KR20180135851A

KR20180135851A - 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 보고하기 위한 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: KR20180135851A
Application number: KR1020187013372A
Authority: KR
Inventors: 강지원; 박해욱; 김형태; 박종현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2018-12-21
Also published as: EP3618321A4; EP3618321A1; US20210050895A1; KR102385358B1; KR20190136036A; US11190254B2; CN110574314A; KR102039640B1; WO2018199704A1; CN110574314B; EP3618321B1

Abstract

본 명세서는 무선 통신 시스템에서 CSI를 보고하는 방법을 제공한다.
본 명세서에서, 단말에 의해 수행되는 채널 상태 정보(channel state information, CSI)를 보고(report)하는 방법은, CSI 피드백 타입(feedback type)에 따라 상기 CSI를 보고하기 위한 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 포맷(format) 타입을 결정하는 단계, 상기 PUCCH 포맷 타입은 short PUCCH 또는 long PUCCH이며; 및 상기 결정된 PUCCH 포맷 타입을 통해 상기 CSI를 기지국으로 보고(report)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 보고하기 위한 방법 및 이를 위한 장치

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 채널 상태 정보(channel state information, CSI)를 보고하는 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 CSI 피드백 타입, CSI 피드백 정보량 등을 고려하여 CSI 피드백을 short PUCCH 또는 long PUCCH를 통해 전송하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 명세서는 short PUCCH를 통해 CSI를 업데이트하는 방법을 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 명세서는 short PUCCH와 long PUCCH 간에 중첩 또는 충돌이 발생한 경우, 이를 해결하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.

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 명세서는 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보(channel state information, CSI)를 보고(report)하는 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 방법은, CSI 피드백 타입(feedback type)에 따라 상기 CSI를 보고하기 위한 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 포맷(format) 타입을 결정하는 단계, 상기 PUCCH 포맷 타입은 short PUCCH 또는 long PUCCH이며; 및 상기 결정된 PUCCH 포맷 타입을 통해 상기 CSI를 기지국으로 보고(report)하는 단계를 포함하되, 상기 결정된 PUCCH 포맷 타입이 short PUCCH인 경우, 상기 보고되는 CSI는 type I CSI 피드백을 지원하고, 상기 결정된 PUCCH 포맷 타입이 long PUCCH인 경우, 상기 보고되는 CSI는 type I CSI 피드백과 type II CSI 피드백을 지원하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 short PUCCH를 통해 보고되는 CSI는 서브밴드(subband, SB) type I CSI feedback을 지원하지 않는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 long PUCCH를 통해 보고되는 CSI는 서브밴드(subband, SB) type I CSI feedback을 지원하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 보고되는 CSI는 주기적(periodic) 또는 반-고정적(semi-persistent)으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 type I CSI 피드백은 W1을 통해 빔 그룹이 선택(beam group selection)된 후, W2를 통해 빔 선택 및/또는 레이어(layer)들에 대한 위상 조정(co-phasing)과 관련되며, 상기 type II CSI 피드백은 W1을 통해 빔 그룹이 선택(beam group selection)된 후, W2를 통해 빔 결합 및/또는 레이어(layer)들에 대한 위상 조정(co-phasing)과 관련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 long PUCCH는 PUCCH format 4를 포함하며, 상기 PUCCH format 4를 통해 전송되는 CSI 정보량은 115비트까지인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 short PUCCH와 상기 long PUCCH가 동일 시간 및 주파수 자원에서 일부 또는 전부가 중첩(overlap)되는 경우, 상기 short PUCCH가 우선적으로 전송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 CSI가 long PUCCH를 통해 보고되고, type II CSI 피드백을 지원하는 경우, CSI의 부분이 보고되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서는 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보(channel state information, CSI)를 보고(report)하는 단말에 있어서, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF 모듈(radio frequency module); 및 상기 RF 모듈과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, CSI 피드백 타입(feedback type)에 따라 상기 CSI를 보고하기 위한 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 포맷(format) 타입을 결정하며, 상기 PUCCH 포맷 타입은 short PUCCH 또는 long PUCCH이며; 및 상기 결정된 PUCCH 포맷 타입을 통해 상기 CSI를 기지국으로 보고(report)하도록 설정되며, 상기 결정된 PUCCH 포맷 타입이 short PUCCH인 경우, 상기 보고되는 CSI는 type I CSI 피드백을 지원하고, 상기 결정된 PUCCH 포맷 타입이 long PUCCH인 경우, 상기 보고되는 CSI는 type I CSI 피드백과 type II CSI 피드백을 지원하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서는 CSI 피드백 타입, CSI 피드백 정보량 등을 고려하여 CSI 피드백에 이용되는 short PUCCH 또는 long PUCCH에 제한(restriction)을 설정함으로써, 단말 구현을 용이하게 할 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 아날로그 빔포머(analog beamformer) 및 RF 체인(RF chain)으로 구성되는 송신단(transmitter)의 블록도(block diagram)의 일례를 나타낸다.
도 6은 디지털 빔포머(digital beamformer) 및 RF 체인으로 구성되는 송신단의 블록도의 일례를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 아날로그 빔 스캐닝 방식의 일례를 나타낸다.
도 8은 PUSCH CSI 보고 모드의 일례를 나타낸 도이다.
도 9는 PUCCH CSI 보고 모드의 일례를 나타낸 도이다.
도 10은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 self-contained 서브프레임 구조의 일례를 나타낸다.
도 11은 본 명세서에서 제안하는 CSI 보고를 수행하는 단말 동작의 일례를 나타낸 순서도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 RF 모듈의 일례를 나타낸 도이다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 RF 모듈의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.

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(generation NB) 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.

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)를 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.

상향링크 제어 채널(Uplink control channel)

물리 상향링크 제어 시그널링(physical uplink control signaling)은 적어도 hybrid-ARQ acknowledgement, CSI 보고(CSI report)(가능하다면 빔포밍(beamforming) 정보 포함), 및 스케줄링 요청(scheduling request)을 운반할 수 있어야 한다.

NR 시스템에서 지원하는 상향링크 제어 채널(UL control channel)에 대해 적어도 두 가지 전송 방법이 지원된다.

상향링크 제어 채널은 슬롯(slot)의 마지막으로 전송된 상향링크 심볼(들) 주위에서 단기간(short duration)에 전송될 수 있다. 이 경우, 상향링크 제어 채널은 슬롯 내에서 상향링크 데이터 채널(UL data channel)과 시간-분할-다중화(time-division-multiplexed) 및/또는 주파수-분할-다중화(frequency-division-multiplexed)된다. 단기간의 상향링크 제어 채널에 대해, 슬롯의 1 심볼 단위 전송이 지원된다.

- 짧은 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI) 및 데이터는 적어도 짧은 UCI 및 데이터에 대한 물리 자원 블록(Physical Resource Block, PRB)이 중첩되지 않는 경우 단말(UE) 및 단말들 사이에서 주파수-분할-다중화된다.

- 동일한 슬롯 내의 상이한 단말들로부터의 짧은 PUCCH(short PUCCH)의 시간 분할 다중화(Time Division Multiplexing, TDM)를 지원하기 위해, 짧은 PUCCH를 전송할 슬롯 내의 심볼(들)이 적어도 6GHz 이상에서 지원되는지 여부를 단말에게 알리는 메커니즘(mechanism)이 지원된다.

- 1 심볼 기간(1-symbol duration)에 대해서는 적어도 1) 참조 신호 (Reference Signal, RS)가 다중화되면 UCI와 RS는 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing, FDM) 방식으로 주어진 OFDM 심볼에 다중화되는 점 및 2) 동일한 슬롯에서 하향링크(DL)/상향링크(UL) 데이터와 단기간의 PUCCH 사이의 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)이 동일한 점이 지원된다.

- 적어도, 슬롯의 2 심볼 기간(2-symbol duration)에 걸친 단기간의 PUCCH가 지원된다. 이 때, 동일한 슬롯에서 하향링크(DL)/상향링크(UL) 데이터와 단기간의 PUCCH 사이의 서브캐리어 간격이 동일하다.

- 적어도, 슬롯내의 주어진 단말의 PUCCH 자원 즉, 상이한 단말들의 짧은 PUCCH들은 슬롯에서 주어진 지속 기간(duration) 내에 시분할 다중화될 수 있는 반-정적 구성(semi-static configuration)이 지원된다.

