KR20180049775A - 5G New Radio 초광대역 지원 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명은 이동통신시스템에서 단말과 기지국의 PHY/MAC 계층 동작에 관한 것이다.

Description

5G New Radio 초광대역 지원 방법 및 장치{Apparatus and Method to support Ultra-wide Bandwidth in 5G New Radio}

본 발명은 이동통신시스템에서 단말과 기지국의 PHY/MAC 계층 동작에 관한 것이다. 보다 구체적으로 기지국이 하나의 캐리어(carrier)로 초광대역의 신호 송수신을 수행하고자 할 때, 제한된 단말의 동작(operating) 대역 및 단말의 전력소모로 인하여 제한된 대역에서의 신호 송수신만 가능하기에 대역의 효율적인 사용과 유연하고 동적인 대역 변경을 지원하는 방법 및 장치에 대한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

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

기존의 LTE 시스템에서는 광대역을 지원하기 위해 CA (Carrier Aggregation)와 DC (Dual Connectivity)와 같이 복수의 component carrier(CC)를 묶어서 운용하는 multi-carrier 방식이 도입되었다. 최대 32개 CC를 연동(Aggregation)하면 20 MHz CC 기준 640 MHz의 대역폭을 지원할 수 있다. 하지만 5G NR (New Radio) 시스템에서 초광대역, 이를 테면 1 GHz를 지원하기 위해 LTE CA와 같은 방식을 적용하면, 단말이 사용할 CC의 조합의 수가 기하급수적으로 늘어나고, 단말의 Capability 보고의 크기가 증가하며, 제한된 CC 조합 내에서만 동작할 수 밖에 없다. 또한 CA에서 CC의 수가 증가할수록 단말의 수신 복잡도 및 기지국의 제어 복잡도도 함께 증가하게 된다. 하지만 CA/DC의 이러한 문제점에도 불구하고 single carrier에 비해 자원 사용에 있어 높은 유연성을 보인다. 이는 SCell Addition/Release로 확장 대역의 변경이 가능하고 cross-carrier scheduling으로 다른 CC에 자원 송수신을 스케줄링 할 수 있기 때문이다.

본 발명은 single carrier에서 단말의 전력소모를 고려한 제한된 기지국 신호 수신 절차 및 동적이고 유연하게 시스템 전체 대역을 활용하는 제어 방법을 제안한다.

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

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다양한 크기의 대역을 가지는 다수 단말을 시스템의 운용 대역에서 골고루 자원을 사용하도록 제어할 수 있다. 또한, 단말이 설정받은 부분 대역 내에서 스케줄링, MCS(Modulation and Coding Scheme), CSI (Channel State Indication) 보고, 측정(Measurement) 등을 수행하게 하되 전체 대역에 대한 스케줄링 및 핸드오버 성능 감소를 최소화한다. 또한, 단말이 설정받은 부분 대역 내에서 연결 문제가 발생할 경우 이를 짧은 지연 내 회복할 수 있다.

도 1은 LTE Scalable BW 시스템을 나타낸다.
도 2는 다양한 대역 분할 방식을 나타낸다.
도 3은 발명에서 제안하는 서브밴드-밴드 구조를 나타낸다.
도 4는 Self-/cross-band scheduling를 나타낸다.
도 5는 HARQ - band 관계도를 나타낸다.
도 6은 상위 계층으로부터의 공통 신호를 단말에게 전달하는 동작 예시I을 나타낸다.
도 7은 상위 계층으로부터의 공통 신호를 단말에게 전달하는 동작 예시II를 나타낸다.
도 8은 상위 계층으로부터의 공통 신호를 단말에게 전달하는 동작 예시III을 나타낸다.
도 9는 상위 계층으로부터의 공통 신호를 단말에게 전달하는 동작 예시IV를 나타낸다.
도 10은 가능한 control sub-band 구조를 나타낸다.
도 11은 Case 1 - gNB-triggered band recovery를 나타낸다.
도 12는 Case 2 - UE-triggered band recovery를 나타낸다.
도 13은 gNB/UE-triggered & UL-based recovery를 나타낸다.
도 14는 gNB/UE-triggered & DL-based recovery를 나타낸다.
도 15는 단말의 서빙 기지국과 이웃 기지국에 대한 관찰 대역의 예시I 을 나타낸다.
도 16은 단말의 서빙 기지국과 이웃 기지국에 대한 관찰 대역의 예시II를 나타낸다.
도 17은 단말의 서빙 기지국과 이웃 기지국에 대한 관찰 대역의 예시III을 나타낸다.
도 18은 단말의 서빙 기지국과 이웃 기지국에 대한 관찰 대역의 예시IV를 나타낸다.
도 19는 유연한 BW 시스템의 운용을 나타낸다.
도 20은 본 개시의 실시예에 따른 단말 장치의 구성도를 나타낸다.

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

LTE는 다양한 BW를 지원하기 위해 Scalable BW 개념을 도입하였다. 도 1에 따르면, LTE 시스템은 동일한 center frequency를 가지는 다양한 BW(예. 5/10/20 MHz)을 가지는 단말을 지원한다. 예를 들어 UE1은 5 MHz, UE2는 10 MHz를 지원하는 단말의 경우 LTE 기지국은 적절하게 제어채널을 구성하여 UE1과 UE2가 모두 수신할 수 있도록 제어신호를 송신한다. 하지만 이러한 방법은 기지국의 전체 가용 대역이 매우 클 때, 즉 초광대역 일 때, 상대적으로 작은 대역의 단말이 사용할 수 있는 자원을 극히 제한하게 된다. UE3의 경우 기지국 사용 대역의 가장자리에서 동작하면 기지국의 제어 신호를 구분하여 수신할 수 없게 된다.

따라서 5G NR 통신 시스템에서는 기존 Scalable BW 시스템으로 지원되지 않는 대역에서도 단말이 기지국과의 연결을 유지하기 위해 중요한 제어신호를 송수신할 수 있어야 한다. 중요한 제어신호는 LTE의 경우 SRB (Signaling Radio Bearer)로 PCell을 통해서 전송된다. 또한 PCell에서는 PCell 자신과 SCell에서의 스케줄링 및 HARQ 절차를 위한 제어신호를 송수신한다. LTE의 PCell 또는 SCell은 모두 하나의 독립적인 Cell로 볼 수 있다. 또한 각 Cell 별, 별도의 MAC entity와 그에 따른 Link Adaptation, HARQ entity가 필요하다. 하지만 5G NR Single Carrier 통신 시스템은 전 대역이 사실 하나의 Cell에 해당한다. 또한 단말의 접속 및 연결 설정/유지관리, 데이터 송수신을 위한 PCell의 기능이 기본적으로 제공되어야 한다.

