뢰도 및 대기 시간에 민감한 서비스/UE를 고려하여 설계될 통신 시스템에 대한 논의가 진행 중이다. 차세대(next generation) 무선 접속 기술의 도입은 향상된 모바일 광대역(enhanced mobile broadband, eMBB) 통신, mMTC, 초 신뢰성 및 저 대기 시간 통신(ultra-reliable and low latency communication, URLLC) 등을 고려하여 논의되고 있다.

새로운 무선 통신 기술의 도입에 따라, 기지국이 소정 자원영역에서 서비스를 제공해야 하는 UE들의 개수가 증가할 뿐만 아니라, 상기 기지국이 서비스를 제공하는 UE들과 전송/수신하는 데이터와 제어정보의 양이 증가하고 있다. 기지국이 UE(들)과의 통신에 이용 가능한 무선 자원의 양은 유한하므로, 기지국이 유한한 무선 자원을 이용하여 상/하향링크 데이터 및/또는 상/하향링크 제어정보를 UE(들)로부터/에게 효율적으로 수신/전송하기 위한 새로운 방안이 요구된다.

아울러, 기술에 발달에 따라 딜레이(delay) 혹은 지연(latency) 극복이 중요한 문제로 떠오르고 있다. 딜레이/지연에 따라 성능이 중대하게 좌우되는 어플리케이션들이 증가하고 있다. 따라서 기존 시스템에서보다 딜레이/지연을 줄이기 위한 방안이 요구된다.

또한, 새로운 무선 접속 기술을 지원하는 시스템에서 효율적으로 신호를 전송/수신하는 방법이 요구된다.

본 명세가 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 명세가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세의 일 측면에서, 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 상향링크 신호를 전송하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 미리 결정된 시간 기간(duration) 동안 주기적으로 발생하는 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling, SPS) 자원을 설정하기 위한 설정 정보를 수신; 상기 미리 결정된 시간 기간 내 마지막에 발생하는 마지막 SPS 자원이 전송에 이용가능한 상향링크 데이터를 수용하기에 충분하지 않은 경우, 지시 정보를 트리거링; 및 상기 마지막 SPS 자원 상에서 상기 지시 정보를 전송하는 것을 포함한다.

본 명세의 다른 측면에서, 무선 통신 시스템에서 상향링크 신호를 전송하는 사용자기기가 제공된다. 상기 사용자기기는 트랜시버 및 상기 트랜시버를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는: 미리 결정된 시간 기간 동안 주기적으로 발생하는 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling, SPS) 자원을 설정하기 위한 설정 정보를 수신하도록 상기 트랜시버를 제어; 상기 미리 결정된 시간 기간 내 마지막에 발생하는 마지막 SPS 자원이 전송에 이용가능한 상향링크 데이터를 수용하기에 충분하지 않은 경우, 지시 정보를 트리거링; ㅁ;ㅊ 상기 마지막 SPS 자원 상에서 상기 지시 정보를 전송하도록 상기 트랜시버를 제어하도록 구성된다.

본 명세의 각 측면에서, 상기 표시 정보는 버퍼 상태 보고(buffer status report, BSR)일 수 있다.

본 명세의 각 측면에서, 상기 BSR은 상기 마지막 SPS 자원에서 전송되는 매체 접속 제어(medium access control, MAC) 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)에 포함될 수 있다.

본 명세의 각 측면에서, 상기 BSR은 상기 MAC PDU의 BSR MAC 제어 요소일 수 있다.

본 명세의 각 측면에서, 상기 BSR MAC CE는 잔여 상향링크 데이터의 양으로 세팅된 버퍼 크기 필드를 포함할 수 있다.

본 명세의 각 측면에서, 상기 지시 정보는 상기 마지막 SPS 자원에서 전송되는 MAC PDU의 MAC 서브헤더 내의 필드일 수 있다.

상기 과제 해결방법들은 본 명세의 예시들 중 일부에 불과하며, 본 명세의 기술적 특징들이 반영된 다양한 예시들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 명세의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

본 명세의 일 예시에 의하면, 무선 통신 신호가 효율적으로 전송/수신될 수 있다. 이에 따라, 무선 통신 시스템의 전체 처리량(throughput)이 높아질 수 있다.

본 명세의 일 예시에 의하면, UE와 BS 간 통신 과정에서 발생하는 딜레이/지연이 낮아질 수 있다

또한, 새로운 무선 접속 기술을 지원하는 시스템에서 신호가 효율적으로 전송/수신될 수 있다.

본 명세에 따른 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 명세가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 명세에 대한 예시를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 명세의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 개선 범용 이동 원거리통신 시스템(evolved universal mobile telecommunication system, E-UMTS) 네트워크 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 개선 범용 지상 무선 접속 네트워크(evolved universal terrestrial radio access network (E-UTRAN)의 네트워크 구조를 도시하는 블록도이다.
도 3은 일반적인 E-UTRAN과 EPC의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 4은 3GPP 무선 접속 네트워크 규격을 기반으로 한 사용자기기(user equipment, UE)와 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 제어평면(control plane, CP) 및 사용자평면(user plane, UP) 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 E-UMTS 시스템에서 사용하는 물리채널 구조의 일 예를 도시한 것이다.
도 6은 차세대 무선 통신 시스템의 프로토콜 스택의 예를 도시한다.
도 7은 NR 시스템에서 전송 장치에서의 데이터 흐름을 예시한다.
도 8은 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR)에서 이용 가능한 슬롯 구조를 도시한다.
도 9는 반-지속적 스케줄링(SPS)을 위한 미리 결정된 지속 시간의 예를 도시한다.
도 10은 본 명세의 일 예에 따른 흐름도를 도시한다.
도 11은 본 명세에 따른 상향링크 데이터 전송의 예를 도시한다.
도 12는 본 명세에 따른 상향링크 데이터 전송의 다른 예를 도시한다.
도 13은 본 명세를 수행하는 전송장치(100) 및 수신장치(200)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.

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

몇몇 경우, 본 명세의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

이하에서 설명되는 기법(technique) 및 장치, 시스템은 다양한 무선 다중 접속 시스템에 적용될 수 있다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다. CDMA는 UTRA (Universal Terrestrial Radio Access) 또는 CDMA2000과 같은 무선 기술(technology)에서 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communication), GPRS(General Packet Radio Service), EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) (i.e., GERAN) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11(WiFi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE802-20, E-UTRA(evolved-UTRA) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)의 일부이며, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA를 이용하는 E-UMTS의 일부이다. 3GPP LTE는 하향링크(downlink, DL)에서는 OFDMA를 채택하고, 상향링크(uplink, UL)에서는 SC-FDMA를 채택하고 있다. LTE-A(LTE-advanced)는 3GPP LTE의 진화된 형태이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 본 명세가 3GPP 기반 통신 시스템에 적용되는 경우를 가정하여 설명한다. 그러나 본 명세의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명이 이동통신 시스템이 3GPP 기반 시스템에 대응하는 이동통신 시스템을 기초로 설명되더라도, 3GPP 기반 시스템에 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동 통신 시스템에도 적용 가능하다.

예를 들어, 본 명세는 3GPP 기반 시스템과 같이 BS가 UE에게 하향링크/상향링크 시간/주파수 자원을 할당하고 UE가 BS의 할당에 따라 하향링크 신호를 수신하고 상향링크 신호를 전송하는 비-경쟁 기반(non-contention based) 통신뿐만 아니라, WiFi와 같은 경쟁 기반(contention based) 통신에도 적용될 수 있다. 비-경쟁 기반 통신 기법은 접속 포인트(access point, AP) 혹은 상기 접속 포인트를 제어하는 제어 노드(node)가 UE와 상기 AP 사이의 통신을 위한 자원을 할당함에 반해 경쟁 기반 통신 기법은 AP에 접속하고자 하는 다수의 UE들 사이의 경쟁을 통해 통신 자원이 점유된다. 경쟁 기반 통신 기법에 대해 간략히 설명하면, 경쟁 기반 통신 기법의 일종으로 반송파 감지 다중 접속(carrier sense multiple access, CSMA)이 있는데, CSMA는 노드 혹은 통신 기기가 주파수 대역(band)와 같은, 공유 전송 매체(shared transmission medium)(공유 채널이라고도 함) 상에서 트래픽(traffic)을 전송하기 전에 동일한 공유 전송 매체 상에 다른 트래픽이 없음을 확인하는 확률적(probabilistic) 매체 접속 제어(media access control, MAC) 프로토콜(protocol)을 말한다. CSMA에서 전송 장치는 수신 장치에 트래픽을 보내는 것을 시도하기 전에 다른 전송이 진행 중인지를 결정한다. 다시 말해, 전송 장치는 전송을 시도하기 전에 다른 전송 장치로부터의 반송파(carrier)의 존재를 검출(detect)하는 것을 시도한다. 반송파가 감지되면 전송 장치는 자신의 전송을 개시하기 전에 진행 중인 다른 전송 장치에 의해 전송이 완료(finish)되기를 기다린다. 결국, CSMA는 "sense before transmit" 혹은 "listen before talk" 원리를 기반으로 한 통신 기법이라 할 수 있다. CSMA를 이용하는 경쟁 기반 통신 시스템에서 전송 장치들 사이의 충돌을 회피하기 위한 기법으로 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 및/또는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)가 사용된다. CSMA/CD는 유선 랜 환경에서 충돌 검출 기법으로서 이더넷(ethernet) 환경에서 통신을 하고자 하는 PC(Personal Computer)나 서버(server)가 먼저 네트워크 상에서 통신이 일어나고 있는지 확인한 후, 다른 장치(device)가 데이터를 상기 네트워크 상에서 실어 보내고 있으면 기다렸다가 데이터를 보낸다. 즉 2명 이상의 사용자(예, PC, UE 등)가 동시에 데이터를 실어 보내는 경우, 상기 동시 전송들 사이에 충돌이 발생하는데, CSMA/CD는 상기 충돌을 감시하여 유연성 있는 데이터 전송이 이루어질 수 있도록 하는 기법이다. CSMA/CD를 사용하는 전송 장치는 특정 규칙을 이용하여 다른 전송 장치에 의한 데이터 전송을 감지하여 자신의 데이터 전송을 조절한다. CSMA/CA는 IEEE 802.11 표준에 명시되어 있는 매체 접근 제어 프로토콜이다. IEEE 802.11 표준에 따른 WLAN 시스템은 IEEE 802.3 표준에서 사용되던 CSMA/CD를 사용하지 않고 CA, 즉, 충돌을 회피하는 방식을 사용하고 있다. 전송 장치들은 항상 네트워크의 반송파를 감지하고 있다가, 네트워크가 비어있을 때 목록에 등재된 자신의 위치에 따라 정해진 만큼의 시간을 기다렸다가 데이터를 보낸다. 목록 내에서 전송 장치들 간의 우선순위를 정하고, 이를 재설정(reconfiguration)하는 데에는 여러 가지 방법들이 사용된다. IEEE 802.11 표준의 일부 버전에 따른 시스템에서는, 충돌이 일어날 수 있으며, 이때에는 충돌 감지 절차가 수행된다. CSMA/CA를 사용하는 전송 장치는 특정 규칙을 이용하여 다른 전송 장치에 의한 데이터 전송과 자신의 데이터 전송 사이의 충돌을 회피한다.