- PUCCH 자원에는 시간 영역(time domain), 주파수 영역(frequency domain), 및 적용 가능한 경우에는 코드 영역(code domain)이 포함된다.

- 단기간의 PUCCH는 단말 관점에서 슬롯의 끝까지 확장될 수 있다. 이 때, 단기 간의 PUCCH 이후 명시적인 갭 심볼(explicit gap symbol)이 불필요하다.

- 짧은 상향링크 부분(short UL part)을 갖는 슬롯(즉, DL 중심의 슬롯(DL-centric slot))에 대해, 데이터가 짧은 상향링크 부분에서 스케줄링(scheduling)되면 '짧은 UCI' 및 데이터는 하나의 단말에 의해 주파수 분할 다중화될 수 있다.

상향링크 제어 채널은 커버리지(coverage)를 개선하기 위하여 다수의 상향링크 심볼들에 걸쳐 장기간(long-duration)에 전송될 수 있다. 이 경우, 상향링크 제어 채널은 슬롯 내의 상향링크 데이터 채널과 주파수 분할 다중화된다.

- 적어도 PAPR(Peak to Average Power Ratio)이 낮은 설계로 장시간의 상향링크 제어 채널(long duration UL control channel)에 의해 운반되는 UCI는 하나의 슬롯 또는 다수의 슬롯들에서 전송될 수 있다.

- 다수의 슬롯들을 이용하는 전송은 적어도 일부의 경우에 총 지속 시간(total duration)(예: 1ms) 동안 허용된다.

- 장시간의 상향링크 제어 채널의 경우, RS와 UCI 간의 시간 분할 다중화(TDM)는 DFT-S-OFDM에 대해 지원된다.

- 슬롯의 긴 상향링크 부분(long UL part)은 장시간의 PUCCH 전송에 이용될 수 있다. 즉, 장시간의 PUCCH는 상향링크 전용 슬롯(UL-only slot)과 최소 4개의 심볼들로 구성되는 가변 개수의 심볼들을 갖는 슬롯 모두에 대해 지원된다.

- 적어도 1 또는 2 비트 UCI에 대해, 상기 UCI는 N 개의 슬롯(N>1) 내에서 반복될 수 있으며, 상기 N 개의 슬롯은 장시간의 PUCCH가 허용되는 슬롯들에서 인접하거나 또는 인접하지 않을 수 있다.

- 적어도 긴 PUCCH(long PUCCH)에 대해 PUSCH와 PUCCH의 동시 전송(simultaneous transmission)이 지원된다. 즉, 데이터가 존재하는 경우에도 PUCCH 자원에 대한 상향링크 제어가 전송된다. 또한, PUCCH-PUSCH 동시 전송 외에도, PUSCH에서의 UCI가 지원된다.

- TTI 내에서의 슬롯 주파수 호핑(intra-TTI slot frequency hopping)이 지원된다.

- DFT-s-OFDM 파형(waveform)이 지원된다.

- 전송 안테나 다이버시티(transmit antenna diversity)가 지원된다.

단기간의 PUCCH와 장기간의 PUCCH 사이의 TDM 및 FDM은 적어도 하나의 슬롯에서 다른 단말들에 대해 지원된다. 주파수 영역에서, PRB(또는 다수의 PRB들)는 상향링크 제어 채널에 대한 최소 자원 단위 크기(minimum resource unit size)이다. 호핑(hopping)이 이용되는 경우, 주파수 자원 및 호핑은 캐리어 대역폭(carrier bandwidth)으로 확산되지 않을 수 있다. 또한, 단말 특정 RS는 NR-PUCCH 전송에 이용된다. PUCCH 자원들의 집합(set)은 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)에 의해 설정되고, 설정된 집합 내의 PUCCH 자원은 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)에 의해 지시된다.

DCI의 일부로서, 데이터 수신(data reception)과 hybrid-ARQ acknowledgement 전송 간의 타이밍(timing)은 다이나믹하게(dynamically) (적어도 RRC와 함께) 지시될 수 있어야 한다. 반-정적 구성(semi-static configuration) 및(적어도 일부 유형의 UCI 정보에 대한) 다이나믹한 시그널링(dynamic signaling)의 결합은 '긴 및 짧은 PUCCH 포맷'에 대한 PUCCH 자원을 결정하기 위해 이용된다. 여기에서, PUCCH 자원은 시간 영역, 주파수 영역, 및 적용 가능한 경우에는 코드 영역을 포함한다. PUSCH 상의 UCI 즉, UCI에 대한 스케줄된 자원의 일부를 사용하는 것은 UCI와 데이터의 동시 전송의 경우에 지원된다.

또한, 적어도 단일 HARQ-ACK 비트의 상향링크 전송이 적어도 지원된다. 또한, 주파수 다이버시티(frequency diversity)를 가능하게 하는 메커니즘이 지원된다. 또한, URLLC(Ultra-Reliable and Low-Latency Communication)의 경우, 단말에 대해 설정된 스케줄링 요청(SR) 자원들 간의 시간 간격(time interval)은 한 슬롯보다 작을 수 있다.

빔 관리(Beam management)

NR에서 빔 관리는 다음과 같이 정의된다.

빔 관리(Beam management): DL 및 UL 송수신에 사용될 수 있는 TRP(들) 및/또는 UE 빔들의 세트(set)를 획득하고 유지하기 위한 L1/L2 절차들의 세트로서, 적어도 다음 사항들을 포함한다:

- 빔 결정: TRP (들) 또는 UE가 자신의 송신 / 수신 빔을 선택하는 동작.

- 빔 측정: TRP (들) 또는 UE가 수신된 빔 형성 신호의 특성을 측정하는 동작.

- 빔 보고: UE가 빔 측정에 기반하여 빔 형성된 신호의 정보를 보고하는 동작.

- 빔 스위핑 (Beam sweeping): 미리 결정된 방식으로 시간 간격 동안 송신 및 / 또는 수신된 빔을 이용하여 공간 영역을 커버하는 동작.

또한, TRP 및 UE에서의 Tx / Rx 빔 대응(correspondence)는 다음과 같이 정의된다.

- TRP에서의 Tx / Rx 빔 대응은 다음 중 적어도 하나가 충족되면 유지된다.

- TRP는 TRP의 하나 이상의 송신 빔에 대한 UE의 하향링크 측정에 기초하여 상향링크 수신을 위한 TRP 수신 빔을 결정할 수 있다.

- TRP는 TRP의 하나 이상의 Rx 빔들에 대한 TRP의 상향링크 측정에 기초하여 하향링크 전송에 대한 TRP Tx 빔을 결정할 수 있다.

- UE에서의 Tx / Rx 빔 대응은 다음 중 적어도 하나가 충족되면 유지된다.

- UE는 UE의 하나 이상의 Rx 빔에 대한 UE의 하향링크 측정에 기초하여 상향링크 전송을 위한 UE Tx 빔을 결정할 수 있다.

- UE는 하나 이상의 Tx 빔에 대한 상향링크 측정에 기초한 TRP의 지시에 기초하여 하향링크 수신을 위한 UE 수신 빔을 결정할 수 있다.

- TRP로 UE 빔 대응 관련 정보의 능력 지시가 지원된다.

다음과 같은 DL L1 / L2 빔 관리 절차가 하나 또는 다수의 TRP들 내에서 지원된다.

P-1: TRP Tx 빔 / UE Rx 빔 (들)의 선택을 지원하기 위해 상이한 TRP Tx 빔에 대한 UE 측정을 가능하게 하기 위해 사용된다.

- TRP에서의 빔포밍의 경우 일반적으로 서로 다른 빔 세트에서 인트라(intra)/인터(inter)-TRP Tx 빔 스윕(sweep)을 포함한다. UE에서의 빔포밍을 위해, 그것은 통상적으로 상이한 빔들의 세트로부터의 UE Rx 빔 sweep를 포함한다.

P-2: 상이한 TRP Tx 빔에 대한 UE 측정이 인터/인트라-TRP Tx 빔(들)을 변경하도록 하기 위해 사용된다.

P-3: UE가 빔 포밍을 사용하는 경우에 동일한 TRP Tx 빔에 대한 UE 측정이 UE Rx 빔을 변경시키는데 사용된다.