한편 기지국이 초광대역에서 운용된다 하더라도 단말은 제한된 구현 및 복잡도로 인해 전체 중 부분적인 대역에 대해서만 한번에 송수신이 가능하다. 단말의 최대 가용 대역 (Capable BW)보다 큰 대역에서 동작하기 위해서는 시간적으로 분할하여 동작할 수 밖에 없다. 기지국은 초광대역을 관리의 용이성을 위해서 적당한 크기의 밴드(band) 나눠서 설정하고 단말에게 특정 밴드에서 각종 MAC 기능(스케줄링, 측정, Link Adaptation, MCS, HARQ)을 하도록 지시할 수 있다. 또한 밴드를 기준으로 단말은 제어채널과 기준신호(Reference Signal)의 구조를 판단하고 수신할 수 있다. 그런데 도 2에 따르면, Case A의 경우 기지국의 고정된 크기의 밴드 설정으로 인해 단말 1 (UE1)은 가용한 대역 전체가 아니라 일부에서만 기지국과 동작할 수 있다. Case B의 단말2 (UE2)의 경우 최대 가용 대역이 기지국이 설정한 밴드4의 대역보다 작기 때문에 지원이 불가하다. 따라서 Case C와 같이 밴드의 단위를 최소화하면 그러한 작은 밴드의 묶음으로 단말이 사용할 대역이 표현되기 때문에 다양한 크기의 대역을 가지는 단말을 지원할 수 있다. 한편 너무 많은 수의 밴드는 관리 시 부하 증가의 우려가 있으므로 Case D와 같이, 그 크기를 자유롭게 설정할 수 있는 방식이 유용하다.

본 발명에서는 상기 Case A-D까지 기지국이 전체 대역을 밴드로 분할하여 단말에게 설정하는 방식의 문제점을 개선하기 위해 단말마다 서로 다른 크기의 밴드를 설정하되, 시스템 입장에서는 동일한 크기의 서브밴드(sub-band)의 조합으로 상기 단말에서 설정한 밴드를 표현할 수 있는 방식을 고려한다. 또한 시스템 입장에서 분할한 서브밴드에서 기존 CA처럼 독립적인 스케줄링, Link Adaptation, MCS, HARQ 절차를 수행하지 않고 단말 입장에서 설정된 밴드에서 하나의 스케줄링, Link Adaptation, MCS, HARQ 절차를 수행하고자 한다.

물리계층 제어채널의 구조는 하나의 밴드에서 하나 또는 복수의 서브밴드에 Scalable한 구조로 설계되어야 한다. 이는 적어도 상기 밴드 내에서 서브밴드의 배수로 표현할 수 있는 대역을 가진 단말을 지원할 수 있음을 의미한다. 하지만 설정된 밴드보다 큰 대역을 가지는 단말은 그 밴드에서 지원할 필요가 없다. 서브밴드의 묶음인 밴드의 크기는 단말과 기지국 간 채널 특성, numerology, 제어 서브밴드의 크기, 최소 패킷 크기 중 적어도 하나에 의해 결정된다. 단말은 하나의 서비스에 대해 하나의 MAC 기능 집합(스케줄링, MCS, HARQ 등)을 수행한다.

기지국은 서브밴드에 대해 System Information (SI) 또는 RRC connection establishment 절차 중 하나의 방법으로 단말에게 설정한다. 서브밴드 설정은, RE (Resource Element, 즉, subcarrier spacing과 symbol로 이루어진 하나의 자원 단위)와 RE의 시간 및 주파수 영역에 대한 개수로 나타낼 수 있다. 시간 영역으로는 symbol 숫자로 표현이 가능하며 주파수 영역으로는 subcarrier spacing 숫자로 표현이 가능하다. 이 RE는 Numerology 종류에 따라 달라질 수 있으며, 기지국이 자원을 복수의 서로 다른 Numerology 영역으로 나눌 경우 각 영역에서 RE를 구성하는 subcarrier spacing과 symbol 길이는 달라질 수 있다. 따라서 복수의 Numerology 영역을 지원하는 경우에는 복수의 RE 형식을 단말에게 설정하여야 한다. 한편 하나의 서브밴드는 k개의 RE로 표현될 수 있다. 값 k는 Numerology 영역에 무관하게 하나의 값으로 (미리) 설정하거나, 또는 필요 시 Numerology 영역 별 값을 추가적인 SI 또는 RRC 메시지로 단말에게 설정할 수 있다. 서브밴드 정보가 설정된 단말에 대해, 기지국은 단말의 동작 (Operating) 대역, 즉 밴드를 IDLE 또는 CONNECTED mode 단말에 대해 서브밴드 기반으로 설정할 수 있다. 즉, 서브밴드 인덱스 및 개수로 밴드를 설정한다. 이 때 서브밴드는 각 크기가 동일하였지만, 밴드는 그 설정에 따라 크기가 상이할 수 있다.

한편 각 서브밴드는 네트워크 관점에서 구분되어 있는 단위이지만, 밴드는 단말 별로 설정될 수 있고 또한 그 영역이 네트워크 관점에서 겹칠 수 있다. 설정한 밴드에 추가적으로 제어 서브밴드 (Control subband)의 위치와 개수를 설정할 수 있다. 제어 서브밴드는 단말이 관찰하는 제어채널에서 DCI (Downlink Control Information, 하향 제어 정보)를 수신하는 자원을 나타낸다. 하나의 밴드에 대해 적어도 하나의 공통 제어 서브밴드와 단말 별 제어 서브밴드를 설정할 수 있다. 일반적인 단말 별 스케줄링을 위한 DL 할당 (Assignment) 또는 UL 허가 (Grant) 메시지는 단말 별 제어 서브밴드로 지시하며, 별도로 다른 밴드를 지칭하지 않으면 해당 밴드 내 설정된 단말 별 제어 서브밴드로 지시하는 DL 할당 및 UL 허가 메시지는 동일 밴드에 대한 데이터 송수신 지시로 받아 들인다. 즉, 단말 별 제어 서브밴드와 밴드 간 일대일 관계가 존재한다. 데이터 송신을 위한 자원 정보는 RB (Resource Block) 단위로 지시하는데, 이 때 첫 RB의 시작 지점은 밴드의 시작 지점과 일치하여야 한다. 기지국은 동일 밴드에 대한 지시의 경우 RB의 시작 지점과 개수로 할당된 자원을 알릴 수 있고, 다른 밴드에 대한 지시의 경우, RB 정보에 더하여 그 밴드를 지칭하는 인덱스 정보를 함께 알려주어야 한다. 따라서 기지국은 하나 이상의 밴드를 단말에게 설정하기 위해 밴드 별 인덱스 정보를 포함하여야 한다. 한편 상기 RB 정보는 우선 논리적으로 구분되어 있으며 실제 물리자원 은 연속적 또는 불연속적인 자원(RE)에 Mapping 될 수 있다.

이러한 본 발명에서 제안하는 시스템 구조에서 제공할 수 있는 기능을 다음과 같이 고려할 수 있다.

Configuration of control/RS/CSI report/HARQ feedback per band

Self-/cross-band scheduling

Band-aggregation to transmit single transport block

Cross-band HARQ retransmission

Band recovery

RRM measurement

C-DRX with adaptive BW

[Configuration of control/RS/CSI report/HARQ feedback per band]

기지국은 단말에게 밴드를 설정할 때 밴드의 범위(시작, 크기)를 기본 단위(RB 또는 서브밴드)의 배수로 표현하여 알려줄 수 있다. 단말은 밴드의 범위를 시스템 대역으로 이해한다. 따라서 서로 다른 범위의 밴드가 할당되더라도 동일한 수신 규칙에 따라 수신이 가능하도록 설계되어야 한다. 예를 들어 기지국이 송신하는 기준신호(RS) 또는 제어채널의 위치는 단말에게 설정한 밴드의 시작과 크기를 기준으로 송수신할 수 있도록 해야 한다. 또한 단말이 송신하는 CSI 보고, 또는 HARQ feedback의 위치 역시 단말에게 설정한 밴드의 시작과 크기를 기준으로 송수신할 수 있도록 해야 한다.