후술하는 본 명세의 예시들에서 "가정한다"는 표현은 채널을 전송하는 주체가 해당 "가정"에 부합하도록 상기 채널을 전송함을 의미할 수 있다. 상기 채널을 수신하는 주체는 상기 채널이 해당 "가정"에 부합하도록 전송되었다는 전제 하에, 해당 "가정"에 부합하는 형태로 상기 채널을 수신 혹은 복호(decode)하는 것임을 의미할 수 있다.

본 명세에 있어서, UE는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국(base station, BS)과 통신하여 사용자데이터 및/또는 각종 제어정보를 송수신하는 각종 기기들이 이에 속한다. UE는 (Terminal Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등으로 불릴 수 있다. 또한, 본 명세에 있어서, BS는 일반적으로 UE 및/또는 다른 BS와 통신하는 고정국(fixed station)을 말하며, UE 및 타 BS와 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. BS는 ABS(Advanced Base Station), NB(Node-B), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 접속 포인트(Access Point), PS(Processing Server) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 특히, UMTS의 BS는 NB라 하고, EPC/LTE의 BS는 eNB라 하고, NR(new radio) 시스템의 BS는 gNB이라 한다.

본 명세에서 노드(node)라 함은 UE와 통신하여 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 다양한 형태의 eNB 들이 그 명칭에 관계없이 노드로서 이용될 수 있다. 예를 들어, BS, NB, eNB, 피코-셀 eNB(PeNB), 홈 eNB(HeNB), 릴레이(relay), 리피터(repeater) 등이 노드가 될 수 있다. 또한, 노드는 eNB 가 아니어도 될 수 있다. 예를 들어, 무선 리모트 헤드(radio remote head, RRH), 무선 리모트 유닛(radio remote unit, RRU)가 될 수 있다. RRH, RRU 등은 일반적으로 eNB의 전력 레벨(power level) 더욱 낮은 전력 레벨을 갖는다. RRH 혹은 RRU 이하, RRH/RRU)는 일반적으로 광 케이블 등의 전용 회선(dedicated line)으로 eNB에 연결되어 있기 때문에, 일반적으로 무선 회선으로 연결된 eNB 들에 의한 협력 통신에 비해, RRH/RRU 와 eNB에 의한 협력 통신이 원활하게 수행될 수 있다. 일 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치된다. 상기 안테나는 물리 안테나를 의미할 수도 있으며, 안테나 포트, 가상 안테나, 또는 안테나 그룹을 의미할 수도 있다. 노드는 포인트(point)라고 불리기도 한다.

본 명세에서 셀(cell)이라 함은 하나 이상의 노드가 통신 서비스를 제공하는 일정 지리적 영역을 말한다. 따라서, 본 명세에서 특정 셀과 통신한다고 함은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 통신하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 특정 셀의 하향링크/상향링크 신호는 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드로부터의/로의 하향링크/상향링크 신호를 의미한다. UE에게 상/하향링크 통신 서비스를 제공하는 셀을 특히 서빙 셀(serving cell)이라고 한다.

한편, 3GPP LTE/LTE-A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용하고 있는데, 무선 자원과 연관된 셀(cell)은 지리적 영역의 셀(cell)과 구분된다.

지리적 영역의 "셀"은 노드가 반송파를 이용하여 서비스를 제공할 수 있는 커버리지(coverage)라고 이해될 수 있으며, 무선 자원의 "셀"은 상기 반송파에 의해 설정(configure)되는 주파수 범위인 대역폭(bandwidth, BW)와 연관된다. 노드가 유효한 신호를 전송할 수 있는 범위인 하향링크 커버리지와 UE로부터 유효한 신호를 수신할 수 있는 범위인 상향링크 커버리지는 해당 신호를 나르는 반송파에 의해 의존하므로 노드의 커버리지는 상기 노드가 사용하는 무선 자원의 "셀"의 커버리지와 연관되기도 한다. 따라서 "셀"이라는 용어는 때로는 노드에 의한 서비스의 커버리지를, 때로는 무선 자원을, 때로는 상기 무선 자원을 이용한 신호가 유효한 세기로 도달할 수 있는 범위를 의미하는 데 사용될 수 있다.

한편, 최근 3GPP 기반 무선 통신 표준은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다. 무선 자원과 연관된 "셀"이라 함은 하향링크 자원(DL resources)와 상향링크 자원(UL resources)의 조합, 즉, DL 컴포넌트 반송파(component carrier, CC) 와 UL CC의 조합으로 정의된다. 셀은 DL 자원 단독, 또는 DL 자원과 UL 자원의 조합으로 설정될(configured) 수 있다. 반송파 집성이 지원되는 경우, DL 자원(또는, DL CC)의 반송파 주파수(carrier frequency)와 UL 자원(또는, UL CC)의 반송파 주파수(carrier frequency) 사이의 링키지(linkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, 시스템 정보 블록 타입 2(System Information Block Type2, SIB2) 링키지(linkage)에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 지시될 수 있다. 여기서, 반송파 주파수라 함은 각 셀 혹은 CC의 중심 주파수(center frequency)를 의미할 수 있다. 이하에서는 1차 주파수(primary frequency) 상에서 동작하는 셀을 1차 셀(primary cell, Pcell) 혹은 PCC로 지칭하고, 2차 주파수(Secondary frequency)(또는 SCC) 상에서 동작하는 셀을 2차 셀(secondary cell, Scell) 혹은 SCC로 칭한다. 하향링크에서 Pcell에 대응하는 반송파는 하향링크 1차 CC(DL PCC)라고 하며, 상향링크에서 Pcell에 대응하는 반송파는 UL 1차 CC(DL PCC)라고 한다. Scell이라 함은 RRC(Radio Resource Control) 연결 수립(connection establishment)이 이루어진 이후에 설정 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공을 위해 사용될 수 있는 셀을 의미한다. UE의 성능(capabilities)에 따라, Scell이 Pcell과 함께, 상기 UE를 위한 서빙 셀의 모음(set)을 형성할 수 있다. 하향링크에서 Scell에 대응하는 반송파는 DL 2차 CC(DL SCC)라 하며, 상향링크에서 상기 Scell에 대응하는 반송파는 UL 2차 CC(UL SCC)라 한다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 반송파 집성이 설정되지 않았거나 반송파 집성을 지원하지 않는 UE의 경우, Pcell로만 설정된 서빙 셀이 단 하나 존재한다.

본 명세에서, "PDCCH"는 PDCCH, EPDCCH (설정시 서브프레임 내에서), MTC PDCCH (MPDCCH), R-PDCCH가 설정되고 유예(suspend)되지 않은 RN의 경우에는 R-PDCCH 또는, NB-IoT의 경우에는 협대역(narrowband) PDCCH (NPDCCH)를 지칭한다.

본 명세에서, 채널 모니터링은 채널의 복호 시도를 의미한다. 예를 들어, PDCCH 모니터링은 PDCCH(들) (또는 PDCCH 후보들)의 복호 시도를 의미한다.

본 명세에서, 듀얼 연결성(dual connectivity, DC) 동작을 위해, "특수 셀"이라는 용어는 마스터 셀 그룹(MCG)의 PCell 또는 2차 셀 그룹(SCG)의 PScell을 지칭하고, 그렇지 않으면, "특수 셀(special cell)"이라는 용어는 PCell을 지칭한다. MCG는 적어도 S1-MME를 종료하는 마스터 BS와 연관된 서빙 셀의 그룹이고, SCG는 UE를 위한 추가의 무선 자원을 제공하고 있지만 마스터 BS가 아닌 2차 BS와 연관된 서빙 셀의 그룹이다. SCG는 1차 SCell(primary SCell, PSCell) 및 선택적으로(optionally) 하나 이상의 SCell로 구성된다. 듀얼 연결성에서, 2개의 MAC 엔티티, 즉, MCG를 위한 MAC 엔티티 및 SCG를 위한 MAC 엔티티가 UE에 설정(configure)된다. 각각의 MAC 엔티티는 PUCCH 전송 및 경쟁 기반 임의 접속을 지원하는 서빙 셀로 RRC에 의해 설정된다. 본 명세에서, SpCell이라는 용어는 이러한 셀을 지칭하는 반면, SCell이라는 용어는 다른 서빙 셀을 지칭한다. SpCell은 MAC 엔티티가 MCG 또는 SCG에 각각 연관되는지에 따라 MCG의 PCell 또는 SCG의 PSCell을 지칭한다.

본 명세에서, "C-RNTI"는 셀 cell RNTI를 지칭하고, "SI-RNTI"는 시스템 정보 RNTI를 지칭하고, "P-RNTI"는 페이징 RNTI를 지칭하고, "RA-RNTI"는 임의 접속 RNTI를 지칭하고, "SC-RNTI"는 단일 셀 RNTI를 지칭하고, "SL-RNTI"는 사이드링크 RNTI를 지칭하고, "SPS C-RNTI"는 반-지속적(semi-persistent) 스케줄링 C-RNTI를 지칭한다.

본 명세에서 사용되는 용어 및 기술 중 구체적으로 설명되지 않은 용어 및 기술에 대해서는 3GPP LTE/LTE-A 표준 문서, 예를 들어, 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.300, 3GPP TS 36.321, 3GPP TS 36.322, 3GPP TS 36.323 및 3GPP TS 36.331, 그리고 3GPP NR 표준 문서, 예를 들어, 3GPP TS 38.211, 3GPP TS 38.213, 3GPP TS 38.214, 3GPP TS 38.300, 3GPP TS 38.321, 3GPP TS 38.322, 3GPP TS 38.323 및 3GPP TS 38.331를 참조할 수 있다.