적어도 네트워크에 의해 트리거된 비주기적 보고(apreiodic reporting)는 P-1, P-2 및 P-3 관련 동작에서 지원된다.

빔 관리 (적어도 CSI-RS)를 위한 RS에 기초한 UE 측정은 K (빔의 총 개수) 빔으로 구성되며, UE는 선택된 N개의 Tx 빔들의 측정 결과를 보고한다. 여기서, N은 반드시 고정된 수는 아니다. 이동성 목적을 위한 RS에 기반한 절차는 배제되지 않는다. 보고 정보는 적어도 N <K 인 경우 N 개의 빔 (들)에 대한 측정량 및 N 개의 DL 송신 빔을 나타내는 정보를 포함한다. 특히, UE가 K'> 1 논-제로-파워 (NZP) CSI- RS 자원들에 대해, UE는 N'의 CRI (CSI-RS 자원 지시자)를 보고 할 수 있다.

UE는 빔 관리를 위해 다음과 같은 상위 계층 파라미터(higher layer parameter)들로 설정될 수 있다.

- N=1 보고 설정(setting), M≥1 자원 설정

- 보고 설정과 자원 설정 간의 링크들은 합의된 CSI 측정 설정에서 설정된다.

- CSI-RS 기반 P-1 및 P-2는 자원 및 보고 설정으로 지원된다.

- P-3은 보고 설정의 유무에 관계없이 지원될 수 있다.

- 적어도 이하 사항들을 포함하는 보고 설정(reporting setting)

- 선택된 빔을 나타내는 정보

- L1 측정 보고(L1 measurement reporting)

- 시간 영역 동작(예: 비주기적(aperiodic) 동작, 주기적(periodic) 동작, 반-지속적(semi-persistent) 동작)

- 여러 주파수 세분성(frequency granularity)이 지원되는 경우의 주파수 세분성

- 적어도 이하 사항들을 포함하는 리소스 설정(resource setting)

- 시간 영역 동작(예: 비주기적 동작, 주기적 동작, 반-지속적 동작)

- RS 유형: 적어도 NZP CSI-RS

- 적어도 하나의 CSI-RS 자원 세트. 각 CSI-RS 자원 세트는 K≥1 CSI-RS 자원들을 포함(K개의 CSI-RS 자원들의 일부 파라미터들은 동일할 수 있다. 예를 들어, 포트 번호, 시간 영역 동작, 밀도 및 주기)

또한, NR은 L> 1 인 L 그룹을 고려하여 다음 빔 보고를 지원한다.

- 최소한의 그룹을 나타내는 정보

- N1 빔에 대한 측정량(measurement quantity)(L1 RSRP 및 CSI 보고 지원 (CSI-RS가 CSI 획득을 위한 경우))

- 적용 가능한 경우, N_l개의 DL 송신 빔을 나타내는 정보

상술한 바와 같은 그룹 기반의 빔 보고는 UE 단위로 구성할 수 있다. 또한, 상기 그룹 기반의 빔 보고는 UE 단위로 턴-오프(turn-off) 될 수 있다(예를 들어, L = 1 또는 N_l = 1인 경우).

NR은 UE가 빔 실패로부터 복구하는 메커니즘을 트리거할 수 있음을 지원한다.

빔 실패(beam failure) 이벤트는 연관된 제어 채널의 빔 쌍 링크(beam pair link)의 품질이 충분히 낮을 때 발생한다(예를 들어 임계 값과의 비교, 연관된 타이머의 타임 아웃). 빔 실패(또는 장애)로부터 복구하는 메커니즘은 빔 장애가 발생할 때 트리거된다.

네트워크는 복구 목적으로 UL 신호를 전송하기 위한 자원을 갖는 UE에 명시적으로 구성한다. 자원들의 구성은 기지국이 전체 또는 일부 방향으로부터(예를 들어, random access region) 청취(listening)하는 곳에서 지원된다.

빔 장애를 보고하는 UL 송신/자원은 PRACH (PRACH 자원에 직교하는 자원)와 동일한 시간 인스턴스(instance)에 또는 PRACH와 다른 시간 인스턴스(UE에 대해 구성 가능)에 위치할 수 있다. DL 신호의 송신은 UE가 새로운 잠재적인 빔들을 식별하기 위해 빔을 모니터할 수 있도록 지원된다.

NR은 빔 관련 지시(beam-related indication)에 관계 없이 빔 관리를 지원한다. 빔 관련 지시가 제공되는 경우, CSI-RS 기반 측정을 위해 사용된 UE 측 빔 형성 / 수신 절차에 관한 정보는 QCL을 통해 UE에 지시될 수 있다.

NR에서 지원할 QCL 파라미터로는 LTE 시스템에서 사용하던 delay, Doppler, average gain등에 대한 파라미터 뿐만 아니라 수신단에서의 빔포밍을 위한 공간 파라미터가 추가될 예정이며, 단말 수신 빔포밍 관점에서 angle of arrival 관련 파라미터 및/또는 기지국 수신 빔포밍 관점에서 angle of departure 관련 파라미터들이 포함될 수 있다.

NR은 제어 채널 및 해당 데이터 채널 전송에서 동일하거나 다른 빔을 사용하는 것을 지원한다.

빔 쌍 링크 블로킹(beam pair link blocking)에 대한 견고성(robustness)를 지원하는 NR-PDCCH 전송을 위해, UE는 동시에 M개의 빔 쌍 링크상에서 NR-PDCCH를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 여기서, M≥1 및 M의 최대값은 적어도 UE 능력에 의존할 수 있다.

UE는 상이한 NR-PDCCH OFDM 심볼들에서 상이한 빔 쌍 링크(들)상의 NR-PDCCH를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 다수의 빔 쌍 링크들 상에서 NR-PDCCH를 모니터링하기 위한 UE Rx 빔 설정과 관련된 파라미터는 상위 계층 시그널링 또는 MAC CE에 의해 구성되거나 및 / 또는 탐색 공간 설계에서 고려된다.

적어도, NR은 DL RS 안테나 포트(들)과 DL 제어 채널의 복조를 위한 DL RS 안테나 포트(들) 사이의 공간 QCL 가정의 지시를 지원한다. NR-PDCCH(즉, NR-PDCCH를 모니터링하는 구성 방법)에 대한 빔 지시를 위한 후보 시그널링 방법은 MAC CE 시그널링, RRC 시그널링, DCI 시그널링, 스펙 transparent 및/또는 암시적 방법, 및 이들 시그널링 방법의 조합이다.

유니 캐스트 DL 데이터 채널의 수신을 위해, NR은 DL RS 안테나 포트와 DL 데이터 채널의 DMRS 안테나 포트 사이의 공간 QCL 가정의 지시를 지원한다.

RS 안테나 포트를 나타내는 정보는 DCI (다운 링크 허가)를 통해 표시된다. 또한, 이 정보는 DMRS 안테나 포트와 QCL 되어 있는 RS 안테나 포트를 나타낸다. DL 데이터 채널에 대한 DMRS 안테나 포트의 상이한 세트는 RS 안테나 포트의 다른 세트와 QCL로서 나타낼 수 있다.

하이브리드 빔포밍(Hybrid beamforming)

다중 안테나(multiple antenna)를 이용하는 기존의 빔 형성(beamforming) 기술은 빔 형성 가중치 벡터(weight vector)/프리코딩 벡터(precoding vector)를 적용하는 위치에 따라 아날로그 빔 형성(analog beamforming) 기법과 디지털 빔 형성(digital beamforming) 기법으로 구분될 수 있다.

아날로그 빔 형성 기법은 초기 다중 안테나 구조에 적용된 빔 형성 기법이다. 이는, 디지털 신호 처리가 완료된 아날로그 신호를 다수의 경로로 분기한 후, 각 경로에 대해 위상 쉬프트(Phase-Shift, PS)와 전력 증폭기(Power Amplifier, PA) 설정을 적용하여 빔을 형성하는 기법을 의미할 수 있다.

아날로그 빔 형성을 위해서는, 각 안테나에 연결된 PA와 PS가 단일 디지털 신호로부터 파생된 아날로그 신호를 처리(process)하는 구조가 요구된다. 다시 말해, 아날로그 단에서 상기 PA 및 상기 PS가 복소 가중치(complex weight를 처리한다.