단말이 기본적으로 보고 있도록 (monitoring) 설정된 밴드를 primary band (p-band)라고 지칭하고, p-band 외 다른 자원 영역에서는 p-band에서 별도의 제어/설정이 내려지기 전에는 수행하지 않을 수 있다.

S-band는 p-band를 통한 설정에 따라 선택적으로 동작하며, p-band와 s-band는 실시 예에 따라 첫 번째 RF band 와 두 번째 RF band로 불리 울 수 있다. p-band에서는 하기와 같은 동작이 더 고려될 수 있다.

a) Monitor the UE common information (for RRC Connected UE's)

b) Monitor the common per-beam information in above 6GHz systems

c) Monitor dedicated search spaces for UE specific configurations and to get configurations for the 2nd RF BW (if needed)

d) Support RRM measurements (as will be discussed shortly, this is needed if the RRM BW is inside the 1st RF BW)

[Self-/cross-band scheduling]

기지국은 단말 별 설정한 p-band 내 제어서브밴드(control sub-band)를 통해 단말의 제어 채널 또는 데이터 채널에서의 송수신을 제어할 수 있다. 기지국은 self-band data scheduling 또는 cross-band data scheduling으로 DL(하향링크) 또는 UL(상향링크) 데이터 송수신 영역을 지시할 수 있다. 또한 기지국은 self-band control scheduling으로 동일 밴드 내 control sub-band의 위치/크기 변경을 지시할 수 있다. 또한 기지국은 cross-band control scheduling으로 다른 밴드 내 추가적인 control sub-band의 위치/크기를 지시할 수 있다. 상기 동일 또는 다른 밴드 내 control sub-band의 위치를 나타낼 때, 주파수 자원의 위치 뿐 아니라 시간 자원의 위치 (서브프레임, 슬롯, 미니슬롯, 심볼 등)을 더 나타낼 수 있다.

일반적으로 상향링크 스케줄링의 경우 미리 정해져 있는 지연값(예. 4 ms) 또는 별도의 지연값을 제어서브밴드를 통해 단말에게 지시할 수 있다. 본 발명에서 고려하는 시스템에서는 하향링크 스케줄링이더라도 대역폭의 변경이 필요할 수 있는 cross-band scheduling의 경우, 일반적으로 하향링크 제어채널(PDCCH)과 동일한 서브프레임에 데이터 송수신을 위한 하향링크 공유 채널(PDSCH)가 지시되는 데 반해, 시간적으로 다음에 오는 특정 서브프레임을 별도로 지시할 필요가 있다. 이는 급격하게 사용하는 대역의 위치가 변함에 따라 RF(Radio Frequency)와 BB(Baseband) 회로의 Retuning을 위한 프로세싱 시간이 소요되기 때문에, 기지국이 단말의 capability 보고에 실린 가용 대역 정보와 기지국의 제어 동작에 의해 단말의 사용 대역을 변경하는 정도를 고려하여, 기지국의 제어신호 이후 설정한 지연 시간 후에 하향링크 자원 송수신을 해야 하도록 지시하여야 한다. 상기 지연 시간은 매 제어신호에 포함되어 있거나, 단말의 capability negotiation 및 connection setup 절차 중에 적어도 하나 이상의 지연시간 값을 S-band 별로 미리 설정할 수 있다. 단말의 사용 대역이 부분적으로 겹쳐 있되, 대역폭만 바뀌는 경우에 비해 단말의 사용 대역이 완전히 바뀌는 경우의 지연이 더 크므로, 기지국은 이러한 상황을 고려하여 상기 지연시간을 매 제어신호로 보내거나, 2개 이상의 지연값에 대한 인덱스를 제어신호로 보내어 단말이 적절한 지연 후에 하향링크 수신 동작을 하도록 할 수 있다. 지연값이 0으로 설정되거나 설정되지 않으면 단말은 동일 TTI (Transmission Time Unit)에서 하향링크 데이터 수신을 하는 것으로 동작한다. 단말은 상기 지연 시간 값에 따른 밴드 전환에 실패하리라고 예상하거나, 실패하였을 때, 기지국의 하향링크 데이터 수신을 포기할 수 있다. 기지국 설정에 따라 단말은 데이터 수신을 포기한 전송 블록 (Transport Block) 또는 그 HARQ 프로세스 ID에 대한 피드백 정보에 포기 여부를 함께 보고할 수 있다.

한편 기지국은 한 단말에 대해 하향링크와 상향링크에 있어 서로 다른 대역(위치, 크기)을 갖는, 비대칭적인 p-band 설정을 할 수 있다. 하지만 p-band는 하향링크와 상향링크가 모두 지원되어야 주요 제어 기능이 원활하게 동작하므로, 설령 다른 대역이 할당되어 있다 하더라도 단말은 하나의 p-band로 이해한다.

[Band-aggregation to transmit single transport block]

일 실시 예에 따르면, 전력절감을 위해 기지국은 단말에게 가용 대역보다 작은 크기의 대역을 p-band로 설정하고, 대량의 데이터 송수신이 필요하면 더 큰 대역에 대해 설정한 secondary band (s-band)에서 cross-band scheduling으로 자원 송수신을 지시할 수 있다. 이 때, p-band와 s-band가 완전히 분리된 대역이라면 단말은 RF/BB retuning 을 위한 지연 (수백 us 수준) 후에야 해당 대역에 대한 신호 버퍼링이 가능하다. 따라서 동일한 서브프레임에서 제어채널과 데이터 채널로 동시에 신호를 송수신하기가 어려울 수 있다. 하지만 p-band가 s-band에 주파수 자원으로 보아 포함되어 있는 경우에는 RF/BB retuning을 위한 지연 (수 us 수준)이 작기 때문에, 동일한 서브프레임에서 동시에 제어채널과 데이터 채널을 송수신할 수 있다. 이 때, p-band의 물리계층 자원블록(PRB)와 s-band의 PRB에서 서로 다른 전송(transport) 블록을 보내게 되면 불가피하게 추가적인 자원할당(DCI에서)과 HARQ process가 필요하게 된다. 따라서 p-band와 s-band의 서로 다른 PRB를 묶어서 하나의 전송 블록을 보내는 방식이 고려될 수 있다. 이 방식은 설령 서로 다른 numerology가 각 band에서 적용되어 있더라도 묶어서 하나의 전송 블록을 보내는 것이 가능해야 한다. 기지국은 band aggregation을 지시하기 위해 다음과 같은 방법 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.

Aggregated band(band1+band2)를 추가적인 band3로 설정하여 새로운 band ID를 부여하고, DL 제어채널을 통해 전송하는 DCI(DL Control Indicator)에서 band3의 band ID로 단말이 band1과 band2에 대해 aggregation을 수행하도록 한다.

p-band (band1)의 DL 제어채널을 통해 전송하는 DCI로 aggregation할 band2를 band ID로 지시한다. Band2에 대한 DCI는 p-band 또는 band2에서 전송된다. 단말은 aggregation할 band ID 정보에 기반하여 p-band (band1)와 band2에 대해 aggregation을 수행한다.