도 2는 E-UTRAN의 네트워크 구조를 도시하는 블록도이다. E-UMTS는 LTE 시스템으로서 호칭될 수도 있다. 통신 네트워크는 IMS 및 패킷 데이터를 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 다양한 서비스를 제공하기 위하여 널리 배치된다.

도 2는 도시된 바와 같이, E-UMTS 네트워크는 E-UTRAN(evolved UMTS terrestrial radio access network), EPC(evolved packet core), 및 하나 이상의 UE들을 포함한다. E-UTRAN은 하나의 셀에 위치될 수도 있는 하나 이상의 eNB(evolved NodeB, 20) 및 복수의 UE들(10)을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 E-UTRAN MME(mobility management entity)/SAE(system architecture evolution) 게이트웨이(30)는 네트워크의 종단에 위치되고 외부 네트워크로 연결될 수도 있다.

본 명세에서, "하향링크(downlink)"는 eNB(20)로부터 UE(10)로의 통신을 지칭하며, "상향링크(uplink)"는 UE(10)로부터 eNB(20)로의 통신을 지칭한다.

도 3은 일반적인 E-UTRAN과 EPC의 구조를 나타내는 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, eNB(20)는 사용자 플레인(User Plane) 및 제어 플레인(Control Plane)의 엔드 포인트(end point)를 UE(10)에게 제공한다. MME/SAE 게이트웨이(30)는 세션 및 이동성 관리 기능의 엔드 포인트를 UE(10)에게 제공한다. eNB(20) 및 MME/SAE 게이트웨이(30)는 S1 인터페이스를 통하여 연결될 수 있다.

eNB(20)는 일반적으로 UE(10)와 통신하는 고정국이고 기지국(BS) 또는 접속 포인트(access point)라 칭하여지기도 한다. 하나의 eNB(20)가 셀 마다 배치될 수 있다. 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽을 전송하기 위한 인터페이스가 eNB(20) 사이에 사용될 수 있다.

MME는 eNB(20)에 대한 NAS 시그널링, NAS 시그널링 보안, 접속층(access stratum, AS) 보안 제어, 3GPP 접속 네트워크간의 이동성을 위한 인터 CN 노드 시그널링, (페이징 재전송의 제어 및 실행(execution)을 포함하는) 유휴 모드 UE 접근성(reachability), (유휴 및 활성 모드의 UE를 위한) 트랙킹 영역 리스트 관리, PDN GW 및 서빙 GW 선택, MME 변화가 수반되는 핸드오버를 위한 MME 선택, 2G 또는 3G 3GPP 접속 네트워크로의 핸드오버를 위한 SGSN 선택, 로밍, 인증, 전용 베어러 설정(configuration)을 포함하는 베어러 관리, PWS (ETWS 및 CMAS를 포함) 메시지 전송을 위한 지원을 포함하는 다양한 기능을 수행한다. SAE 게이트웨이 호스트는 퍼-유저(Per-user) 기반 패킷 필터링 (예, K 패킷 검사를 사용), 적법한 인터셉션(Lawful Interception), UE IP 주소 할당, 하향링크에서 전송 포트 레벨 패킷 마킹, UL 및 DL 서비스 레벨 과금, 게이팅 및 레이트 강화, APN-AMBR에 기초한 DL 레이트 강화를 포함하는 다양한 기능을 제공한다. MME/SAE 게이트웨이(30)는 명확성을 위하여 본 명세에서 단순히 "게이트웨이"라 칭한다. 그러나, MME/SAE 게이트웨이(30)는 MME 및 SAE 게이트웨이 양자를 모두 포함하는 것이다.

복수의 노드가 eNB(20)와 게이트웨이(30) 사이에서 S1 인터페이스를 통하여 연결될 수 있다. eNB(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 상호 접속될 수 있고 이웃 eNB들은 X2 인터페이스를 가지는 메쉬 네트워크 구조를 가질 수 있다.

도시된 바와 같이, eNB(20)는 게이트웨이(30)에 대한 선택, 무선 자원 제어(RRC) 활성화 동안 게이트웨이를 향한 라우팅, 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, 브로드캐스트 채널(BCCH) 정보의 스케줄링 및 전송, 상향링크 및 하향링크 모두에서 UE(10)들을 위한 동적 자원 할당, eNB 측정의 설정(configuration) 및 준비, 무선 베어러 제어, 무선 접속 제어(radio access control, RAC), 및 LTE_ACTIVE 상태에서 연결 이동성 제어와 같은 기능들을 수행할 수 있다. EPC에서, 게이트웨이(30)는 페이징 발신, LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 플레인 암호화, 시스템 구조 에볼루션(SAE) 베어러 제어, 및 비-접속 계층(NAS) 시그널링의 암호화 및 무결성 보호와 같은 기능들을 수행할 수 있다.

EPC는 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME), 서빙-게이트웨이(serving-gateway, S-GW), 및 패킷 데이터 네트워크-게이트웨이(Packet Data Network-Gateway, PDN-GW)를 포함한다. MME는 주로 UE들의 이동성을 관리하는 목적으로 이용되는 연결 및 가용성에 대한 정보를 갖는다. S-GW는 E-TRAN을 종단점으로서 갖는 게이트웨이이고, PDN-GW는 패킷 데이터 네트워크(PDN)를 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.

도 4는 3GPP 무선 접속 네트워크 규격을 기반으로 한 사용자기기(user equipment, UE)와 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 제어평면(control plane, CP) 및 사용자평면(user plane, UP) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 UE와 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.

LTE/LTE-A 시스템의 계층 1(즉, L1)은 물리 계층에 해당한다. 제1계층(즉, 계층 1 혹은 L1)인 물리계층은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위(upper) 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(medium access control, MAC) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 전송측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal frequency division multiple access) 방식으로 변조되고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.

LTE/LTE-A 시스템의 계층 2(즉, L2)는 다음 서브계층으로 나뉜다: 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC), 무선 링크 제어(Radio Link Control, RLC) 및 패킷 데이터 수렴 프로토콜(Packet Data Convergence Protocol, PDCP) 물리 계층에 해당한다. 제2계층(즉, 계층 2 혹은 L2)의 MAC 계층은 논리채널(logical channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(radio link control, RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2계층의 PDCP(packet data convergence protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.

MAC 서브계층의 주요 서비스 및 기능은 논리 채널과 전송 채널간의 매핑; 전송 채널 상에서 물리 계층으로/으로부터 전달되는 전송 블록(TB)으로/으로부터의 하나 또는 상이한 논리 채널에 속하는 MAC SDU의 멀티플렉싱/디멀티플렉싱; 스케줄링 정보 보고; HARQ를 통한 에러 정정; 하나의 UE의 논리 채널간의 우선순위 핸들링; 동적 스케줄링에 의한 UE 간의 우선순위 핸들링; MBMS 서비스 식별; 전송 포맷 선택(selection) 및 패딩을 포함한다.

RLC 서브계층의 주요(main) 서비스 및 기능은: 상위 계층 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)들의 전송; (AM(acknowledged mode) 데이터 전송에 대해서만) ARQ를 통한 에러 정정; (UM(unacknowledged mode) 및 AM 데이터 전송에 대해서만) RLC 서비스 데이터 유닛(service data unit, SDU)들의 연접(concatenation), 분할(segmentation) 및 리어셈블리(reassembly); (AM 데이터 전송에 대해서만) RLC 데이터 PDU의 재분할(re-segmentation); (UM 및 AM 데이터 전송에 대해서만) RLC 데이터 PDU의 재정렬(reordering); (UM 및 AM 데이터 전송에 대해서만) 중복(duplicate) 검출; (AM 데이터 전송에 대해서만) 프로토콜 오류 검출); (UM 및 AM 데이터 전송에 대해서만) RLC SDU 폐기; 및 제어 평면 CIoT EPS 최적화(optimization)만을 사용하는 NB-IoT UE를 제외한, RLC 재수립(re-establishment)을 포함한다.

사용자 평면에 대한 PDCP 서브계층의 주요 서비스와 기능은, 헤더 압축 및 압축해제(decompression) (ROHC만); 사용자 데이터의 전송; RLC AM에 대한 PDCP 재수립 절차에서의 상위 계층 PDU의 순차 전달(in-sequence delivery); DC에서의 스플릿 베어러 및 LWA 베어러의 경우(RLC AM에 대한 지원만), 전송을 위한 PDCP PDU 라우팅 및 수신을 위한 PDCP PDU 재정렬(reordering); RLC AM에 대한 PDCP 재수립 절차에서의 하위 계층 SDU들의 중복 검출; RLC AM을 위한 핸드오버시의 PDCP SDU들의 재전송 및, DL에서의 스플릿 베어러들 및 LWA 베어러의 경우, PDCP 데이터 복구 절차에서의 PDCP PDU들의 재전송; 암호화(ciphering) 및 암호해독(deciphering); 및 상향링크에서의 타이머 기반 SDU 폐기를 포함한다. 제어 평면에 대한 PDCP의 주요 서비스와 기능은 암호화 및 무결성 보호; 및 제어 평면 데이터의 전송을 포함한다. 스플릿 및 LWA 베어러의 경우, PDCP는 라우팅과 재정렬을 지원한다. RLC AM 상에 매핑되는 DRB들 및 LWA 베어러들의 경우, PDCP 엔티티가 2개의 AM RLC 엔티티와 연관될 때, PDCP 엔티티가 LWA 베어러에 대하여 설정될 때, 또는 가장 최근의 재설정에 따라 PDCP 재수립을 수행하지 않고 LWA 베어러에 대하여 설정되거나 2개의 AM RLC 엔티티와 연관된 후 PDCP 엔티티가 하나의 AM RLC 엔티티와 연관될 때, PDCP 엔티티는 재정렬 기능을 이용한다.

제3계층(즉, L3 계층)의 최하부에 위치한 무선 자원제어(radio resource control, RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러(radio bearer, RB)들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 UE와 네트워크 간의 데이터 전달(transfer)을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. RRC 계층 위에 위치하는 비-접속 층(non-access stratum, NAS) 계층은 세션 관리 및 이동성 관리 등의 기능을 수행한다.

무선 베어러는 대략 (사용자) 데이터 무선 베어러(DRB) 및 시그널링 무선 베어러(SRB)로 분류된다. SRB는 RRC 및 NAS 메시지의 전송에만 사용되는 무선 베어러들(RB)로서 정의된다.