도 5는 아날로그 빔포머(analog beamformer) 및 RF 체인(RF chain)으로 구성되는 송신단(transmitter)의 블록도(block diagram)의 일례를 나타낸다. 도 5는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 5에서, RF 체인은 기저대역(baseband, BB) 신호가 아날로그 신호로 변환되는 처리 블록을 의미한다. 아날로그 빔 형성 기법은 상기 PA와 상기 PS의 소자의 특성에 따라 빔의 정확도가 결정되고, 상기 소자의 제어 특성상 협대역(narrowband) 전송에 유리할 수 있다.

또한, 아날로그 빔 형성 기법의 경우, 다중 스트림(stream) 전송을 구현하기 어려운 하드웨어 구조로 구성되므로, 전송률 증대를 위한 다중화 이득(multiplexing gain)이 상대적으로 작다. 또한, 이 경우, 직교 자원할당 기반의 단말 별 빔 형성이 용이하지 않을 수도 있다.

이와 달리, 디지털 빔 형성 기법의 경우, MIMO 환경에서 다이버시티(diversity)와 다중화 이득을 최대화하기 위해 BB(Baseband) 프로세스를 이용하여 디지털 단에서 빔 형성이 수행된다.

도 6은 디지털 빔포머(digital beamformer) 및 RF 체인으로 구성되는 송신단의 블록도의 일례를 나타낸다. 도 6은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 6의 경우, 빔 형성은 BB 프로세스에서 프리코딩이 수행됨에 따라 수행될 수 있다. 여기에서, RF 체인은 PA를 포함한다. 이는, 디지털 빔 형성 기법의 경우, 빔 형성을 위해 도출된 복소 가중치가 송신 데이터에 직접적으로 적용되기 때문이다.

또한, 단말 별로 상이한 빔 형성이 수행될 수 있으므로, 동시에 다중 사용자 빔 형성을 지원할 수 있다. 뿐만 아니라, 직교 자원이 할당된 단말 별로 독립적인 빔 형성이 가능하므로, 스케줄링의 유연성이 향상되고, 이에 따라, 시스템 목적에 부합하는 송신단의 운용이 가능하다. 또한, 광대역 전송을 지원하는 환경에서 MIMO-OFDM과 같은 기술이 적용되는 경우에, 부반송파(subcarrier) 별로 독립적인 빔이 형성될 수도 있다.

따라서, 디지털 빔 형성 기법은 시스템의 용량 증대와 강화된 빔 이득을 기반으로 하여 단일 단말(또는 사용자)의 최대 전송률을 극대화할 수 있다. 상술한 바와 같은 특징에 기반하여, 기존의 3G/4G(예: LTE(-A)) 시스템에서는 디지털 빔포밍 기반의 MIMO 기법이 도입되었다.

NR 시스템에서, 송수신 안테나가 크게 증가하는 거대(massive) MIMO 환경이 고려될 수 있다. 일반적으로 셀룰러(cellular) 통신에서는 MIMO 환경에 적용되는 최대 송수신 안테나가 8개로 가정된다. 그러나, 거대 MIMO 환경이 고려됨에 따라, 상기 송수신 안테나의 수는 수십 또는 수백 개 이상으로 증가할 수 있다.

이 때, 거대 MIMO 환경에서 앞서 설명된 디지털 빔 형성 기술이 적용되면, 송신단은 디지털 신호 처리를 위하여 BB 프로세스를 통해 수백 개의 안테나에 대한 신호 처리를 수행해야 한다. 이에 따라, 신호 처리의 복잡도가 매우 커지고, 안테나 수만큼의 RF 체인이 필요하므로 하드웨어 구현의 복잡도도 매우 커질 수 있다.

또한, 송신단은 모든 안테나에 대해 독립적인 채널 추정(channel estimation)이 필요하다. 뿐만 아니라, FDD 시스템의 경우, 송신단은 모든 안테나로 구성된 거대 MIMO 채널에 대한 피드백 정보가 필요하므로, 파일럿(pilot) 및/또는 피드백 오버헤드가 매우 커질 수 있다.

반면, 거대 MIMO 환경에서 앞서 설명된 아날로그 빔 형성 기술이 적용되면, 송신단의 하드웨어 복잡도는 상대적으로 낮다.

이에 반해, 다수 안테나를 이용한 성능의 증가 정도는 매우 작으며, 자원 할당의 유연성이 낮아질 수 있다. 특히, 광대역 전송 시, 주파수 별로 빔을 제어하는 것이 용이하지 않다.

따라서, 거대 MIMO 환경에서는 아날로그 빔 형성과 디지털 빔 형성 기법 중 한 개 만을 배타적으로 선택하는 것이 아닌, 아날로그 빔 형성과 디지털 빔 형성 구조가 결합된 하이브리드(hybrid) 형태의 송신단 구성 방식이 필요하다.

아날로그 빔 스캐닝(analog beam scanning)

일반적으로, 아날로그 빔포밍은 순수 아날로그 빔포밍 송수신단과 하이브리드 빔포밍 송수신단에서 이용될 수 있다. 이 때, 아날로그 빔 스캐닝은 동일한 시간에 한 개의 빔에 대한 추정을 수행할 수 있다. 따라서, 빔 스캐닝에 필요한 빔 트레이닝(beam training) 시간은 전체 후보 빔의 수에 비례하게 된다.

상술한 바와 같이, 아날로그 빔 포밍의 경우, 송수신단 빔 추정을 위하여 시간 영역에서의 빔 스캐닝 과정이 반드시 요구된다. 이 때, 전체 송수신 빔에 대한 추정 시간 t_s는 아래 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.

수학식 2에서, t_s는 하나의 빔 스캐닝을 위해 필요한 시간을 의미하고, K_T는 송신 빔의 수를 의미하고, K_R은 수신 빔의 수를 의미한다.

도 7은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 아날로그 빔 스캐닝 방식의 일례를 나타낸다. 도 7은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 7의 경우, 전체 송신 빔의 수 K_T가 L이고, 전체 수신 빔의 수 K_R가 1인 경우가 가정된다. 이 경우, 전체 후보 빔의 개수는 총 L개가 되므로, 시간 영역에서 L개의 자연 영역이 요구된다.

다시 말해, 아날로그 빔 추정을 위하여 단일 시간 구간에서 1개의 빔 추정만이 수행될 수 있으므로, 도 7에 나타난 바와 같이, 전체 L개의 빔(P₁ 내지 P_L) 추정을 수행하기 위하여 L개의 시간 구간이 요구된다. 단말은 아날로그 빔 추정 절차가 종료된 후, 가장 높은 신호 세기를 갖는 빔의 식별자(예: ID)를 기지국으로 피드백한다. 즉, 송수신 안테나 수의 증가에 따라 개별 빔 수가 증가할 수록, 보다 긴 트레이닝 시간이 요구될 수 있다.

아날로그 빔포밍은 DAC(Digital-to-Analog Converter) 이후에 시간 영역의 연속적인 파형(continuous waveform)의 크기와 위상각을 변화시키기 때문에, 디지털 빔포밍과 달리 개별 빔에 대한 트레이닝 구간이 보장될 필요가 있다. 따라서, 상기 트레이닝 구간의 길이가 증가할수록 시스템의 효율이 감소(즉, 시스템의 손실(loss)이 증가)될 수 있다.

채널 상태 정보(Channel state information:CSI) 피드백(feedback)

LTE 시스템을 포함한 대부분의 cellular system에서 단말은 채널 추정을 위한 파일럿 신호 (reference signal)를 기지국으로부터 수신하여 CSI(channel state information)을 계산하고 이를 기지국에게 보고한다.

기지국은 단말로부터 피드백 받은 CSI 정보를 토대로 데이터 신호를 전송한다.

LTE 시스템에서 단말이 피드백하는 CSI 정보에는 CQI(channel quality information), PMI(precoding matrix index), RI(rank indicator)가 있다.

CQI 피드백은 기지국이 데이터를 전송할 때 어떤 MCS(modulation & coding scheme)을 적용할 지에 대한 가이드를 제공하려는 목적(link adaptation용도)으로 기지국에게 제공하는 무선 채널 품질 정보이다.