[Cross-band HARQ retransmission]

일 실시예에 따르면, 하나의 밴드에서 송신 실패한 전송블록에 대해 다른 밴드에서 재전송할 수 있다. 하향링크의 경우 기지국은 self-/cross-band scheduling으로 구현에 따라 상기 서로 다른 밴드에서 재전송하는 동작이 가능하다. 하향링크에서 기지국의 판단에 따라 이러한 동작이 가능하지만, 단말의 상향링크 신호를 기반으로 어떤 밴드가 재전송에 적합한지 기지국의 판단에 도움이 될 수 있다. 예를 들어 기지국은 단말의 s-band에 신호송신을 위한 상향링크 자원을 주기적 또는 동적으로 할당할 수 있다. 단말은 p-band에서 수신한 기지국 신호의 품질 또는 수신한 데이터 채널의 품질/에러가 일정 이상으로 심각함을 판명하면, 할당된 s-band의 송신자원에서 상향링크 신호를 송신한다. 기지국은 단말의 상향링크 신호의 품질을 기반으로 s-band에서 재전송하는 동작을 지시할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 단말의 HARQ 피드백 신호에 재전송으로 사용할 수 있는 후보 s-band의 band ID를 함께 송신하여 기지국이 이러한 단말의 후보 band 보고를 기반으로 재전송 동작을 결정할 수 있다.

반면, 상향링크에서도 상기 하향링크와 유사한 방식을 적용할 수 있지만, 기지국의 기준 신호 또는 피드백 신호를 단말이 수신하고, 단말이 이에 대한 응답을 기지국에 알린 후에, 다시 기지국이 상향링크 자원할당 (UL grant)를 하기까지 상당한 지연이 요구된다. 이는 단말이 상향링크 신호를 보내기 위해 기지국으로부터 지시 받은 후 일정 지연이 필요하기 때문이다. 따라서 상향링크에서는 단말이 선제적으로 복수의 band에서 할당된 UL 자원을 통해 UL 신호(예. PRACH, SRS 등)를 송신하고 이를 기지국이 수신해 본 후, UL grant를 지시할 band를 결정할 수 있다.

상기 HARQ 절차에 있어서, 기지국과 단말은 HARQ process ID 외 band ID를 이용하여 DCI 또는 UCI내 제어 신호, HARQ 피드백 메시지를 송신함에 있어 특정 밴드에서의 HARQ process ID를 명확히 지칭할 수 있다. 만일 band ID 없이 이를 지시하려면 HARQ process ID를 밴드 수에 비례하여 많이 할당하거나, 밴드 간 동일한 HARQ process ID를 사용하지 못하도록 제약하여야 한다. 하지만 cross-band HARQ retransmission 등 동작을 고려하면 HARQ process ID를 밴드 간에 제약하는 것은 추가적인 성능 확보에 어려움을 준다.

단말의 HARQ 피드백을 위한 UCI 전송을 위한 상향링크 제어채널(PUCCH)는 기본적으로 p-band를 통해 RRC 메시지로 할당되나, 본 발명에서는 추가적으로 기지국의 설정에 따라 동적으로 a) p-band의 control sub-band를 통해 s-band에 PUCCH를 할당하거나, b) p-band에서 s-band에 속한 control sub-band를 설정하고 그 control sub-band를 통해 동일 s-band에 PUCCH를 할당한다; 중 적어도 하나에 따라 동작한다. 단말은 s-band에 PUSCH로 자원이 할당된 경우 UCI를 piggyback 하여 송신할 수 있다.

[Band recovery]

기지국은 p-band 내 primary control sub-band (PCS) 로, 또는 PCS를 통해 설정한 데이터 자원으로, SRB (Signaling Radio Bearer) 전송을 할 것임을 단말에게 설정하여 동작한다. SRB를 통해 RRC (Radio Resource Control) 메시지나 NAS (Non-access Stratum) 메시지를 송수신할 수 있다. 예로, Paging 메시지는 MME로부터 NAS 메시지를 통해 단말에게 전달된다. 기지국은 p/s-band 내 secondary control sub-band (SCS)로, 또는 SCS를 통해 설정한 데이터 자원으로 DRB (Signaling Radio Bearer) 전송을 할 것임을 단말에게 설정하여 동작한다. PCS 또는 p-band는 단말이 초기 접속 과정에서 공통으로 동작하는 제어 자원 또는 그 대역(즉, Access 대역)과 동일하도록 운영될 수 있다. 일례로, paging 메시지의 경우 단말의 상태에 따라 동작 시나리오가 다를 수 있다. Idle mode UE의 경우 동기신호 및 PBCH(PHY Broadcast Channel)에서 얻을 수 있는 정해진 자원에서 paging을 수신하거나, SI (System Information)로부터 수신하는 paging 자원에서 수신할 수 있다. Inactive mode UE (connected state에서 전력절감을 위해 UE context를 기지국(RAN)이 유지한 채로 일부 connected 동작을 생략하는 상태)의 경우, connected state에서 RRC 메시지로 설정받은 paging 자원 및 paging 동작에 따라 paging 수신 절차를 수행한다. 한편 connected state에서 설정받은 paging 자원은 상기 Access 대역과 다를 수 있다.

한편, connected mode UE의 경우, 하향링크 공유채널로 수신하는 SI이거나 paging 메시지를 p-band에서 수신하는 동작이 고려되어야 한다. Connected mode UE가 paging을 받는 경우는 다른 서비스/slice에 해당하는 paging 메시지일 수 있다. 단말은 시스템 전체 대역 중 설정 받은 밴드에 해당하는 일부 대역만 볼 수 있기 때문에, 기지국은 상위계층으로부터 내려온 Common Signal 예를 들어 SI 메시지를 서로 다른 대역을 보는 서로 다른 단말을 위해 나눠서 보내주어야 하는 부담이 있다.

도 6는 기지국이 이를 테면 SI 정보를 셋으로 복사하여 세 단말(UE1/2/3)에게 별도의 제어채널로 송신하는 동작을 보여주고 있다. Paging 메시지라면 기지국은 Paging 메시지를 해석하여 밴드에 포함된 단말들에 대해 밴드 별 Paging 메시지를 생성하여 송신해야 하는 추가적인 노력이 필요하다.

일반적인 Paging 설정에 따르면 Paging 송신 기회는 시스템 프레임 넘버(System Frame Number - SFN) 및 서브프레임 인덱스에 따라 결정된다. Idle mode 단말은 MME (Mobility Management Entity)로부터 Paging 송신 기회를 설정하여 여러 기지국을 거쳐 가더라도 상기 설정된 Paging 송신 기회에 해당하는 프레임 및 서브프레임에서 하향링크 제어채널(PDCCH)를 관찰하여 P-RNTI로 구분되는 자원으로 paging 메시지를 수신한다. 좀 더 상세하게는 단말은 시스템 프레임 0을 기준으로 몇 번째 프레임(Paging 프레임)의 몇 번째 서브프레임(Paging Occasion)을 첫 Paging 기회로 설정하고, 프레임 단위로 표현하는 DRX cycle 마다 Paging 기회가 반복되는 것으로 설정한다. Paging 설정에 있어 Paging 프레임 넘버, Paging occasion 는 단말에게 직접 그 값이 설정될 수도 있지만, Paging 프레임 넘버의 경우 다른 변수(DRX cycle, DRX cycle 내 Paging 프레임의 수, DRX cycle 내 Paging Occasion의 수, 단말 ID)로부터 계산되거나, Paging occasion의 경우 다른 변수(DRX cycle 내 Paging 프레임의 수, DRX cycle 내 Paging Occasion의 수, 단말 ID, Paging 프레임 내 서브프레임의 수)로부터 계산될 수 있다.

한편 상기 Paging 설정을 위한 상세한 수식은 아래 규격 문서의 일부를 참조한다.

One Paging Frame (PF) is one Radio Frame, which may contain one or multiple Paging Occasion(s). When DRX is used the UE needs only to monitor one PO per DRX cycle.