LTE에서 eNB의 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15 및 20MHz와 같은 대역들 중 하나에서 동작하도록 설정될 수 있으며, 대역에서 하향링크 또는 상향링크 전송 서비스를 제공하도록 설정될 수 있다. 상이한 셀들은 상이한 대역들을 제공하도록 설정될 수도 있다.

E-UTRAN으로부터 UE로의 전송을 위한 하향링크 전송 채널(downlink transport channel)은 시스템 정보를 전송하는 BCH(broadcast channel), 페이징 메시지들을 전송하는 PCH(paging channel), 및 사용자 트래픽 또는 제어 메시지들을 전송하기 위한 하향링크 공유 채널(shared channel, SCH)을 포함한다. 하향링크 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향링크 SCH를 통하여 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향링크 MCH(multicast channel)을 통해 전송될 수도 있다.

UE에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(random access channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향링크 SCH(shared channel)가 있다. 전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(logical channel)로는 BCCH(broadcast control channel), PCCH(paging control channel), CCCH(common control channel), MCCH(multicast control channel), MTCH(multicast traffic channel) 등이 있다.

도 5는 E-UMTS 시스템에서 사용하는 물리채널 구조의 일 예를 도시한 것이다. 물리채널은 시간 축 상에 있는 여러 개의 서브프레임과 주파수 축 상에 있는 여러 개의 부반송파(subcarrier)로 구성된다. 여기서, 하나의 서브프레임(Subframe)은 시간 축 상에 복수의 심볼(Symbol)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 심볼들과 복수의 부반송파들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 즉, L1/L2 제어채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 심볼들(예를 들어, 첫 번째 심볼)의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. 도 5에 L1/L2 제어정보 전송 영역(해칭 부분)과 데이터 전송 영역(해칭하지 않은 부분)을 도시하였다. 현재 논의가 진행 중인 E-UMTS(evolved universal mobile telecommunications system) 시스템에서는 10 ms의 무선 프레임(radio frame)을 사용하고 하나의 무선 프레임은 10 개의 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 또한, LTE에서, 하나의 서브프레임은 두 개의 연속되는 슬롯들로 구성된다. 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms이다. 또한, 하나의 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼들로 구성되며, 다수의 OFDM 심볼들 중 일부 심볼(예를 들어, 첫 번째 심볼)은 L1/L2 제어정보를 전송하기 위해 사용될 수 있다.

서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송 시간 간격(transmission time interval, TTI)로 정의된다. 시간 자원은 무선 프레임 번호(혹은 무선 프레임 인덱스라고도 함)와 서브프레임 번호(혹은 서브프레임 번호라고도 함), 슬롯 번호(혹은 슬롯 인덱스) 등에 의해 구분될 수 있다. TTI라 함은 데이터가 스케줄링될 수 있는 간격을 의미한다. 예를 들어, 현재 LTE/LTE-A 시스템에서 UL 그랜트 혹은 DL 그랜트의 전송 기회는 1ms마다 존재하고, 1ms보다 짧은 시간 내에 UL/DL 그랜트 기회가 여러 번 존재하지는 않는다. 따라서, 기존 LTE/LTE-A 시스템에서 TTI는 1ms이다.

기지국과 UE는 일반적으로 특정 제어 신호 또는 특정 서비스 데이터를 제외하고는 전송 채널인 하향링크 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)를 이용하는 PDSCH를 통하여 데이터를 전송/수신한다. PDSCH의 데이터가 어떤 UE(하나 또는 복수의 UE)에게 전송되는 것이며, 상기 UE들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 복호(decoding)을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다.

예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 전송형식정보(예, 수송 블록 크기, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 UE는 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 UE가 있다면, 상기 UE들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다. 본 명세에서, RNTI로 어드레싱된 PDCCH라 함은 상기 PDCCH가 상기 RNTI로 순환 리던던시 체크(cyclic redundancy check, CRC) 마스킹된 것을 의미한다. UE가 RNTI로 어드레싱된 PDCCH를 모니터링하고 있으면, 상기 UE는 그 RNTI를 이용하여 상기 PDCCH의 복호를 시도할 수 있다.

가까운 미래에 완전히 이동 가능하고 연결된 사회가 예상되며, 이는 연결성(connectivity), 교통량 및 더 넓은 범위의 사용 시나리오에 있어서 거대한 성장에 의해 특징 지워 질 것이다. 일반적인 추세는 데이터 트래픽의 폭발적인 성장, 연결된 장치의 대폭 증가 및 새로운 서비스의 지속적인 출현을 포함한다. 시장 요구사항 외에도, 모바일 통신 사회 자체는 또한 에코 시스템의 지속적인 개발을 요구하고, 이는 스펙트럼 효율, 에너지 효율, 동작 효율, 비용 효율 등의 시스템 효율을 더 개선할 필요성을 발생시킨다. 시장 및 모바일 통신 사회로부터의 계속 상승하는 요구사항을 충족시키기 위하여, 차세대 접근 기술이 가까운 미래에 출현할 것으로 기대된다.

IMT-2000 (3G) 및 IMT-어드밴스드 (4G)의 성공을 바탕으로, 3GPP는 2015년 9월 이후 IMT-2020 (5G) 개발에 전념해왔다. 5G NR(New Radio)는 현재의 IMT-어브밴스드 표준 이상, 예를 들어, eMBB(enhanced Mobile Broadband), URLLC(Ultra Reliable Low Latency Communication) 및 mMTC(massive Machine Type Communication)을 지속할 다양한 사용 케이스 시나리오 및 어플리케이션을 확장하고 지원할 것으로 기대된다. eMBB는 실내 및 실외 모두에서의 끊김 없는(seamless) 데이터 접속 등의 높은 데이터 레이트 모바일 브로드밴드 서비스 및 AR/VR 어플리케이션을 대상으로 하고; URLLC는 자율 주행이 가능하고 산업 플랜트에서 네트워크를 제어할 수 있는 차량간 통신 등의 엄격한(stringent) 지연(latency) 및 신뢰성(reliability) 요구사항을 갖는 어플리케이션을 위해 정의되고; mMTC는 인프라스트럭쳐 관리, 환경 모니터링 및 헬스케어 어플리케이션을 위해 허용되는 IoT에서의 연결성(connectivity)에 기초한다.

도 6은 차세대 무선 통신 시스템의 프로토콜 스택을 예시한다. 특히, 도 6(a)는 UE와 gNB 사이의 무선 인터페이스 사용자 평면 프로토콜 스택의 예를 도시하고, 도 6(b)는 UE와 gNB 사이의 무선 인터페이스 제어 평면 프로토콜 스택의 예를 도시한다.

제어 평면은 UE 및 네트워크가 호 관리를 위해 사용하는 제어 메시지가 전송되는 경로를 지칭한다. 사용자 평면은 어플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터가 전송되는 경로를 지칭한다.

도 6 (a)를 참조하면, 사용자 평면 프로토콜 스택은 제 1 계층(Layer 1) (즉, 물리 계층 (PHY) 계층)과 제 2 계층(Layer 2)으로 구분될 수 있다.

도 6(b)를 참조하면, 제어 평면 프로토콜 스택은 Layer 1(즉, PHY 계층), Layer 2, Layer 3(예를 들어, 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 계층) 및 NAS (non-access stratum) 계층으로 구분될 수 있다.

NR 시스템을 위한 전체 프로토콜 스택 아키택쳐는 LTE/LTE-A 시스템과 유사할 수 있지만, LTE/LTE-A 시스템의 프로토콜 스택의 일부 기능성은 LTE의 약점 또는 결점을 해결하기 위하여 NR 시스템에서 수정되어야 한다. NR을 위한 RAN WG2은 무선 인터페이스 아키텍쳐 및 프로토콜을 담당한다. 제어 평면의 새로운 기능성은 에너지 소비를 줄이고 간섭을 완화하기 위한 온-디맨드(on-demand) 시스템 정보 전달, 끊김 없는 핸드오버를 구현하기 위한 2-레벨(즉, 무선 자원 제어(RRC) 및 매체 접속 제어(MAC)) 이동성, 높은 주파수를 수용하기 위한 빔 기반 이동성 관리, 상태 천이 지연을 감소시키고 UE 배터리 수명을 개선하기 위한 RRC 비활성(inactive) 상태를 포함한다. 사용자 평면의 새로운 기능성은 연접 및 재정렬(reordering) 재배치(relocation) 등의 기존의 기능성 및 RLC 비순차 전달(out of order delivery)을 최적화하는 것에 의한 지연 감소를 목표로 한다. 또한, 서비스 데이터 적응(adaptation) 프로토콜(SDAP)라 명명된 새로운 사용자 평면 접속 층(access stratum, AS) 프로토콜 계층이 QoS 플로우 및 데이터 무선 베어러 간의 매핑 등의 RAN에서의 플로우 기반 QoS 프레임워크 및 QoS 플로우 ID 마킹을 핸들링하도록 도입된다. 이하, NR에 대한 현재의 협약(agreements)에 따른 계층 2를 간략하게 논의한다.

NR의 계층 2는 다음의 서브계층, 즉, 매체 접속 제어(MAC), 무선 링크 제어(RLC), 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜(PDCP) 및 서비스 데이터 적은 프로토콜(SDAP)로 분리(split)된다. 물리 계층은 MAC 서브계층에 전송 채널을 제공하고, MAC 서브계층은 RLC 서브계층에 논리 채널을 제공하고, RLC 서브계층은 PDCP 서브계층에 RLC 채널을 제공하고, PDCP 서브계층은 SDAP 서브계층에 무선 베어러를 제공하고, SDAP 서브계층은 5GC에 OoS 플로우를 제공한다. 무선 베어러는 2개의 그룹, 즉, 사용자 평면 데이터에 대한 데이터 무선 베어러(DRB) 및 제어 평면 데이터에 대한 시그널링 무선 베어러(SRB)로 분류된다.