기지국과 단말 사이에 무선 품질이 높으면 단말은 높은 CQI 값을 피드백하여 기지국은 상대적으로 높은 modulation order와 낮은 channel coding rate을 적용하여 데이터를 전송할 것이고, 반대의 경우 단말은 낮은 CQI 값을 피드백하여 기지국은 상대적으로 낮은 modulation order와 높은 channel coding rate을 적용하여 데이터를 전송할 것이다.

PMI 피드백은 기지국이 다중 안테나를 설치한 경우, 어떠한 MIMO precoding scheme을 적용할 지에 대한 가이드를 제공하려는 목적으로 기지국에게 제공하는 preferred precoding matrix 정보이다.

단말은 파일럿 신호로부터 기지국과 단말간의 downlink MIMO channel을 추정하여 기지국이 어떠한 MIMO precoding을 적용하면 좋을 지를 PMI 피드백을 통해 추천한다.

LTE 시스템에서는 PMI 구성에 있어 행렬 형태로 표현 가능한 linear MIMO precoding만 고려한다.

기지국과 단말은 다수의 precoding 행렬들로 구성된 코드북을 공유하고 있고, 코드북 내에 각각의 MIMO precoding 행렬은 고유의 index를 갖고 있다.

따라서, 단말은 코드북 내에서 가장 선호하는 MIMO precoding 행렬에 해당하는 인덱스를 PMI로서 피드백함으로써 단말의 피드백 정보량을 최소화한다.

PMI 값이 꼭 하나의 인덱스로만 이루어져야 하는 것은 아니다. 일례로, LTE 시스템에서 송신 안테나 포트 수가 8개인 경우, 두 개의 인덱스들(first PMI & second PMI)을 결합하여야만 최종적인 8tx MIMO precoding행렬을 도출할 수 있도록 구성되어 있다.

RI 피드백은 기지국과 단말이 다중 안테나를 설치하여 spatial multiplexing을 통한 multi-layer전송이 가능한 경우, 단말이 선호하는 전송 layer의 수에 대한 가이드를 제공하려는 목적으로 기지국에게 제공하는 선호하는 전송 layer수에 대한 정보이다.

RI는 PMI와 매우 밀접한 관계를 지닌다. 그것은 전송 레이어 수에 따라 기지국은 각각의 레이어에 어떠한 precoding을 적용해야 하는지 알 수 있어야 하기 때문이다.

PMI/RI 피드백 구성에 있어 single layer 전송을 기준으로 PMI 코드북을 구성한 뒤 layer별로 PMI를 정의하여 피드백 할 수 있으나, 이러한 방식은 전송 레이어의 수의 증가에 따라 PMI/RI피드백 정보량이 크게 증가하는 단점이 있다.

따라서, LTE 시스템에서는 각각의 전송 레이어의 수에 따른 PMI 코드북을 정의하였다. 즉, R-layer전송을 위해서 크기 Nt x R 행렬 N개를 코드북 내에 정의한다 (여기서, R은 layer수, Nt는 송신안테나 포트 수, N은 코드북의 크기).

따라서, LTE에서는 전송 레이어의 수에 무관하게 PMI 코드북의 크기가 정의된다. 결국 이러한 구조로 PMI/RI를 정의하다 보니 전송 레이어 수(R)는 결국 precoding 행렬(Nt x R 행렬)의 rank값과 일치하게 되므로 rank indicator(RI)라는 용어를 사용하게 되었다.

본 명세서에서 기술되는 PMI/RI는 꼭 LTE 시스템에서의 PMI/RI처럼 Nt x R 행렬로 표현되는 precoding 행렬의 인덱스 값과 precoding 행렬의 rank값을 의미하는 것으로 제한되지는 않는다.

본 명세서에게 기술되는 PMI는 전송단에서 적용 가능한 MIMO precoder중에서 선호하는 MIMO precoder정보를 나타내는 것으로, 그 precoder의 형태가 LTE시스템에서처럼 행렬로 표현 가능한 linear precoder만으로 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 RI는 LTE에서의 RI보다 더 넓은 의미로 선호하는 전송 레이어 수를 나타내는 피드백 정보를 모두 포함한다.

CSI 정보는 전체 시스템 주파수 영역에서 구해질 수도 있고, 일부 주파수 영역에서 구해질 수도 있다. 특히, 광대역 시스템에서는 단말 별로 선호하는 일부 주파수 영역(e.g. subband)에 대한 CSI정보를 구해서 피드백하는 것이 유용할 수 있다.

LTE시스템에서 CSI 피드백은 uplink 채널을 통해 이루어 지는데, 일반적으로 주기적인 CSI 피드백은 PUCCH(physical uplink control channel)를 통해 이루어 지고, 비주기적인 CSI피드백은 uplink data 채널인 PUSCH(physical uplink shared channel)을 통해 이루어 진다.

비주기적인 CSI 피드백은 기지국이 CSI 피드백 정보를 원할 때에만 일시적으로 피드백하는 것을 의미하는 것으로, 기지국이 PDCCH/ePDCCH와 같은 downlink control channel을 통해 CSI피드백을 trigger한다.

LTE 시스템에서는 CSI 피드백이 trigger되었을 때, 단말이 어떠한 정보를 피드백해야 하는 지가 도 8과 같이 PUSCH CSI reporting mode로 구분되어 있고, 단말이 어떠한 PUSCH CSI reporting mode로 동작해야 할지는 상위 계층 메시지를 통해 단말에게 미리 알려준다.

도 8은 PUSCH CSI 보고 모드의 일례를 나타낸 도이다.

PUCCH를 통한 주기적 CSI 피드백에 대해 PUCCH CSI reporting mode 역시 정의된다.

도 9는 PUCCH CSI 보고 모드의 일례를 나타낸 도이다.

PUCCH의 경우, PUSCH보다 한번에 보낼 수 있는 데이터 양(payload size)이 작으므로 보내고자 하는 CSI정보를 한번에 보내기가 어렵다.

따라서, 각 CSI reporting mode에 따라 CQI및 PMI를 전송하는 시점과 RI를 전송하는 시점이 다르다. 예를 들어, reporting mode 1-0에서는 특정 PUCCH전송시점에는 RI만 전송하고, 다른 PUCCH전송시점에 wideband CQI를 전송한다. 특정 PUCCH 전송 시점에 구성되는 CSI정보의 종류에 따라 PUCCH reporting type이 정의된다. 예를 들어, 상기 예에서 RI만 전송하는 reporting type은 type3에 해당하고, wideband CQI만 전송하는 reporting type은 type4에 해당한다. RI 피드백 주기 및 offset값과 CQI/PMI 피드백 주기 및 offset값은 상위 계층 메시지를 통해 단말에게 설정된다.

상기 CSI feedback 정보는 uplink control information (UCI)에 포함된다.

LTE에서 기준 신호들(Reference signals in LTE)

LTE system에서 파일럿 혹은 RS(reference signal)의 용도는 크게 다음으로 나눌 수 있다.

1. Measurement RS : 채널 상태 측정용 파일럿

A. CSI measurement/reporting 용도 (short term measurement): Link adaptation, rank adaptation, closed loop MIMO precoding 등의 목적

B. Long term measurement/reporting 용도: Handover, cell selection/reselection등의 목적

2. Demodulation RS: 물리 채널 수신용 파일럿

3. Positioning RS: 단말 위치 추정용 파일럿

4. MBSFN RS: Multi-cast/Broadcast 서비스를 위한 파일럿

LTE Rel-8에서는 대부분의 하향링크 물리 채널에 대한 measurement(용도 1A/B) 및 demodulation(용도 2)을 위해 CRS(Cell-specific RS)를 사용하였으나, 안테나 수가 많아짐에 따른 RS overhead 문제를 해결하기 위해 LTE Advanced (Rel-10) 부터는 CSI measurement(용도 1A) 전용으로 CSI-RS와 하향링크 데이터 채널(PDSCH)에 대한 수신 (용도 2) 전용으로 UE-specific RS를 사용한다.

CSI-RS는 CSI 측정 및 피드백 전용으로 설계된 RS로 CRS에 비해 매우 낮은 RS overhead를 갖는 것이 특징이며, CRS는 4개의 다중 안테나 포트까지 지원하는데 반해, CSI-RS는 8개의 다중 안테나 포트까지 지원 가능하도록 설계되었다. UE-specific RS는 데이터 채널의 demodulation전용으로 설계되어 CRS 와 달리 해당 UE에게 데이터 전송 시 적용된 MIMO precoding기법이 파일럿 신호에 동일하게 적용된 RS (precoded RS)라는 점이 특징이다.