One Paging Narrowband (PNB) is one narrowband, on which the UE performs the paging message reception.

PF, PO, and PNB are determined by following formulae using the DRX parameters provided in System Information:

PF is given by following equation:

SFN mod T= (T div N)*(UE_ID mod N)

Index i_s pointing to PO from subframe pattern defined in 7.2 will be derived from following calculation:

i_s = floor(UE_ID/N) mod Ns

If P-RNTI is monitored on MPDCCH, the PNB is determined by the following equation:

PNB = floor(UE_ID/(N*Ns)) mod Nn

System Information DRX parameters stored in the UE shall be updated locally in the UE whenever the DRX parameter values are changed in SI. If the UE has no IMSI, for instance when making an emergency call without USIM, the UE shall use as default identity UE_ID = 0 in the PF, i_s, and PNB formulas above.

The following Parameters are used for the calculation of the PF, i_s, and PNB:

- T: DRX cycle of the UE. Except for NB-IoT, if a UE specific extended DRX value of 512 radio frames is configured by upper layers according to 7.3, T =512. Otherwise, T is determined by the shortest of the UE specific DRX value, if allocated by upper layers, and a default DRX value broadcast in system information. If UE specific DRX is not configured by upper layers, the default value is applied. UE specific DRX is not applicable for NB-IoT.

- nB: 4T, 2T, T, T/2, T/4, T/8, T/16, T/32, T/64, T/128, and T/256, and for NB-IoT also T/512, and T/1024.

- N: min(T,nB)

- Ns: max(1,nB/T)

- Nn　: number of paging narrowbands provided in system information

- UE_ID:

IMSI mod 1024, if P-RNTI is monitored on PDCCH.

IMSI mod 4096, if P-RNTI is monitored on NPDCCH.

IMSI mod 16384, if P-RNTI is monitored on MPDCCH.

상기 DRX cycle은 NAS 가 단말 별로 설정하는 값과 기지국 공통 설정 값이 있으며 둘 다 설정된 경우 작은 값이 사용된다. 하지만, 본 발명에서 하나의 서브프레임 (또는 슬롯) 내 복수의 Common Signaling 자원이 설정될 수 있으므로, MME의 paging 설정 방법이 이를 고려하여 Common Signaling 자원을 구분할 수 있다면, 상기 하나의 Common Signal을 복수의 Common Signaling 자원에 복사함으로 발생하는 낭비를 막을 수 있다. 밴드 내 Common Signaling 자원이 하나 뿐이라면 밴드 인덱스와 Common Signaling 자원 인덱스가 동일하게 사용될 수 있다. 밴드 내 Common Signaling 자원이 복수로 할당되는 경우에는 Common Signaling 자원 인덱스를 사용하며 이를 위해 RRC 메시지로 Common Signaling 자원을 특정 밴드에 대해 할당할 때 추가적인 Common Signaling 자원 인덱스를 설정하여야 한다.

상기 Common Signaling 메시지의 낭비를 줄이기 위한 한 방법 (1)에 따르면, Paging 설정에 기존 시스템 프레임 넘버, 서브프레임, DRX cycle 정보 또는 그러한 정보를 얻기 위한 다른 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 기반으로 공통 밴드 인덱스를 계산할 수 있다. 일례로, 단말 ID를 기지국이 설정한 Common Signaling 자원의 수(Ncs)로 Modular 연산을 취해 그 중 하나의 Common Signaling 자원을 특정할 수 있다. 단말 ID는 IMSI 또는 IMSI로부터 도출한 어떤 값일 수 있다. 또 다른 일례로, DRX cycle, DRX cycle 내 Paging 프레임의 수, DRX cycle 내 Paging Occasion의 수, 단말 ID, Paging 프레임 내 서브프레임의 수 중 적어도 하나 이상의 값과 공통 밴드/Common Signaling 자원의 수를 함수의 입력으로 하는 함수의 출력값을 기반으로 밴드/Common Signaling 자원 인덱스를 계산할 수 있다.

다른 방법 (2)에 따르면, 기존 index pointing 수식에 필요한 두 변수 Ns와 i_s 중, i_s에 대한 수식

i_s = floor(UE_ID/N) mod Ns 를 변경하여 i_s = (floor(UE_ID/N) mod Ns) mod Ncs 수식 또는, i_s = floor(UE_ID/(N*Ns)) mod Ncs 수식을 사용한다.

예를 들어 기지국과 단말은 미리 주어진 아래 표를 이용하여 Paging Occasion(PO)을 계산한다. Ns가 1이고 i_s가 0이면 PO는 9이기 때문에, 9번째 서브프레임에서 Paging을 수신한다.

Ns	PO when i_s=0	PO when i_s=1	PO when i_s=2	PO when i_s=3
1	9	N/A	N/A	N/A
2	4	9	N/A	N/A
4	0	4	5	9

또 다른 방법 (3)에 따르면, RRC connection 상태에서 RRC 메시지로 공통 밴드 또는 Common Signaling 자원을 설정 받는다. 새로 Camping한 기지국에서 공통 밴드 또는 Common Signaling 자원을 설정받지 못한 Idle mode 단말은 우선 Random Access 절차를 수행하여 RRC 메시지를 통해 상기 Common Signaling 자원을 설정받아야 한다.

도 7은 기존 LTE와 같이 모든 단말이 하나의 공통 신호를 수신할 수 있도록 하기 위해 공통 밴드 (common band)를 설정하고 기지국은 언제 단말이 이 공통 밴드를 수신할지 설정하는 동작을 RRC 메시지로 미리 설정할 수 있다. 기지국은 a) 특정 시점에서 반드시 단말이 공통 밴드를 수신하도록 설정하거나, b) 특정 시점에서 기회만 주고 단말이 동작하고 있는 밴드의 상황에 따라 공통 밴드 수신 여부를 판단하도록 설정하거나, c) 특정 시점에서 기회만 주고 단말이 동작하고 있는 밴드에서 지시된 동작이 없는 경우에만 공통 밴드를 수신하도록 설정; 중 적어도 하나에 따라 단말이 동작하도록 설정할 수 있다. 일 실시 예에서는 상기 a),b),c) 방법 중 적어도 둘 이상의 방법을 구분하여 설정할 수 있다.

도 8에 따르면, 도 6에서와 같이 공통 신호를 복사/분할하여 다수의 밴드로 나눠 보내야 하는 단점을 완화하기 위해, 하나의 control sub-band를 복수의 밴드에서 공유하는 구조를 제안한다. 이 방식은 도 7과 같이 효율적이지는 않지만, 동적으로 밴드 간 공유 control sub-band를 제어하여 그 비효율을 최소화 할 수 있다.

도 9에 따르면, 도 7에서 공통 밴드에 대한 수신 여부를 RRC 메시지와 특정 조건에 따라 결정하는 방식과 달리, 각 단말에 설정된 밴드를 통해 동적으로 공통 밴드 수신 여부를 기지국이 단말에게 지시할 수 있다. 다만, L1 신호의 단순화를 위해 공통 밴드와 그 제어 서브밴드의 위치/크기는 RRC 메시지로 미리 설정할 수 있다. 단말을 다시 개별(dedicated) 밴드로 돌려보내기 위해서 기지국은 a) 공통 밴드에서 복귀 indication을 송신하거나, b) 미리 설정된 타이머 만료 후 복귀하거나, c) 공통 밴드에서 목표한 동작 (예. SI 또는 paging 수신) 후 복귀하거나, d) 공통 밴드에서 p-band change 제어 신호를 수신하여 지정한 band를 p-band로 설정하고 이동하거나; 중 적어도 하나에 따라 동작할 수 있다.