NR의 MAC 서브계층의 주요 서비스 및 기능은: 논리 채널 및 수송(transport) 채널 간의 매핑; 수송 채널 상에서 물리 계층으로/으로부터 전달된 수송 블록(transport block, TB)으로/으로부터 하나 또는 상이한 논리 채널에 속하는 MAC SDU들의 멀티플렉싱/디멀티플렉싱; 스케줄링 정보 보고; HARQ를 통한 에러 정정(반송파 집성(carrier aggregation)의 경우 반송파당 하나의 HARQ 엔티티); 동적 스케줄링에 의한 UE간의 우선순위(priority) 핸들링; 논리 채널 우선화(logical channel prioritization)에 의해 하나의 UE의 논리 채널 간의 우선순위 핸들링; 및 패딩을 포함한다. 단일 MAC 엔티티는 하나 또는 다수의 뉴머롤러지들(numerologies) 및/또는 전송 타이밍을 지원할 수 있고, 논리 채널 우선화에서의 매핑 제한(restriction)은 논리 채널이 어떤 뉴머롤러지 및/또는 전송 타이밍을 사용할 수 있는지를 제어할 수 있다.

NR의 RLC 서브계층은 3개의 전송 모드, 즉, TM(Transparent Mode); UM(Unacknowledged Mode); AM(Acknowledged Mode)를 지원한다. RLC 설정(configuration)은 뉴머롤러지 및/또는 TTI 지속기간(duration)에 의존하지 않는 논리 채널마다 이루어지며, ARQ는 상기 논리 채널에 대해 설정되는 뉴멀롤러지들 및/또는 TTI 지속기간들 중 임의의 뉴멀롤러지 및/또는 TTI 지속기간으로 동작할 수 있다. TM 모드가 SRB0, 페이징 및 브로드캐스트 시스템 정보에 사용된다. AM 모드가 다른 SRB들에 사용된다. UM 또는 AM 모드가 DRB에 사용된다. RLC 서브계층의 주요 서비스 및 기능은 전송 모드에 의존하고, 상위 계층 PDU들의 전송; PDCP에서의 시퀀스 넘버링과 독립적인 시퀀스 넘버링(UM 및 AM); ARQ를 통한 오류 정정(AM만); 분할(AM 및 UM) 및 RLC SDU들의 재분할(AM만); SDU의 리어셈블리(AM 및 UM); 중복 검출(AM만); RLC SDU 폐기(AM 및 UM); RLC 재수립; 및 프로토콜 오류 검출(AM만)을 포함한다. NR의 RLC 서브계층 내의 ARQ는 다음의 특성을 갖는다: RLC 상태 보고에 기초하여 ARQ가 RLC PDU들 또는 RLC PDU 세그먼트들을 재전송한다; RLC에 의해 필요할 때 RLC 상태 보고에 대한 폴링(polling)이 사용된다; 및 RLC 수신기는 분실된(missing) RLC PDU 또는 RLC PDU 세그먼트를 검출한 후 RLC 상태 보고를 트리거할 수 있다.

사용자 평면에 대한 NR의 PDCP 서브계층의 주요 서비스 및 기능은 시퀀스 넘버링; 헤더 압축 및 압축해제(ROCH만); 사용자 데이터의 전송; 재정렬 및 중복 검출; (스플릿 베어러의 경우) PDCP PDU 라우팅; PDCP SDU들의 재전송; 암호화, 암호해독 및 무결성 보호; PDCP SDU 폐기; RLC AM에 대한 PDCP 재수립 및 데이터 복구; 및 PDCP PDU들의 복제(duplication)를 포함한다. 제어 평면에 대한 NR의 PDCP 서브계층의 주요 서비스 및 기능은 시퀀스 넘버링; 암호화, 암호해독 및 무결성 보호; 제어 평면 데이터의 전송; 재정렬 및 중복 검출 및 PDCP PDU들의 복제를 포함한다.

SDAP의 주요 서비스 및 기능은 QoS 플로우 및 데이터 무선 베어러 간의 매핑, DL 패킷 및 UL 패킷 둘 다에서의 QoS 플로우 ID(QFI)의 마킹을 포함한다. SDAP의 단일 프로토콜 엔티티는 각각의 개별(individual) PDU 세션을 위해 설정된다. 베어러 기반의 LTE의 QoS 프레임워크와 비교하여, 5G 시스템은 QoS 플로우 기반 프레임워크를 채택한다. QoS 플로우 기반 프레임워크는 QoS 플로우 및 무선 베어러를 분리(decouple)함으로써 DRB로의 QoS 플로우의 유연한 매핑을 가능하게 하여 좀 더 유연한 QoS 특성(characteristic) 설정을 허용한다.

NR의 RRC 서브계층의 주요 서비스 및 기능은, 접속 계층(AS) 및 비 접속 계층(NAS)과 관련된 시스템 정보의 브로드 캐스트; 5GC 또는 NG-RAN에 의해 개시된 페이징; UE와 NG-RAN 사이의 RRC 연결의 수립(establishment), 유지 및 해제 (이것은 반송파 집성의 변경 및 해제를 더 포함하고, E-UTRAN과 NR 사이 또는 NR에서 DC의 변경 및 해제를 더 포함함); 키 관리를 포함하는 보안 기능; SRB(들) 및 DRB(들)의 수립(establishment), 설정(configuration), 유지 및 해제; 핸드 오버 및 컨텍스트 전송; UE 셀 선택 및 해제, 그리고 셀 선택/재선택의 제어; RAT 간의 이동성을 포함한 이동성 기능; QoS 관리 기능, UE 측정 보고 및 보고 제어; 무선 링크 실패 검출 및 무선 링크 실패로 부터의 발견; 그리고 NAS에서 UE로 NAS 메시지 전송 및 UE에서 NAS로 NAS 메시지 전송을 포함한다.

도 7은 NR 시스템에서 전송 장치에서의 데이터 흐름 예를 나타내는 도면이다.

도 7에서, RB는 무선 베어러를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 수송 블록은 RB_x로부터의 2개의 RLC PDU들 및 RB_y로부터의 하나의 RLC PDU를 연접함으로써 MAC에 의해 생성된다. 도 7에서 RB_x로부터의 2개의 RLC PDU들 각각은 하나의 IP 패킷(n 및 n+1)에 대응하는 반면, RB_y로부터의 하나의 RLC PDU는 IP 패킷(m)의 세그먼트이다. NR에서, RLC SDU 세그먼트는 MAC PDU의 시작 부분 및/또는 MAC PDU의 끝 부분에 위치할 수 있다. 무선 자원을 사용하여 물리 계층을 통해 외부 장치와 MAC PDU를 송수신할 수 있다.

도 8은 새로운 무선 접속 기술(NR)에서 이용 가능한 슬롯 구조를 도시한다.

데이터 전송 지연(latency)을 최소화하기 위해, 5G new RAT에서 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 멀티플렉싱되는 슬롯 구조가 고려된다.

도 8에서 빗금친 영역은 DCI를 전달하는 DL 제어 채널(예를 들어, PDCCH)의 전송 영역을 나타내고, 검은 영역은 UCI를 전달하는 UL 제어 채널(예를 들어, PUCCH)의 전송 영역을 나타낸다. 여기서, DCI는 gNB가 UE로 전송하는 제어 정보이다. DCI는 UE가 알아야 하는 셀 설정(configuration)에 관한 정보, DL 스케줄링과 같은 DL 특정 정보 및 UL 그랜트와 같은 UL 특정 정보를 포함할 수 있다. UCI는 UE가 gNB로 전송하는 제어 정보이다. UCI는 DL 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 보고, DL 채널 상태에 대한 CSI보고 및 스케줄링 요청(scheduling request, SR)을 포함할 수 있다.

도 8에서, 심볼 인덱스 1 내지 심볼 인덱스 12까지의 심볼 영역은 하향링크 데이터를 운반하는 물리 채널(예를 들어, PDSCH)의 전송에 사용될 수 있거나, 상향링크를 데이터를 운반하는 물리 채널(예를 들어, PUSCH)의 전송에 사용될 수 있다. 도 8의 슬롯 구조에 따르면, 하나의 슬롯에서 DL 전송 및 UL 전송이 순차적으로 수행될 수 있으므로, 하나의 슬롯에서 DL 데이터의 송수신 및 DL 데이터에 대한 UL ACK/NACK의 송수신이 수행될 수 있다. 결과적으로, 데이터 전송 오류가 발생할 때 데이터를 재전송하는데 걸리는 시간이 감소될 수 있고, 이에 따하 최종 데이터 전송의 지연이 최소화된다.

이와 같은 슬롯 구조에서, gNB 및 UE의 전송 모드에서 수신 모드로 또는 수신 모드에서 전송 모드로 전환하는 과정을 위해 시간 갭(gap)이 필요하다. 전송 모드와 수신 모드 사이의 전환 과정을 위해, 슬롯 구조에서 DL에서 UL로 전환하는 시점의 일부 OFDM 심볼은 보호 기간(guard period, GP)으로 설정된다.

레거시 LTE/LTE-A 시스템에서 DL 제어 채널은 데이터 채널과 시분할 다중화되고, 제어 채널인 PDCCH는 전체 시스템 대역에 걸쳐 전송된다. 그러나, new RAT에서, 하나의 시스템의 대역폭은 대략 최소 100MHz에 이를 것으로 예상되며, 제어 채널의 전송을 위해 전체 대역에 걸쳐 제어 채널을 분산하는 것이 어렵다. UE의 데이터 송수신을 위해, 전체 대역을 모니터링하여 DL 제어 채널을 수신하면 UE의 배터리 소모가 증가하고 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 본 명세에서는 DL 제어 채널은 시스템 대역, 즉 채널 대역의 부분 주파수 대역에서 국부적으로 또는 분산적으로 전송될 수 있다.

NR 시스템에서, 기본 전송 단위는 슬롯이다. 슬롯의 지속 기간은 일반(normal) 순환 전치(cyclic prefix, CP)를 갖는 14 개의 심볼 또는 확장된 CP를 갖는 12 개의 심볼을 포함한다. 또한, 슬롯은 사용되는 부반송파 간격(subcarrier spacing)의 함수로서 시간적으로 스케일링된다.

NR 시스템에서, 스케줄러(예를 들어, BS)는 슬롯 단위(예를 들어, 하나의 미니 슬롯, 하나의 슬롯 또는 다수의 슬롯)로 무선 자원을 할당하므로, NR에서 하나의 TTI의 길이는 1ms와는 다를 수 있다.

3GPP 기반 통신 시스템(예를 들어, LTE, NR)에서, 스케줄러에 의해 할당되는 UL 무선 자원은 UL 그랜트라고 지칭되고, 스케줄러에 의해 할당되는 DL 무선 자원은 DL 배정(DL assignment)으로 지칭된다. UL 그랜트 또는 DL 배정은 PDCCH에 의해 동적으로 지시되거나 RRC 시그널링에 의해 반-지속적으로 설정된다. 반-지속적으로 설정되는 UL 그랜트 또는 DL 배정은 특히 설정된 UL 그랜트 또는 설정된 DL 배정으로 지칭된다.