따라서, UE-specific RS는 CRS, CSI-RS처럼 안테나 포트의 개수만큼 전송될 필요가 없고, 전송 layer의 개수 (전송 rank)만큼만 전송되면 된다.

또한, UE-specific RS는 기지국의 scheduler를 통해 각 UE에게 할당된 데이터 채널 자원 영역과 동일한 자원 영역에 해당 UE의 데이터 채널 수신 용도로 전송되므로, 단말 특정적인 RS라는 특징이 있다.

CRS는 cell 내의 모든 UE가 measurement 및 demodulation용도로 사용할 수 있도록 시스템 대역폭 내에서 동일한 패턴으로 항상 전송되므로 셀 특정적이다.

LTE 상향링크에서는 Measurement RS 로 Sounding RS(SRS)가 설계되었으며, 상향링크 데이터 채널(PUSCH)에 대한Demodulation RS (DMRS)와 ACK/NACK 및 CSI 피드백을 위한 상향링크 컨트롤 채널(PUCCH)에 대한 DMRS가 각각 설계되었다.

Self-contained 서브프레임 구조

NR 시스템에서 고려되는 TDD(Time Division Duplexing) 구조는 상향링크(Uplink, UL)와 하향링크(Downlink, DL)를 하나의 서브프레임(subframe)에서 모두 처리하는 구조이다. 이는, TDD 시스템에서 데이터 전송의 지연(latency)을 최소화하기 위한 것이며, 상기 구조는 self-contained 서브프레임(self-contained subframe) 구조로 지칭된다.

도 10은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 self-contained 서브프레임 구조의 일례를 나타낸다. 도 10은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 10을 참고하면, legacy LTE의 경우와 같이, 하나의 서브프레임이 14개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼(symbol)들로 구성되는 경우가 가정된다.

도 10에서, 영역 1002는 하향링크 제어 영역(downlink control region)을 의미하고, 영역 1004는 상향링크 제어 영역(uplink control region)을 의미한다. 또한, 영역 1002 및 영역 1004 이외의 영역(즉, 별도의 표시가 없는 영역)은 하향링크 데이터(downlink data) 또는 상향링크 데이터(uplink data)의 전송을 위해 이용될 수 있다.

즉, 상향링크 제어 정보(uplink control information) 및 하향링크 제어 정보(downlink control information)는 하나의 self-contained 서브프레임에서 전송된다. 반면, 데이터(data)의 경우, 상향링크 데이터 또는 하향링크 데이터가 하나의 self-contained 서브프레임에서 전송된다.

도 10에 나타난 구조를 이용하는 경우, 하나의 self-contained 서브프레임 내에서, 하향링크 전송과 상향링크 전송이 순차적으로 진행되며, 하향링크 데이터의 전송 및 상향링크 ACK/NACK의 수신이 수행될 수 있다.

결과적으로, 데이터 전송의 에러가 발생하는 경우, 데이터의 재전송까지 소요되는 시간이 감소할 수 있다. 이를 통해, 데이터 전달과 관련된 지연이 최소화될 수 있다.

도 10과 같은 self-contained 서브프레임 구조에서, 기지국(eNodeB, eNB, gNB) 및/또는 단말(terminal, UE(User Equipment))이 전송 모드(transmission mode)에서 수신 모드(reception mode)로 전환하는 과정 또는 수신 모드에서 전송 모드로 전환하는 과정을 위한 시간 갭(time gap)이 요구된다. 상기 시간 갭과 관련하여, 상기 self-contained 서브프레임에서 하향링크 전송 이후에 상향링크 전송이 수행되는 경우, 일부 OFDM 심볼(들)이 보호 구간(Guard Period, GP)으로 설정될 수 있다.

3GPP NR에서 CSI reporting 관련 다음 세 가지 time-domain behavior를 지원할 예정이다. 유사하게, (analog) beam management를 위한 reporting 역시 아래 세 가지 time-domain behavior 중 일부 혹은 전부를 지원할 수 있다.

- Aperiodic CSI reporting

- Triggering시만 CSI 보고 수행

- Semi-persistent CSI reporting

활성화(Activation)되면, CSI 보고를 (특정 주기로) 시작하고, 비활성화(Deactivation)되면, CSI 보고를 중단한다.

주기적 CSI 보고(Periodic CSI reporting)

주기적 CSI 보고는 RRC 설정된 주기와 slot offset으로 CSI 보고를 수행한다.

또한, CSI acquisition시 채널 측정을 위한 DL RS(하향링크 참조신호) 역시 아래 세 가지 time-domain behavior를 지원할 예정이고, 유사하게 beam management를 위한 DL RS 역시 아래 세 가지 time-domain behavior 중 일부 혹은 전부를 지원할 수 있다.

Beam management를 위한 DL RS로는 기본적으로 CSI-RS가 포함될 예정이고, 다른 하향링크 신호도 활용될 수 있다.

다른 하향링크 신호의 예시로, mobility RS, beam RS, synchronization signal(SS), SS block, DL DMRSs(e.g. PBCH DMRS, PDCCH DMRS) 등이 활용될 수 있다.

- Aperiodic CSI-RS

- Triggering시만 CSI-RS 측정 수행

- Semi-persistent CSI-RS

활성화(Activation) 되면 CSI-RS 측정을 (특정 주기로) 시작하고, 비활성화(Deactivation)되면 CSI-RS 측정을 중단한다.

주기적 CSI-RS(Periodic CSI-RS)

주기적 CSI-RS는 RRC 설정된 주기와 slot offset으로 CSI-RS 측정을 수행한다.

또한, CSI acquisition시 기지국이 단말에게 지정하는 간섭 측정 자원 (interference measurement resource: IMR)에 LTE에서도 활용되던 zero-power(ZP) CSI-RS 기반 간섭 측정 방식이 지원될 예정이며, 추가로 NZP(non-zero-power) CSI-RS 기반 간섭 측정 방식이나 DMRS 기반 간섭 측정 방식 중 적어도 하나의 방식이 지원될 예정이다.

특히 LTE 시스템에서는 ZP CSI-RS기반 IMR이 반정적으로 설정(via RRC signaling)되었는데 반해, NR에서는 동적으로 설정하는 방식이 지원될 예정이며, 역시 아래와 같은 세 가지 time-domain behavior를 지원할 예정이다.

- Aperiodic IMR with ZP CSI-RS

- Semi-persistent IMR with ZP CSI-RS

- Periodic IMR with ZP CSI-RS

따라서, CSI 측정 및 보고를 구성하는 채널 추정, 간섭 추정 및 보고에 대해 아래와 같이 다양한 time domain behavior들의 조합들이 가능하다.

이하에서 설명의 편의를 위해 AP는 aperiodic, SP는 semi-persistent, PR은 periodic으로 간단히 표현하기로 한다.

예 1) 채널 측정을 위한 AP / SP / PR NZP CSI-RS 및 간섭 측정을 위한 AP / SP / PR ZP CSI-RS를 가지는 AP CSI 보고

예 2) 채널 측정을 위한 AP / SP / PR NZP CSI-RS 및 간섭 측정을 위한 AP / SP / PR ZP CSI-RS를 가지는 SP CSI 보고

예 3) 채널 측정을 위한 PR NZP CSI-RS 및 간섭 측정을 위한 PR ZP CSI-RS를 가지는 PR CSI 보고

상기 예시들에서 AP RS/IMR은 AP reporting에만, SP RS/IMR은 AP 혹은 SP reporting에만 PR RS/IMR은 모든 reporting에 대해 사용됨을 가정하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, RS와 IMR은 모두 resource setting에 포함될 것이며, 이들의 용도 즉, 채널 추정용인지 또는 간섭 추정용인지는 measurement setting에서 각 링크에 대한 설정을 통해 지시될 수 있다.

NR(New Rat)에서 PUCCH는 짧은 PUCCH(short PUCCH)와 긴 PUCCH(long PUCCH)를 고려한다.

상기 short PUCCH는 시간 영역(time domain)으로 하나 또는 두 개의 OFDM symbol들을 사용하고, 주파수 영역(frequency domain)으로 하나 이상의 PRB(physical resource block)들을 사용하여 전송될 수 있다.