상기 기술한 다양한 방법을 운용하기 위해, 도 10과 같은 다양한 밴드 및 control sub-band 할당 방식이 지원되어야 한다.

한편 단말은 기지국의 신호 세기/품질의 저하에 따라 핸드오버 또는 band recovery 절차를 수행할 수 있다. 핸드오버는 서빙 기지국(serving cell) 신호 세기/품질 저하에 대응하여 서빙 기지국의 결정에 따라 목표 기지국 (target cell)으로 RRC connection reconfiguration을 수행하는 절차이다. 반면 본 발명에서 제안하는 band recovery는 서빙 기지국과 단말의 연결은 유지하면서 p-band를 재설정하는 절차이다. 단말은 각 절차 별 다른 값으로 설정된 타이머, 파라미터, 가중치에 따라 핸드오버와 band recovery 중 어느 한쪽을 더 중시하여 동작할 수 있다. 예를 들어 sub 6 GHz 면허대역에서는 핸드오버를 중시할 수 있으며, above 6GHz 대역에서는 band recovery를 중시할 수 있다. 또한 LBT 규제가 적용되는 비면허대역에서는 band recovery를 중시할 수 있다. 한 실시예에 따르면 기지국의 설정이 아니라 동작 주파수에 따라 단말이 가중치를 변경할 수 있다.

아래는 기존 RLF 조건을 band에 적용 시에 대한 분석 내용이다.

Conditions of conventional RLF detection

Out-of-sync (T310 expires upon N310 of consecutive OOC indication from L1)

→ Not applicable to band except the case that p-band is overlapped to common band

RA failure (RA problem indication when running T300/301/304/311)

→ Applicable if RACH is configured via p-band

RLC indication (reaching maximum # of retransmission of UL)

→ Not applicable to band, but applicable to cell

HO failure (target cell indication, incomplete HO, HO timer expires)

→ Not directly related to band

Note: If one of 4 conditions is met, RLF is triggered

TE Timers	Function at Start/Stop/Expiry
T300	>>Starts at the RRC connection REQ transmit　 >>Stops at the Receipt of RRC connection setup or reject message OR at the cell reselection time OR upon abortion of connection establishment by Higher layers (L2/L3). >>At the expiry performs the actions
T301	>>Starts at the RRC Connection Re-establishment REQUEST >>Stops at the Receipt of RRC Connection Re-establishment OR RRC Connection Re-Establishment REJECT message OR When selected cell becomes unsuitable to continue further >>At expiry, it Go to RRC_IDLE mode
T303	>>Starts when access is barred while performing RRC CONNECTION ESTABLISHMENT for MO(Mobile Originating) calls >>Stops while entering RRC_CONNECTED and upon cell re-selection mode >>At expiry, Informs higher layers about barring alleviation
T304	>>Starts at the Receipt of RRC CONNECTION RECONFIGURATION message along with Mobility Control Info OR at the receipt of mobility from EUTRA command message including CELL CHANGE ORDER >>Stops at the successful completion of HANDOVER to EUTRA or CELL CHANGE ORDER is met >>At expiry, it performs action based on need. 1. In the case of CELL CHANGE ORDER from E-UTRA OR intra E-UTRA handover, initiate the RRC connection re-establishment procedure. 2. In case of HANDOVER to E-UTRA, perform the actions defined as per the specifications applicable for the source RAT.

TE Timers	Function at Start/Stop/Expiry
T305	>>starts when access is barred while performing RRC CONNECTION ESTABLISHMENT for MO signaling >>Stops when entering RRC_CONNECTED and when UE does cell re-selection >> At expiry, Informs higher layers about barring alleviation
T310	>>Starts when UE detects PHY layer related problems (when it receives N310 consecutive out-of-sync INDs from lower layers) >>Stops 1. When UE receives N311 consecutive in-sync INDs from lower layers/ 2. Upon triggering the HANDOVER procedure 3. Upon initiating the CONNECTION RE-ESTABLISHMENT procedure >> At expiry, if security is not activated it goes to RRC IDLE else it initiates the CONNECTION RE-ESTABLISHMENT Procedure
T311	>>Starts while initiating RRC CONNECTION RE-ESTABLISHMENT procedure >>stops upon selection of suitable E-UTRA cell OR a cell using another RAT >>At expiry it enters RRC IDLE state
T320	>> Starts upon receipt of t320 or upon cell re- selection to E-UTRA from another RAT with validity time configured for dedicated priorities (in which case the remaining validity time is applied). >>Stops upon entering RRC_CONNECTED state, when PLMN selection is performed on request by NAS OR upon cell re-selection to another RAT >> At expiry, it discards the cell re-selection priority info provided by dedicated signaling

TE Timers

Function at Start/Stop/Expiry

T321

>>starts upon receipt of　measConfig 　including a　reportConfig 　with the purpose set to　reportCGI >> Stops at either of following cases: 1. Upon acquiring the information needed to set all fields of　globalCellId　for the requested cell 2. upon receipt of　measConfig　that includes removal of the　 reportConfig　with the purpose set to　reportCGI >> At expiry initiates the measurement reporting procedure, stop performing the related measurements and remove the corresponding　measID

상기 분석에 따르면, RLC indication을 제외한 다른 조건들(OOC, RA failure, HO failure)는 band에 적용 시 활용 가능성이 적다. RLC indication 조건의 경우, 단말이 p-band에 대한 연결 성능의 악화로 SRB를 통한 제어가 불가할지라도 서빙 기지국과의 연결은 해지되지 않은 상태이므로, p-band에 대한 recovery timer가 만료되기 전까지 집계한 RLC 패킷 재전송 횟수의 총합이 최대 재전송 횟수를 넘는지를 기준으로 서빙 기지국에 대한 RLF를 결정하여야 한다.

한편, p-band recovery timer는 p-band에 대한 failure 판단 이후 발동하며, p-band 복구가 이 timer 만료 시 까지 완료되지 않으면 서빙 기지국에 대한 RLF로 판정한다. Band recovery 과정은 주로 p-band에 적용되지만, 실시예에 따라 common band나 s-band에도 적용될 수 있다. 다음의 4가지의 band recovery 절차가 가능하다.

Case 1: gNB-triggered, Case 2: UE-triggered,

Case 3: gNB/UE-triggered & UL-based recovery, Case 4: gNB/UE-triggered & DL-based recovery

도 11은 Case 1에 따른 기지국 (1st node)와 단말 (2nd node)의 동작 흐름도를 나타낸다. 이 방식은 단말의 measurement report에 근거하여 기지국이 다른 band를 p-band로 재설정하는 동작에 따른다.

도 12은 Case 2에 따른 기지국 (1st node)와 단말 (2nd node)의 동작 흐름도를 나타낸다. 이 방식은 기지국 신호 품질의 이상을 감지한 단말에 의해 미리 할당된 UL 자원으로 옮겨갈 후보 band를 기지국에 알리고 그에 따라 기지국이 p-band를 재설정하는 절차에 따른다.

도 13은 Case 3에 따른 기지국 (1st node)와 단말 (2nd node)의 동작 흐름도를 나타낸다. 이 방식은 기지국과 단말이 모두 신호 품질 이상을 감지하여 그에 따라 일정 타이머 만료 전에 기지국의 probing 신호 및 이에 응답하는 단말의 신호에 따라 새로운 band를 p-band로 재설정하는 절차에 따른다.