PDCCH를 통해 전송되는 DL 배정은 특정 MAC 엔티티에 대한 하향링크 공유 채널(DL-SCH)을 통한 전송이 있는지를 나타내며, 관련 HARQ 정보를 제공한다. 상향링크 공유 채널(UL-SCH)을 통해 전송하기 위해, MAC 엔티티는 PDCCH 상에서 또는 랜덤 접속 응답에서 동적으로 수신될 수 있거나 또는 RRC에 의해 반-지속적으로 또는 미리 할당될 수 있는 유효한 상향링크 그랜트를 가져야 한다.

LTE 시스템에서, RRC에 의해 반-지속적 스케줄링이 가능화되면, 다음 정보가 제공된다 (3GPP TS 36.331 참조): 반-지속적 스케줄링 C-RNTI 또는 UL 반-지속적 스케줄링 V-RNTI; 반-지속적 스케줄링 C-RNTI의 반-지속적 스케줄링이 상향링크에 대해 가능화(enable)되면, 상향링크 반-지속적 스케줄링 간격 semiPersistSchedIntervalUL 및 묵시적(implicit) 해제(release) 이전의 빈(empty) 전송 횟수 implicitReleaseAfter; 반-지속적 스케줄링 V-RNTI의 반-지속적 스케줄링이 상향링크에 대해 가능화되면, 각각의 SPS 설정에 대한, 상향링크 반-지속적 스케줄링 간격 semiPersistSchedIntervalUL 및 묵시적 해제 이전의 빈 전송 횟수 implicitReleaseAfter; TDD에 대해서만 twoIntervalsConfig가 상향링크에 대해 가능화 또는 불능화(disable)되는지 여부; 반-지속적 스케줄링이 하향링크에 대해 가능화되면, 하향링크 반-지속적 스케줄링 간격 semiPersistSchedIntervalDL 및 반-지속적 스케줄링을 위해 설정된 HARQ 프로세스의 수 numberOfConfSPS-Processes. LTE 시스템에서, 반-지속적 하향링크 배정이 설정된 후, MAC 엔티티는 (10 * SFN + 서브프레임) = {(10 * SFN_{start time} + subframe_{start time}) + N * semiPersistSchedIntervalDL} modulo 10240인 서브프레임에서 N 번째 배정이 순차적으로 발생한다고 간주한다.

LTE 시스템에서, 반-지속적 스케줄링 상향링크 그랜트가 설정된 후, MAC 엔티티는:

> twoIntervalsConfig가 상위 계층(예: RRC 계층)에 의해 가능화된 경우, 표 1에 따라 Subframe_Offset을 설정하고, 그렇지 않으면 Subframe_Offset을 0으로 설정한다; 그리고

> (10 * SFN + 서브프레임) = [(10 * SFN_{start time} + subframe_{start time}) + N * semiPersistSchedIntervalUL + Subframe_Offset * (N modulo 2)] modulo 10240인 서브프레임에서 N 번째 그랜트가 순차적으로 발생한다고 간주하며, 여기서 SFN_{start time}과 subframe_{start time}은 각각 설정된 상향링크 그랜트가 (재)초기화될 때의 시스템 프레임 번호(SFN) 및 서브프레임이다.

LTE에서, 일단 SPS가 활성화되면, UE는 네트워크에 의해 SPS가 비활성화될 때까지 설정된 SPS 자원을 사용해야 한다. 명시적 SPS 해제 명령 및 묵시적 SPS 해제 메커니즘은 SPS를 비활성화하는 데 사용된다. 이러한 해제 메커니즘은 SPS 자원이 활성화될 때, UE 및 네트워크가 설정된 SPS 자원이 얼마나 오래 사용될지 알 수 없다는 가정에 기초하여 설계된다. 예를 들어, UE가 VoIP를 사용하기 시작하면 아무도 언제 통화가 종료될 지 예상할 수 없다. 그러나, 최근에 SPS는 VoIP에 한정되지 않고 PDCCH 오버헤드 감소 또는 레이턴시 감소를 목적으로 다양한 유형의 트래픽을 스케줄링하는 데 사용될 수 있다. 이 경우, 네트워크는 네트워크의 현재 잔여 자원 상태 및 UE의 버퍼 상태에 기초하여 미리 특정 시간 동안 SPS 자원을 UE에 할당하기로 결정할 수 있다. 즉, 네트워크는 미리 정해진 시간 동안만 UE에게 SPS 자원을 할당하기를 원할 수 있다. 현재의 명시적 SPS 해제 명령 메커니즘에서, UE의 주어진 SPS 자원이 정확히 비활성화될 시기를 네트워크가 이미 알고 있지만, 네트워크는 미리 결정된 기간의 종료시 명시적 SPS 해제 명령을 전송해야 한다. 그러나, 네트워크가 UE의 SPS 자원을 언제 비활성화할 것인지를 미리 결정할 수 있다면, 네트워크가 명시적인 SPS 해제 명령을 전송하기 전에 미리 결정된 기간이 끝날 때까지 기다려야 할 이유가 없다. 현재의 명시적 SPS 해제 명령 메커니즘은 네트워크가 비활성화 할 SPS 자원을 지속적으로 관리해야 하기 때문에 네트워크의 시그널링 오버헤드와 작업을 불필요하게 증가시킨다.

도 9는 반-지속적 스케줄링(SPS)을 위한 미리 결정된 기간의 예를 도시한다.

주어진 SPS 자원이 언제 비활성화되어야 하는지 네트워크가 이미 알고 있다면, 시그널링 오버헤드 및 네트워크의 복잡성을 감소시킬 수 있는 몇 가지 방법이 있다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 네트워크는 SPS 자원을 UE에 설정할 때 미리 결정된 시간 기간(duration) 또는 SPS 전송 기회의 수를 UE에 통지할 수 있다. 즉, 일단 UE가 SPS 자원을 사용하기 시작하면, UE는 주어진 시간 동안 또는 주어진 수의 SPS 전송 기회에 대해서만 SPS를 사용한 후에 SPS 자원을 비활성화해야 한다.

SPS 자원이 설정된 UE가 소정 시간 동안만 SPS 자원을 사용할 수 있다면, UE가 네트워크로부터 SPS 해제 명령을 수신하지 않거나, UE가 소정 시간 동안 SPS 자원을 사용한 후 여전히 전송할 데이터를 가지고 있다면, UE는 SPS 자원의 사용을 중지(stop)할 것이다. 그러나 이로 인해 전송 지연이 발생할 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 시간 동안 SPS 자원을 사용한 후에도 UE가 여전히 전송할 데이터를 가지고 있어도 UE가 SPS 자원의 사용을 중단하면, UE는 이러한 데이터를 오랫동안 전송하지 못할 수 있다. 이는 3GPP 기반 통신 시스템에서 버퍼 상태보고 (BSR)는 일반적으로 우선 순위가 더 높은 논리 채널에 속하는 새로운 데이터가 RLC 또는 PDCP 엔티티에서 전송될 수 있을 때까지 트리거되지 않기 때문이다. 예를 들어, 3GPP TS 36.321을 참조하면, 다음 이벤트 중 어느 하나가 발생하면 LTE의 BSR이 트리거된다.

> 논리 채널 그룹(logical channel group, LCG)에 속하는 논리 채널에 대한 UL 데이터가 RLC 엔티티 또는 PDCP 엔티티에서 전송에 이용가능해지고, 상기 데이터가 임의의 LCG에 속하는 논리 채널 중 데이터가 이미 전송에 이용가능한 논리 채널의 우선 순위보다 높은 우선 순위의 논리 채널에 속하거나 LCG에 속하는 임의의 논리 채널에 대한 전송 가능한 데이터가 없는 경우.

> UL 자원들이 할당되고 패딩 비트들의 수는 버퍼 상태보고 MAC 제어 요소와 그 서브헤더의 총 크기보다 큰 경우.

> retxBSR-Timer가 만료되고 MAC 엔티티는 LCG에 속하는 임의의 논리 채널에 대해 전송이 가능한 데이터를 갖는 경우.

> periodicBSR-Timer가 만료된 경우.

MAC 엔티티는 임의의 UL-SCH상에서 새로운 데이터의 전송을 위한 그랜트에서 지시하면 retxBSR-Timer를 재시작하고, MAC 엔티티가 전송 시간 간격 (transmission time interval, TTI) 동안 새로운 전송을 위해 할당된 UL 자원을 가지는 경우, periodicBSR-Timer를 시작 또는 재시작한다.

상기 LTE BSR 트리거링 조건에서, UE가 미리 결정된 시간 기간 동안 SPS 자원을 사용한 후, UE는 더 높은 우선 순위의 논리 채널에 속하는 새로운 데이터가 도착할 때까지 잔여 데이터에 대한 BSR을 트리거할 수 없다. 이로 인해 상향링크 데이터 전송이 지연될 수 있다. 미리 결정된 시간 기간 동안 마지막 SPS 자원을 사용한 후 retxBSR-Timer 또는 periodicBSR-Timer의 만료에 의해 BSR이 트리거되는 경우, 상향링크 데이터 전송 지연은 없지만, UE가 BSR을 전송하기 위한 UL 그랜트를 요청하기 위해 스케줄링 요청 또는 랜덤 접속 절차를 트리거하기 때문에, 이는 UE 전력 소비를 증가시킬 수 있다. 반복 전송이 적용되는 경우, 예를 들면 MTC 또는 NB-IoT에서, UE 전력 소비는 더 심각한 문제가 될 것이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 명세는 다음과 같이 제안된다. 본 명세는 임의의 유형의 UE, 예를 들어 MTC UE, NB-IoT UE, 일반 UE에 적용될 수 있다.

도 10은 본 명세의 일 예에 따른 흐름도를 도시한다.

본 명세에서 SPS 자원은 상향링크의 SPS 자원을 의미한다. 본 명세에서, UE에게 SPS 자원이 설정되면, UE는 미리 결정된 시간 기간 동안 SPS 자원을 사용한다. UE가 상기 미리 결정된 시간 기간 동안 마지막 SPS 자원을 사용하여 MAC PDU를 전송하는 경우, UE가 상기 마지막 SPS 자원을 사용하여 MAC PDU를 전송한 후에도 전송할 데이터가 여전히 있다면, UE는 네트워크에게 UE 측에 데이터가 남아있음을 알린다. 예를 들어, UE는 마지막 SPS 자원을 사용하여 마지막 전송된 MAC PDU에 BSR MAC 제어 요소를 포함할 수 있다.