아래 표 4는 NR에서 정의하고 있는 PUCCH format의 일례를 나타낸 표이다.

표 4에서, PUCCH format 0 및 PUCCH format 2는 short PUCCH일 수 있고, PUCCH format 1, PUCCH format 3 및 PUCCH format 4는 long PUCCH일 수 있다.다음, long PUCCH는 시간 영역에서 4 내지 12 OFDM 심볼들을 사용하며, 주파수 영역에서 하나 혹은 그 이상의 PRB(physical resource block)들을 사용하여 전송될 수 있다.

상기 short PUCCH는 앞서 살핀 self-contained slot structure에서 주로 DL(Downlink) data에 대한 빠른(fast) ACK(acknowledge) 또는 NACK(non-acknowledge)의 피드백 용도로 사용될 수 있다.

그리고, 상기 long PUCCH는 LTE의 PUCCH와 유사하게 단말 별로 일정 자원을 점유하여 ACK/NACK 및 CSI 피드백 용도로 사용될 수 있다.

상기 long PUCCH의 최소 심볼 수는 4 심볼이다.

이는 NR에서 다양한 슬롯 구조(slot structure) 또는 슬롯 포맷(slot format)을 고려하고 있기 때문이다.

NR에서 정의하는 슬롯(slot)에 대해 간단히 살펴본다.

서브캐리어 간격 설정(subcarrier spacing configuration

)에 대해, 슬롯들은 하나의 subframe 내에서 증가하는 순서 즉,

로 numbered되며, 하나의 (radio) frame 내에서 증가하는 순서로

로 numbered된다.

은 순환 전치(cyclic prefix)에 의존하는 슬롯에서 연속하는 OFDM 심볼들(

)이 있다.

subframe에서 슬롯

의 시작은 동일 subframe에서 OFDM symbol

의 시작과 시간에서 일치(align)되어 있다.

슬롯에서 OFDM 심볼들은 'downlink(D)', 'flexible(X)', 또는 'uplink(U)'로 분류될 수 있다.

다운링크 슬롯에서, 단말은 '다운링크(downlink)'에서 또는 'flexible' symbol에서만 downlink 전송이 발생할 것으로 가정할 수 있다.

업링크 슬롯에서, 단말은 '업링크(uplink)'에서 또는 'flexible' 심볼들에서만 uplink 전송이 발생할 것으로 가정할 수 있다.

참고로, NR에서 하나의 slot에 포함된 OFDM 심볼 수는 14개 또는 7개일 수 있다.

또한, 슬롯 구조(slot structure)는 DL(downlink), UL(uplink) 뿐만 아니라, DL 지배적인(dominant) 구조(e.g. PDCCH, PDSCH와 short PUCCH가 slot 내에 공존), UL 지배적인(dominant) (e.g. PDCCH와 PUSCH가 slot 내에 공존) 구조 등 다양한 구조가 존재할 수 있다.

이하에서, 본 명세서에 제안하는 short PUCCH로 전송 가능한 CSI 피드백 속성과 long PUCCH로 전송 가능한 CSI 피드백 속성에 대해 살펴본다.

먼저, short PUCCH는 RRC로 PUCCH 자원을 미리 설정한 후, on-demand로 (e.g. fast ACK/NACK이 필요한 경우) 해당 자원을 상대적으로 dynamic하게 ON(온) 또는 OFF(오프)할 수 있다.

이에 반해, long PUCCH는 LTE(-A) 시스템의 PUCCH와 유사하게 RRC 설정에 의해 반-정적으로 자원을 점유하는 형태로 설계될 수 있다.

따라서, short PUCCH는 비주기적(aperiodic) CSI 보고 용도(e.g. fast CSI feedback 용도)로 보다 적합할 수 있고, long PUCCH는 반-고정적(semi-persistent), 주기적(periodic) CSI 보고 용도에 보다 적합할 수 있다.

다만, 네트워크 또는 기지국이 단말로 특정 시간 구간 동안 (특정 주기로) (해당 단말에게) short PUCCH의 이용 가능성(availability)를 확정해 줄 수 있는 경우, 상기 short PUCCH 역시 반-고정적(semi-persistent), 주기적(periodic) CSI 보고에 활용될 수도 있다.

여기서, 비주기적(aperiodic) CSI 보고 용도로 사용되는 PUCCH는 short PUCCH로 한정되는 것이 바람직할 수 있다.

상술한 바와 같이, short PUCCH는 빠른 피드백(fast feedback) 용으로 사용되나, 매우 적은 payload를 갖는 CSI 보고 용도로 활용될 수도 있다.

Short PUCCH로 전송 가능한 CSI feedback 속성

아래와 같은 CSI 피드백(feedback) 정보들은 short PUCCH를 통해 전달될 수 있다.

- (semi-)OL(Open Loop) 전송을 위한 피드백 또는 상호(reciprocal) 채널 환경을 위한 non-PMI 피드백(CQI 포함, PMI를 포함하지 않음, 또는 적은 PMI를 포함): {CQI, RI}, {CQI}, {CRI, CQI}, {W1, CQI} 등

TDD(Time Division Duplex) 시스템과 같이 uplink RS(Reference Signal)을 통해 DL 빔(beam) 또는 PMI가 결정될 수 있는 경우, 많은 payload를 요구하는 PMI 피드백이 필요 없이 빠르게 CSI 획득(acquisition)을 할 수 있는 non-PMI 피드백(feedback)이 지원될 수 있다.

또는, FDD(Frequency Division Duplex) 시스템에서 PMI 피드백이 없이 동작 가능한 OL(Open Loop) MIMO 용 피드백 또는 semi-open-loop 동작을 위해 일부 PMI(또는 CRI) 정보만 피드백에 포함될 수도 있다.

- 하이브리드(Hybrid) CSI에 대한 조각된(fragmented) CSI 또는 부분적인(partial) 피드백 (CQI 제외): {CRI}, {RI}, {W1}, {W1, CRI, RI}의 조합, {beam identifier(e.g. CRI+port index)}, {beam group identifier} 등

위와 같이, CSI 피드백 정보가 많은 경우, CSI 피드백 정보 중 일부 정보만 우선적으로 피드백 하는 용도로 short PUCCH가 활용될 수 있다.

예를 들어, LTE(Rel-14) hybrid CSI mechanism 2에서 첫 번째 단계에서의 피드백 정보인 CRI만 short PUCCH로 전송되고, 두 번째 단계에서의 피드백 정보인 {PMI, CQI, RI}는 long PUCCH 또는 PUSCH로 전송될 수 있다.

즉, 보고 세팅(reporting setting)에 CRI만 보고(report)하도록 설정된 경우, 또는 보고 세팅(reporting setting)에 RI 또는 PMI만 보고하도록 설정된 경우, short PUCCH가 사용되도록 설정될 수 있다.

또는, LTE PUCCH reporting mode 1-0과 유사한 형태로, RI는 short PUCCH로 전송되고, CQI는 long PUCCH 또는 PUSCH로 전송될 수 있다.

살핀 것처럼, long PUCCH는 반-정적(semi-static)으로 자원이 주기적으로 확보(또는 설정)되어 있고, short PUCCH는 자원이 on-demand로 확보되는 구조를 가질 때, 기지국은 short PUCCH와 long PUCCH를 동일 주파수 및 시간 자원에 일부 또는 전부가 overlap(또는 충돌)되도록 설정할 수 있다.

이 경우, 단말은 on-demand에 해당하는 short PUCCH를 우선적으로 전송하며, long PUCCH는 다음에 확보된(또는 설정된) 자원에서 전송하도록 할 수 있다.

여기서, short PUCCH를 우선적으로 전송한다는 의미는 overlap 영역에서 long PUCCH가 drop된다는 의미와 동일할 수 있다.

CSI part updating

다음으로, CSI의 파트(part)를 업데이트하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.

Short PUCCH 기반 CSI 피드백 전송 이전 시점까지 (해당 CSI-RS resource)에 대한 CSI feedback을 비주기적(aperiodic), 반-고정적(Semi-Persistent), 주기적(periodic) CSI 보고(reporting) 과정을 통해 (PUCCH 또는 PUSCH로) 1회 이상 완료한 경우, short PUCCH는 일부 CSI만(또는 CSI의 part만) 업데이트 하는 용도로 사용될 수 있다.