도 14는 Case 4에 따른 기지국 (1st node)와 단말 (2nd node)의 동작 흐름도를 나타낸다. 이 방식은 기지국과 단말이 모두 신호 품질 이상을 감지하여 그에 따라 일정 타이머 만료 전에 단말의 measurement report에 따라 따라 새로운 band를 p-band로 재설정하는 절차에 따른다.

한편 특정 band에서 신호 품질을 판단하기 위해 아래와 같은 4가지 옵션이 고려될 수 있다.

Option 1: P-band

Option 2: P-band and common band for initial access

Option 3: P-band and S-band(s)

Option 4: P-band, S-band(s) and common band for initial access

[RRM measurement]

단말은 작은 용량의 데이터 서비스를 받고 있어도 항상 DL 제어채널을 monitoring하고 있어야 한다. 따라서 monitoring 하는 대역이 크면, 작은 데이터 서비스 중에도 많은 전력소모가 일어난다. 단말은 서빙 기지국으로부터 전력소모 등을 목적으로 작은 크기의 monitoring 자원을 설정받아 그 자원에서 DL 제어채널을 수신할 수 있다. 본 발명에서는 이러한 동작을 위해 band scheduling 기법을 설명하였다. 하지만, 서빙 기지국에서 제한적인 BW(대역)로 수신동작을 수행한다고 하더라도, connected mode UE의 경우 이웃 셀의 RRM (Radio Resource Management) measurement 동작을 수행하기 위해, 전 대역을 관찰해야 할 수 있다. 한편 서빙 기지국에 대한 measurement는 다음과 같은 방식 중 적어도 하나로 동작할 수 있다.

OptA (L1):

OptA-1: control subband embeds RS location

OptA-2: control subband indicates another control subband in the same or upcoming subframe

OptA-3: control subband indicates additional RS location in the same or upcoming subframe

OptB (RRC):

OptB-1: control subband and RS location is indicated separately in RRC message

OptB-2: control subband and RS location is indicated together in RRC message

도 15에 따르면, 단말은 서빙 기지국(gNB1)은 부분적인 대역에서 제어채널을 수신하지만 이웃 기지국(gNB2)에 대한 RRM measurement를 위해, 즉 동기(sync, PBCH) 및 기준신호(RS)를 수신하기 위해 넓은 대역을 관찰한다. 이는 단말의 높은 전력 소모를 가져온다.

도 16은 동일한 대역이 서빙 기지국과 이웃 기지국에 할당되어 있을 때, 수 us의 전환 지연이 소요됨을 보여준다.

도 17은 겹쳐지 않는 대역이 서빙 기지국과 이웃 기지국에 각각 할당되어 있을 때, 수백 us의 전환 지연이 소요됨을 보여준다. 이는 결과적으로 1 ms 단위로 동작하는 서브프레임의 경우 1 ms 지연이 절차에 있어 고려되어야 함을 보여준다.

도 18은 부분적으로 겹치는 대역이 서빙 기지국과 이웃 기지국에 각각 할당되어 있을 때, 수~수십 us의 전환 지연이 소요됨을 보여준다.

본 발명에서는 이웃 기지국에 대한 RRM measurement를 위해 별도의 밴드를 기지국이 단말에게 설정하는 방법을 고려한다. 단말은 다음의 방법 중 적어도 하나에 따라 측정용 밴드를 설정 받을 수 있다.

Option A: 서빙 기지국이 이웃 기지국으로부터 수신한 정보에 기반하여 연결된 단말에게 측정용 밴드를 설정한다. 서빙 기지국은 측정용 밴드의 위치/크기 정보와 함께 측정 대상의 ID (예. cell ID, TRP(TxRxPoint) ID)를 단말에게 알려준다. 서브밴드 및 밴드의 구성은 서빙 기지국과 이웃 기지국이 다를 수 있으나, 서빙 기지국은 최대한 이웃 기지국의 신호를 수신할 수 있는 영역에 들어가도록 단말을 제어한다. 단말은 이웃 기지국의 동기신호 및 PBCH 수신에 성공하여 이웃 기지국이 사용하는 numerology 정보를 기반으로 이웃 기지국의 정확한 RS 위치를 다시 계산한다. 단말은 파악한 RS위치에서 measurement를 수행한다.

Option B: 단말은 이웃 기지국의 동기신호 및 PBCH 수신에 성공하여 SI에 포함된 단말의 BW capability에 따른 RS 위치를 파악하고 해당 RS에서 measurement를 수행한다.

Option C: 단말은 이웃 기지국에 초기 접속 절차를 수행하여 단말의 capability 정보를 보고하고 기지국의 응답 메시지를 수신하여 그 메시지에 포함된 RS 위치에서 measurement를 수행한다.

한편 서빙 기지국은 단말에게 서빙 기지국의 제어채널과 이웃 기지국의 RS를 수신하기 위한 자원 영역을 별도로 설정할 수 있거나, 통합하여 설정할 수 있다. 통합하여 하나의 자원 영역으로 설정한 경우에, 단말은 제어채널 수신 동작과 이웃 기지국 측정 동작을 TDM 또는 FDM 방식으로 분리하여 수행하여야 한다. TDM의 경우, 서빙 기지국은 measurement gap을 할당해 줄 수 있다. 기지국은 a) 특정 시점에서 반드시 단말이 이웃 기지국 신호를 수신하도록 설정하거나, b) 특정 시점에서 기회만 주고 단말의 서빙 기지국에 대한 동작 상황에 따라 이웃 기지국 신호 수신 여부를 판단하도록 설정하거나, c) 특정 시점에서 기회만 주고 그 기회에서 서빙 기지국에 대해 지시된 동작이 없는 경우에만 이웃 기지국 신호를 수신하도록 설정; 중 적어도 하나에 따라 동작할 수 있다.

한편 서빙 기지국과 이웃 기지국 과의 monitoring 대역의 관계에 따라 다음과 같은 내용을 더 고려할 수 있다.

Case A: aligned across cells

Measurement gap for intra-carrier is not configured

Including the minimum BW for sync/PBCH/(paging)

Case B: non-aligned across cells (Measurement gap for intra-carrier is configured)

Option 1: maintaining the common BW in the partial BW across cells

Option 2: flexible configuration for the partial BW

Case C: Partially overlapped across cells

Measurement gap for specific target is configured

도 19는 5G 통신 시스템에서 지향하는 유연한 BW 시스템의 운용을 보여주고 있다. 유연한 BW 시스템은 Access BW, Idle mode BW, Connected mode BW의 3 가지 BW와 그 전환을 통해 이루어진다.

Access BW는 단말이 Cell selection, SI 획득, Random Access 등 초기 접속 (Initial Access) 절차를 수행하기 위해 사용하는 최소한의 BW를 의미한다. Access BW는 기본적으로 캐리어 주파수에 따라 미리 결정된다. 하지만 다른 RAT (Radio Access Technology)를 Anchor로 하여 접속하는 시나리오에서는 단말이 Anchor 기지국을 통해 Access BW 정보 또는 Access BW를 획득하기 위한 정보를 받을 수 있다. Access BW는 본 발명에서 예시하는 서브밴드와 밴드로 구성되어 SI 또는 RRC 메시지로 기지국이 단말에 설정할 수 있다. 기본 하향링크 제어채널의 위치는 제어 서브밴드 및 Symbol 수로 설정한다. 또한 기본 하향링크 데이터채널의 위치는 제어 서브밴드에 상응하는 밴드로 설정한다. 기본 하향링크 데이터 채널로 L2 계층의 기본 DL-SCH (하향링크 공유채널)이 설정 된다.