도 10을 참조하면, UE는 네트워크로부터 SPS 자원 설정 정보를 수신하여 UE에게 SPS 자원이 설정된다(S1001). SPS 자원 설정 정보는 RRC 신호를 통해 UE에 의해 수신될 수 있다. SPS 자원 설정 정보는 미리 결정된 시간 기간(예를 들어, ms, 서브프레임, 슬롯 등)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또는, SPS 자원 설정 정보는 SPS 자원 간격에 대한 정보를 포함할 수 있다. 본 명세에서, SPS 자원이 설정된 UE는 미리 결정된 시간 기간 동안 SPS 자원을 사용할 수 있다.

UE가 미리 결정된 시간 기간 내에 발생하는 SPS 자원 중 마지막 SPS 자원을 사용하는 경우, UE는 자신에게 잔여 데이터가 있는지 확인한다. 잔여 데이터는 상위 계층(예를 들어, RLC, PDCP, SDAP 또는 RRC) 내 전송에 이용가능한 데이터를 의미한다. UE에 잔여 데이터가 존재하면, UE는 마지막 SPS 자원을 사용하여 MAC PDU를 전송한 후 UE가 잔여 데이터를 가지고 있음을 통지하기로 결정할 수 있다. 다시 말해서, UE가 전송할 수 있는 상향링크 데이터를 가지고 있고, UE가 상기 상향링크 데이터를 전송하기 위해 가지고 있는 유효한 상향링크 그랜트가 미리 결정된 시간 기간 내에 발생하는 SPS 자원 중 마지막 SPS 자원인 경우, UE는 미리 결정된 시간 기간에서 마지막에 발생하는 SPS 자원이 상향링크 데이터를 수용하기에 충분하지 않은지 확인한다. 마지막 SPS 자원이 상향링크 데이터를 수용하기에 충분하지 않은 경우, UE는 마지막 SPS 자원을 사용하여 MAC PDU를 전송한 후 UE에 잔여 상향링크 데이터가 있음을 네트워크(예를 들어, BS)에 통지할 수 있다(S1005). UE에게 잔여 데이터가 있음을 네트워크에 알리기 위해, UE는 다음 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.

- UE는 BSR을 트리거할 수 있다(S1003).

- UE는 마지막 SPS 자원을 이용하여 MAC PDU를 전송한 후 잔여 상향링크 데이터가 있음을 알리는 지시를 트리거 및/또는 생성할 수 있다(S1003). 상기 지시는 MAC 제어 요소 또는 MAC 서브헤더의 필드일 수 있는 MAC 신호일 수 있다.

UE는 다음과 같이 마지막 SPS 자원을 이용하여 MAC PDU를 전송한 후 UE에게 잔여 데이터가 있음을 네트워크에 알릴 수 있다.

- UE는 마지막 SPS 자원에서 전송될 MAC PDU에 BSR MAC 제어 요소(CE)를 포함할 수 있다. BSR MAC CE의 버퍼 크기 필드는 BSR MAC CE 및 MAC PDU에 상향링크 데이터의 일부를 포함시킨 후 남아있는 상향링크 데이터의 양으로 설정될 수 있다.

- 또는, UE는 마지막 SPS 자원에서 전송될 MAC PDU에 BSR MAC CE를 포함하지 않을 수 있지만, UE는 스케줄링 요청(SR)을 트리거하고 트리거된 SR을 전송한다.

- 또는, UE는 마지막 SPS 자원을 사용하여 MAC PDU를 전송한 후 잔여 상향링크 데이터가 있음을 알리는 지시를 마지막 SPS 자원을 통해 전송될 MAC PDU에 포함할 수 있다. 상기 지시는 MAC 제어 요소 또는 MAC 서브헤더의 필드일 수 있는 MAC 신호일 수 있다.

UE가 마지막 SPS 자원을 사용하여 MAC PDU를 전송한 후 잔여 상향링크 데이터를 가지고 있다는 지시를 네트워크가 수신하면, 네트워크는 UE가 잔여 상향링크 데이터를 가지고 있음을 인지하고 UE를 스케줄링할 때 상기 지시를 고려한다.

도 11은 본 명세에 따른 상향링크 데이터 전송을 예시한다.

UE가 SPS 자원(들)을 사용할 수 있도록 허용되는 미리 결정된 시간 기간에서 마지막으로 발생하는 SPS 자원이, UE의 MAC 엔티티가 마지막 SPS 자원에서 전송할 MAC PDU를 생성하거나 마지막 SPS 자원의 자원을 MAC PDU에 할당할 시점에, UE가 전송할 수 있는 상향링크 데이터를 수용하기에 충분하지 않은 경우(3GPP TS 36.321 또는 3GPP TS 38.321의 논리 채널 우선 순위 지정 절차 참조), UE는 마지막 SPS 자원에서 MAC PDU를 전송한 후에도 잔여 데이터가 있음을 알리는 지시를 트리거할 수 있다.

예를 들어, 도 11을 참조하면, UE가 제 1, 제 2 및 제 3 상향링크 SPS 자원(도 11의 SPS 자원 # 1, # 2 및 # 3)을 사용하는 경우, UE는 MAC PDU(들)를 생성하고 상향링크 자원(들)을 사용하여 MAC PDU(들)을 각각 전송한다. UE가 미리 결정된 기간 내에 발생하는 마지막 상향링크 SPS 자원인 제 4 상향링크 SPS 자원(도 11의 SPS 자원 #4)을 사용하는 경우, UE는 마지막 SPS 자원에서 MAC PDU를 전송한 후에도 잔여 데이터가 있기 때문에 BSR을 트리거한다.

도 12는 본 명세에 따른 상향링크 데이터 전송의 다른 예를 도시한다.

UE가 SPS 자원(들)을 사용하도록 허용되는 미리 결정된 시간 기간에서 마지막으로 발생하는 마지막 SPS 자원이, UE의 MAC 엔티티가 마지막 SPS 자원에서 전송할 MAC PDU를 생성하거나 마지막 SPS 자원의 자원을 MAC PDU에 할당할 시점에, UE가 전송할 수 있는 상향링크 데이터를 수용하기에 충분한 경우(3GPP TS 36.321 또는 3GPP TS 38.321의 논리 채널 우선 순위 지정 절차 참조), UE는 마지막 SPS 자원에서 MAC PDU를 전송한 후 잔여 데이터가 있음을 알리는 지시를 트리거하지 않을 수 있다.

예를 들어, 도 12를 참조하면, UE가 제 1, 제 2 및 제 3 상향링크 SPS 자원(도 12의 SPS 자원 # 1, # 2 및 # 3)을 사용하는 경우, UE는 MAC PDU(들)를 생성하고 상향링크 자원(들)을 사용하여 MAC PDU(들)을 각각 전송한다. UE가 미리 결정된 기간 내에 발생하는 마지막 상향링크 SPS 자원인 제 4 상향링크 SPS 자원(도 12의 SPS 자원 #4)을 사용하는 경우, 더 이상 전송할 데이터가 없기 때문에 UE는 BSR을 트리거하지 않는다.

도 13은 본 명세를 수행하는 전송장치(100) 및 수신장치(200)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.

전송장치(100) 및 수신장치(200)는 정보 및/또는 데이터, 신호, 메시지 등을 나르는 무선 신호를 전송 또는 수신할 수 있는 트랜시버(13, 23)과, 무선통신 시스템 내 통신과 관련된 각종 정보를 저장하는 메모리(12, 22), 상기 트랜시버(13, 23) 및 메모리(12, 22) 등의 구성요소와 동작적으로 연결되어, 상기 구성요소를 제어하여 해당 장치가 전술한 본 명세의 예시들 중 적어도 하나를 수행하도록 메모리(12, 22) 및/또는 트랜시버(13, 23)을 제어하도록 구성된(configured) 프로세서(11, 21)를 각각 포함한다.

메모리(12, 22)는 프로세서(11, 21)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 정보를 임시 저장할 수 있다. 메모리(12, 22)가 버퍼로서 활용될 수 있다. 각 프로토콜 계층(예, PDCP, RLC, MAC)은 메모리(12, 22)의 일부이다.

프로세서(11, 21)는 통상적으로 전송장치 또는 수신장치 내 각종 모듈의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(11, 21)는 본 명세를 수행하기 위한 각종 제어 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어 본 명세에 따라 프로토콜 스택들(예, PDCP, RLC, MAC 및 PHY 계층들)에서 일어나는 동작들은 프로세서(11, 21)에 의해 수행될 수 있다. 본 명세의 동작들을 수행하는 프로토콜 스택들은 프로세서(11, 21)의 일부일 수 있다.

프로세서(11, 21)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 프로세서(11, 21)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 명세를 구현하는 경우에는, 본 명세를 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(11, 21)에 구비될 수 있다. 한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 명세를 구현하는 경우에는 본 명세의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 명세를 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(11, 21) 내에 구비되거나 메모리(12, 22)에 저장되어 프로세서(11, 21)에 의해 구동될 수 있다.

전송장치(100)의 프로세서(11)는 상기 프로세서(11) 또는 상기 프로세서(11)와 연결된 스케줄러로부터 스케줄링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 트랜시버(13)에 전송한다. 예를 들어, 프로세서(11)는 전송하고자 하는 데이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 스크램블링, 변조과정 등을 거쳐 K 개의 레이어로 변환한다. 부호화된 데이터 열은 코드워드로 지칭되기도 하며, MAC 계층이 제공하는 데이터 블록인 수송 블록과 등가이다. 일 수송블록(transport block, TB)은 일 코드워드로 부호화되며, 각 코드워드는 하나 이상의 레이어의 형태로 수신장치에 전송되게 된다. 주파수 상향 변환을 위해 트랜시버(13)은 오실레이터(oscillator)를 포함할 수 있다. 트랜시버(13)은 N _t 개(N _t 는 1 이상의 양의 정수)의 전송 안테나를 포함할 수 있다.

수신장치(200)의 신호 처리 과정은 전송장치(100)의 신호 처리 과정의 역으로 구성된다. 프로세서(21)의 제어 하에, 수신장치(200)의 트랜시버(23)은 전송장치(100)에 의해 전송된 무선 신호를 수신한다. 상기 트랜시버(23)은 N _r 개의 수신 안테나를 포함할 수 있으며, 상기 트랜시버(23)은 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각을 주파수 하향 변환하여(frequency down-convert) 기저대역 신호로 복원한다. 트랜시버(23)은 주파수 하향 변환을 위해 오실레이터를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(21)는 수신 안테나를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)를 수행하여, 전송장치(100)가 본래 전송하고자 했던 데이터를 복원할 수 있다.

트랜시버(13, 23)은 하나 이상의 안테나를 구비한다. 안테나는, 프로세서(11, 21)의 제어 하에 본 명세의 일 예시에 따라, 트랜시버(13, 23)에 의해 처리된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 트랜시버(13, 23)으로 전달하는 기능을 수행한다. 안테나는 안테나 포트로 불리기도 한다. 각 안테나는 하나의 물리 안테나에 해당하거나 하나보다 많은 물리 안테나 요소(element)의 조합에 의해 구성될(configured) 수 있다. 각 안테나로부터 전송된 신호는 수신장치(200)에 의해 더는 분해될 수 없다. 해당 안테나에 대응하여 전송된 참조신호(reference signal, RS)는 수신장치(200)의 관점에서 본 안테나를 정의하며, 채널이 일 물리 안테나로부터의 단일(single) 무선 채널인지 혹은 상기 안테나를 포함하는 복수의 물리 안테나 요소(element)들로부터의 합성(composite) 채널인지에 관계없이, 상기 수신장치(200)로 하여금 상기 안테나에 대한 채널 추정을 가능하게 한다. 즉, 안테나는 상기 안테나 상의 심볼을 전달하는 채널이 상기 동일 안테나 상의 다른 심볼이 전달되는 상기 채널로부터 도출될 수 있도록 정의된다. 복수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 트랜시버의 경우에는 2개 이상의 안테나와 연결될 수 있다. 트랜시버(13, 23)은 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛으로 칭해지기도 한다.

본 명세의 예시들에 있어서, UE 는 상향링크에서는 전송장치(100)로 동작하고, 하향링크에서는 수신장치(200)로 동작한다. 본 명세의 예시들에 있어서, BS는 상향링크에서는 수신장치(200)로 동작하고, 하향링크에서는 전송장치(100)로 동작한다. 이하, UE 에 구비된 프로세서, 트랜시버 및 메모리를 UE 프로세서, UE 트랜시버 및 UE 메모리라 각각 칭하고, BS에 구비된 프로세서, 트랜시버 및 메모리를 BS 프로세서, BS 트랜시버 및 BS 메모리라 각각 칭한다.

UE 프로세서는 본 명세에 따라 동작하도록 구성되거나 본 명세에 따라 UE 트랜시버가 신호를 수신 또는 전송하도록 제어한다. BS 프로세서는 본 명세에 따라 동작하도록 구성되거나 본 명세에 따라 BS 트랜시버가 신호를 수신 또는 전송하도록 제어한다.

UE 트랜시버는 네트워크로부터 SPS 자원 설정 정보를 수신할 수 있다. UE 프로세서는 SPS 자원 설정 정보에 기초하여 SPS 자원(들)을 주기적으로 설정할 수 있다. 본 명세에서, SPS 자원 설정 정보는 미리 결정된 시간 기간에 관한 정보(예를 들어, ms, 서브프레임, 슬롯 등) 또는 SPS 자원 간격에 관한 정보를 포함할 수 있다. UE 프로세서는 미리 결정된 시간 기간 동안 SPS 자원을 사용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 UE 프로세서는 상기 미리 결정된 시간 기간 동안만 SPS 자원을 사용하여 MAC PDU를 생성하고, 상기 미리 결정된 시간 기간 동안만 SPS 자원을 사용하여 MAC PDU를 전송하도록 UE 트랜시버를 제어할 수 있다.

UE 프로세서가 미리 결정된 기간 내에 발생하는 SPS 자원 중 마지막 SPS 자원을 사용하는 경우, 상기 UE 프로세서는 마지막 SPS 자원을 사용한 후 잔여 상향링크 데이터가 있는지 확인하도록 구성된다. 상기 UE에 잔여 상향링크 데이터가 존재하면, 상기 UE 프로세서는 마지막 SPS 자원을 사용하여 MAC PDU를 전송한 후 상기 UE에 잔여 상향링크 데이터가 있음을 알리는 지시를 트리거할 수 있다. 다시 말해, 상기 UE가 전송할 수 있는 상향링크 데이터를 가지고 있고, 상향링크 데이터를 전송하기 위해 상기 UE가 가지고 있는 유효한 상향링크 그랜트가 미리 결정된 시간 기간 내에 발생하는 SPS 자원 중 마지막 SPS 자원인 경우, 상기 UE 프로세서는 미리 결정된 시간 기간에서 마지막으로 발생하는 마지막 SPS 자원이 상향링크 데이터를 수용하기에 충분하지 않은지 확인할 수 있다. 상기 마지막 SPS 자원이 상향링크 데이터를 수용하기에 충분하지 않은 경우, 상기 UE 프로세서는 마지막 SPS 자원을 사용하여 MAC PDU를 전송한 후 UE에 잔여 상향링크 데이터가 있음을 네트워크(예를 들어 BS)에게 알리는 지시를 전송하도록 UE 트랜시버를 제어할 수 있다. 상기 지시는 BSR일 수 있다. 또는, 상기 지시는 MAC 신호일 수 있으며, 이는 마지막 SPS 자원에서 전송된 MAC 제어 요소 또는 MAC PDU의 MAC 서브헤더 내의 필드일 수 있다.

상기 UE 프로세서는 상기 지시를 마지막 SPS 자원에서 전송될 MAC PDU에 포함시키도록 구성될 수 있다. 상기 지시가 BSR MAC CE인 경우, 상기 UE 프로세서는 상기 BSR MAC CE 및 상향링크 데이터의 일부를 상기 MAC PDU에 포함시킨 후 남아있는 상향링크 데이터의 양으로 BSR MAC CE의 버퍼 크기 필드를 설정하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 UE 프로세서는 상기 마지막 SPS 자원에서 전송될 MAC PDU에 BSR MAC CE를 포함하지 않을 수 있지만, 상기 UE 프로세서는 스케줄링 요청(SR)을 트리거하고 트리거된 SR을 전송하도록 상기 UE 트랜시버를 제어한다.

상술한 바와 같이 개시된 본 명세의 바람직한 예시들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 명세를 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 명세의 바람직한 예시들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 명세의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 명세를 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세는 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 명세의 예시들은 무선 통신 시스템에서, 네트워크 노드(예, BS) 또는 사용자기기, 기타 다른 장비에 사용될 수 있다.

Claims (12)

1. 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 상향링크 신호를 전송하는 방법에 있어서,
   미리 결정된 시간 기간(duration) 동안 일정 간격으로 발생하는 상향링크 자원을 설정하기 위한 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 설정 정보를 수신, 상기 RRC 설정 정보는 상기 일정 간격에 관한 정보와 상기 미리 결정된 시간 기간에 관한 정보를 포함;
   상기 RRC 설정 정보를 기반으로 상기 상향링크 자원을 상기 일정 간격으로 설정; 및
   상기 RRC 설정 정보를 기반으로 상기 미리 결정된 시간 기간 내에 설정된 복수의 상향링크 자원들을 이용하여 상향링크 전송들을 수행하는 것을 포함하며,
   상기 RRC 설정 정보를 기반으로 상기 미리 결정된 시간 기간 내에 설정된 상기 복수의 상향링크 자원들을 이용하여 상향링크 전송들을 수행하는 것은:
   상기 상향링크 전송들 후에 상기 사용자기기에 남은 상향링크 데이터가 있음을 기반으로, 상기 복수의 상향링크 자원들 중 마지막에 발생하는 마지막 상향링크 자원에서 버퍼 상태 보고를 전송; 및
   상기 상향링크 전송들 후에 상기 사용자기기에 남은 상향링크 데이터가 없음을 기반으로, 상기 마지막 상향링크 자원에서 상기 버퍼 상태 보고를 전송하지 않는 것을 포함하고,
   상기 마지막 상향링크 자원에서 전송되는 상기 버퍼 상태 보고는 상기 마지막 상향링크 자원에서 전송되는 매체 접속 제어(medium access control, MAC) 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)에 포함되고, 상기 남은 상향링크 데이터의 양에 관한 정보를 포함하는,
   방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 버퍼 상태 보고는 상기 MAC PDU 내 BSR MAC 제어 요소인,
   방법.
3. 무선 통신 시스템에서 상향링크 신호를 전송하는 사용자기기에 있어서,
   트랜시버; 및
   상기 트랜시버를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는:
   미리 결정된 시간 기간(duration) 동안 일정 간격으로 발생하는 상향링크 자원을 설정하기 위한 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 설정 정보를 수신, 상기 RRC 설정 정보는 상기 일정 간격에 관한 정보와 상기 미리 결정된 시간 기간에 관한 정보를 포함;
   상기 RRC 설정 정보를 기반으로 상기 상향링크 자원을 상기 일정 간격으로 설정; 및
   상기 RRC 설정 정보를 기반으로 상기 미리 결정된 시간 기간 내에 설정된 복수의 상향링크 자원들을 이용하여 상향링크 전송들을 수행하는 것을 포함하며,
   상기 RRC 설정 정보를 기반으로 상기 미리 결정된 시간 기간 내에 설정된 상기 복수의 상향링크 자원들을 이용하여 상향링크 전송들을 수행하는 것은:
   상기 상향링크 전송들 후에 상기 사용자기기에 남은 상향링크 데이터가 있음을 기반으로, 상기 복수의 상향링크 자원들 중 마지막에 발생하는 마지막 상향링크 자원에서 버퍼 상태 보고를 전송; 및
   상기 상향링크 전송들 후에 상기 사용자기기에 남은 상향링크 데이터가 없음을 기반으로, 상기 마지막 상향링크 자원에서 상기 버퍼 상태 보고를 전송하지 않는 것을 포함하고,
   상기 마지막 상향링크 자원에서 전송되는 상기 버퍼 상태 보고는 상기 마지막 상향링크 자원에서 전송되는 매체 접속 제어(medium access control, MAC) 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)에 포함되고, 상기 남은 상향링크 데이터의 양에 관한 정보를 포함하는,
   사용자기기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 버퍼 상태 보고는 상기 MAC PDU 내 BSR MAC 제어 요소인,
   사용자기기.
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