Idle mode BW는 단말이 추가적인 SI 획득, Paging, Random Access 등의 절차를 수행하기 위해 설정된 BW를 의미한다. 본 발명에서 제안했듯이, Idle mode BW는 Access BW와 같을 수도 있지만, 광대역의 충분한 사용률 향상을 위하여 Access BW와 다른 BW로 설정할 수 있다. 설정방법은 SI가 일반적이나, 경우에 따라 RRC 메시지로 설정 될 수 있다. 즉, Connection 상태에서 Idle mode BW을 미리 설정하거나, Idle mode BW를 결정하기 위한 정보 (예. 기지국의 밴드 수, 밴드/서브밴드 구성, Common Signaling 자원 수 등)를 획득할 수 있다.

Connected mode BW는 제어/데이터 채널의 구성을 위해 단말에 설정된 BW를 의미한다. 제어 서브밴드 및 밴드 정보는 RRC 메시지로 설정 된다. Access BW 획득에 의해 결정된 기본 하향링크 제어/데이터 채널 및 기본 DL-SCH에 더하여, 추가적인 하향링크 제어/데이터 채널 및 DL-SCH가 설정될 수 있다. 단말은 Paging indication을 받거나 UL data가 발생하면 Random Access 절차를 통해 Connected mode BW에 대한 설정을 받는다. 단말은 Connected mode로 전환하여 Connected mode BW에 설정된 제어/데이터 채널에 따라 동작한다.

한편, RRM measurement를 위하여 동기신호(SS)와 CSI-RS가 고려될 수 있는데, 동기신호는 Access BW 내에서 송수신되고, CSI-RS는 그 특성에 따라 Cell-specific 인 경우 Idle mode BW 또는 Connected mode BW 내에서 송수신되고, UE-specific 인 경우 Connected mode BW 내에서 송수신된다. 기지국은 여러 가지 단말 별 상황에 따라 이러한 BW를 운용한다. 상황 1에 따르면, 단말은 Access BW 내 동기신호를 RRM measurement를 위한 RS로 설정 되어 측정을 수행한다. 또한 단말은 Idle mode BW에 대한 별도의 설정이 없다면 Idle mode BW가 Access BW와 동일하다고 가정하여 동작한다. 즉, SS에 대한 측정 결과에 따라 Cell (re-)selection 등 Idle mode 동작을 수행한다. 상황 2에 따르면, 단말은 SI를 통해 Access BW을 포함하지만 대역폭이 더 큰 Idle mode BW를 설정 받는다. 이와 함께, Idle mode BW에 대한 Cell-specific CSI-RS 를 설정 받는다. 단말은 측정 설정에 따라 Cell-specific CSI-RS 에 대해 측정하고 그 결과를 기반으로 Cell (re-)selection 등 Idle mode 동작을 수행한다. 단말은 Cell-specific CSR-RS를 사용하지 않은 기지국에 대해서는 SS를 측정하므로, 성능 지표 간 오차를 보정하기 위한 offset 값을 반영하여 동작한다. 어떤 측정 설정에 따르면 단말은 SS와 Cell-specific CSI-RS 결과에 대한 대표값을 기반으로 동작할 수 있다. 상황 3에 따르면, 단말은 SI를 통해 Access BW을 포함하지 않는 Idle mode BW를 설정 받는다. 이와 함께, Idle mode BW에 대한 Cell-specific CSI-RS 를 설정 받는다. 단말은 측정 설정에 따라 Cell-specific CSI-RS 에 대해 측정하고 그 결과를 기반으로 Cell (re-)selection 동작 등 Idle mode 동작을 수행한다. 단말은 Cell-specific CSI-RS를 사용하지 않은 기지국에 대해서는 SS를 측정하므로, 성능 지표 간 오차를 보정하기 위한 offset 값을 반영하여 동작한다. 이 때 이웃 기지국은 Access BW에서 SS를 송신하고, 단말은 서빙 기지국이 설정한 Access BW와 다른 Idle mode BW를 모니터링 하므로, 기지국은 단말에게 RF re-tuning을 하여 이웃 기지국의 Access BW를 모니터링하도록 Measurement Gap 또는 Measurement Resource를 설정하여야 한다. 단말은 설정된 Gap 또는 Resource에서 이웃 기지국의 SS를 측정하고 오차 보정용 offset 값을 반영하여 cell (re-)selection 등 Idle mode 동작을 수행한다. 상황 4에 따르면, 단말은 RRC 메시지를 통해 Access BW 또는 Idle mode BW를 포함하지만 대역폭이 같거나 더 큰 Connected mode BW를 설정 받는다. 이와 함께, Connected mode BW에 대한 cell/UE-specific CSI-RS 를 설정 받는다. 단말은 측정 설정에 따라 Cell/UE-specific CSI-RS 에 대해 측정하고 그 결과를 기반으로 RRM measurement 및 보고 등 Connected mode 동작을 수행한다. 단말은 UE-specific CSI-RS을 최우선으로 하여, cell-specific CSI-RS, SS의 순서로 우선순위를 두어 측정한다. 단말은 측정한 RS의 종류 별로 분리하여 measurement 결과를 보고한다. 상황 5에 따르면, 단말은 RRC 메시지를 통해 Access BW 또는 Idle mode BW를 포함하지 않거나 일부 겹쳐 있는 Connected mode BW를 설정 받는다. 이와 함께, Connected mode BW에 대한 cell/UE-specific CSI-RS 를 설정 받는다. 단말은 측정 설정에 따라 Cell/UE-specific CSI-RS 에 대해 측정하고 그 결과를 기반으로 RRM measurement 및 보고 등 Connected mode 동작을 수행한다. 단말은 측정한 RS의 종류 별로 분리하여 measurement 결과를 보고한다. 단말은 Cell/UE-specific CSI-RS를 사용하지 않은 기지국에 대해서는 SS를 측정하므로, 성능 지표 간 오차를 보정하기 위한 offset 값을 반영하여 동작한다. 이 때 이웃 기지국은 Access BW에서 SS를 송신하고, 단말은 서빙 기지국이 설정한 Access/Idle mode BW와 다른 Connected mode BW를 모니터링 하므로, 기지국은 단말에게 RF re-tuning을 하여 이웃 기지국의 Access/Idle mode BW를 모니터링하도록 Measurement Gap 또는 Measurement Resource를 설정하여야 한다. 단말은 설정된 Gap 또는 Resource에서 이웃 기지국의 SS를 측정하고 오차 보정용 offset 값을 반영하여 RRM measurement 및 보고 등 Connected mode 동작을 수행한다.

도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말 장치의 구성을 예시하는 도면이다.

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

상기 도 1 내지 도 20이 예시하는 단말의 구성도, 제어/데이터 신호 송신 방법의 예시도, 단말의 동작 절차 예시도, 단말 장치의 구성도들은 본 개시의 권리범위를 한정하기 위한 의도가 없음을 유의하여야 한다. 즉, 상기 도 1 내지 도 20에 기재된 모든 구성부, 엔터티, 또는 동작의 단계가 개시의 실시를 위한 필수구성요소인 것으로 해석되어서는 안되며, 일부 구성요소 만을 포함하여도 개시의 본질을 해치지 않는 범위 내에서 구현될 수 있다.

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

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

한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (1)

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

Images