이 때, 단말은 업데이트 하는 CSI 파라미터를 제외한 나머지 CSI 파라미터들에 대해서는 가장 최근 시점에 보고한 값을 따른다고 가정하고, CSI 계산을 수행할 수 있다.

또는, 나머지 CSI 파라미터들 중 일부 또는 전부에 대해 어떤 값을 가정할 지를 기지국이 설정 또는 지정해 주거나, 약속된 규칙을 적용하도록 할 수도 있다.

어느 CSI 파라미터를 업데이트할지는 정해진 규칙에 따르거나, 또는 기지국이 설정 또는 지정해 주거나, 단말이 자율적으로 선택하도록 할 수 있다.

만약 CSI 파라미터의 업데이트를 단말이 선택하는 경우, CSI 파라미터의 변화가 가장 큰 파라미터를 업데이트 하는 용도로 short PUCCH를 사용할 수 있으며, 어느 파라미터를 업데이트 하였는지를 피드백 정보에 포함할 수 있다.

상기 '정해진 규칙'의 예시로, short PUCCH로 업데이트할 파라미터를 고정시키는 방안(e.g. CQI only)을 고려할 수 있다.

또 다른 예시로, 사용할 short PUCCH의 시간, 주파수, 코드(e.g. sequence ID, OCC, cyclic shift), 및/또는 공간 자원(e.g. DMRS port)에 따라 업데이트할 CSI 파라미터를 약속하는 방안도 고려할 수 있다.

다음으로, 매우 적은(compact) PMI를 가진 CSI 피드백에 대해 살펴보기로 한다.

closed-loop(CL) MIMO 전송을 위해 PMI를 피드백에 포함하는 방법도 고려할 수 있으나, 이 경우는 피드백 PMI 페이로드 사이즈(payload size)가 매우 작은 것이 바람직할 수 있다.

PMI payload size를 줄이기 위해, (1) 네트워크 설정 또는 지시를 통해 PMI 후보 군을 미리 줄여 놓는 방법(e.g. 코드북 서브셋 제한(codebook subset restriction))을 사용하거나, (2) 미리 규정된 규칙에 의해 short PUCCH에서 전송할 수 있는 codebook 종류, 구성, 크기, subset 등을 미리 제한하는 방법을 사용하거나, (3) 단말이 선호하는 codebook 종류, 구성, 크기, subset 등을 사전에 (capability reporting 등을 통해) signaling하는 방법 등이 사용될 수 있다.

상기 (1) 내지 (3)의 방법은 서로 조합되어 사용될 수도 있다.

예를 들어, (3)번 방식이 적용된 후, 단말 추천 codebook 구성 내에서 (1)번 방식이 적용될 수 있다.

Short PUCCH를 통해 전송되는 PMI 보고 정보는 상대적으로 많은 payload를 요구하는 피드백을 포함하지 않는 것이 보다 바람직할 수 있다.

예를 들어, NR에서 논의되고 있는 high spatial resolution codebook 인 type II feedback은 상기 short PUCCH를 통해 전송되는 PMI 보고 정보에 포함되지 않고, 상기 PMI 보고 정보는 type I codebook feedback만 지원하는 것이 바람직할 수 있다.

그 이유는 최악의 상황에서, type II feedback의 정보량이 type I feedback의 정보량보다 2배가 넘을 수 있다.

이 경우, short PUCCH를 통해 type II feedback을 지원하도록 정의할 수는 있으나, 이 때문에 단말의 구현 복잡도가 상당히 증가하는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 단말 구현의 용이성 등을 위해 short PUCCH는 feedback량이 상대적으로 많은 type II feedback을 지원하지 않도록 하는 제한(restriction)을 두는 것이 바람직하다.

상기 type I codebook은 low spatial resolution codebook일 수 있다.

여기서, type II feedback은 선형 결합 코드북(linear combining codebook) 형태 또는 명시적인 피드백(explicit feedback) 형태일 수 있다.

또한, short PUCCH는 subband PMI (W2) 피드백을 지원하지 않거나, 만약 상기 short PUCCH를 통해 전송되는 PMI 보고 정보가 상기 subband PMI (W2) 피드백을 지원 (또는 포함)하는 경우, W2로 빔 선택(beam selection) 기능을 포함하지 않고, 1 내지 2bit로 co-phasing만 하는 형태가 바람직할 수 있다.

W2는 원래 subband별로 계산하여 보고해야 하지만, short PUCCH는 예외적으로 전체 band에 average한 하나의 값만 구해서 전송하도록 할 수도 있다.

또는, short PUCCH로는 W1*W2형태인 dual codebook 구조가 아닌 LTE Rel-8 codebook과 같이 single codebook 형태만 적용할 수 있도록 제한을 둘 수도 있다.

이 때, short PUCCH용 codebook 구조가 별도로 정의될 수도 있다.

또는, 코드북 적용 시 프리코딩 행렬(precoding matrix)의 크기를 결정하는 CSI-RS antenna port 수 및/또는 RI 값의 최대값을 제한하여 적은 payload size로 PMI를 지원하도록 할 수도 있다.

특히, short PUCCH 기반 CSI 보고 시에는 rank=1로만 제한하여 PMI+CQI, CRI+CQI, 및/또는 포트 선택(port selection)용 PMI+CQI 만 피드백하도록 할 수 있다.

만약 기지국이 설정 또는 지시한 CSI-RS antenna port 수 Y가 상기 제한 값 X를 초과하는 경우, 단말은 (정해진 규칙에 따라) Y ports를 X ports로 줄이는(virtualize) 방법을 적용한 후, X 포트 코드북(port codebook)에서 PMI를 찾도록 할 수 있다.

상기 Y ports를 X ports로 줄이는 방법의 일례로, Y 개의 채널 추정 값들을 Y by 1 벡터로 구성한 후, X by Y 크기 행렬을 우변에 곱하여 X by 1 벡터로 변형(transform)할 수 있다.

해당 행렬은 각 행마다 하나의 원소는 1, 나머지 원소들은 0을 갖는 형태로 생성한 port selection 행렬이거나 또는, 임의의 계수로 결합을 수행하는 포트 결합(port combining) 행렬일 수 있다.

또한, short PUCCH 기반 PMI 보고 시, 복수 패널간 co-phasing 정보 또는 PMI 성분은 (PMI) 보고 정보에서 제외될 수 있다.

또는, short PUCCH를 이용하여 PMI 보고가 설정된 경우, UE는 기지국이 CSI-RS의 port 수를 X개 초과로 설정하는 것을 기대하지 않을 수 있다.

PMI와 유사하게 다른 CSI 보고 파라미터들(e.g. CQI, RI, CRI 등) 역시 (1) 네트워크 설정 또는 지시를 통해 CSI 파라미터의 후보군을 미리 줄여 놓는 방법을 사용하거나, (2) 미리 규정된 규칙에 의해 CSI 파라미터의 범위나 resolution 등을 미리 제한하는 방법을 사용하거나, (3) 단말이 선호하는 CSI 파라미터를 사전에 (capability reporting등을 통해) signaling하는 방법을 사용할 수 있다.

상기 미리 규정된 규칙에 의해 CSI 파라미터의 범위나 resolution 등을 미리 제한하는 방법은 일례로, 최대 RI는 2 또는 4, 최대 수(maximum number), CQI의 제한된 range/resolution으로 제한될 수 있다(maximum RI can be limited up to 2 or 4, maximum number, limited range/resolution of CQI).

상기 (1) 내지 (3)의 방법들을 적용함에 있어, payload size를 더 줄이기 위해 둘 또는 그 이상의 CSI 파라미터들이 함께 인코딩(jointly encoded)될 수 있다. 일례로, CRI 및 RI는 함께 인코딩될 수 있다.

또한, 상기 방법들은 1 symbol PUCCH와 2 symbol PUCCH에 대해 차등적으로 적용될 수 있다.

또한, 2 symbol PUCCH에 상대적으로 더 많은 CSI 피드백 정보가 전달될 수 있다.

페이로드 사이즈(payload size)의 제한 때문에, 1 symbol PUCCH는 ACK 또는 NACK만을 전송하고, CSI 피드백이 지원되지 않을 수도 있다.

예를 들어, short PUCCH의 경우, CSI 피드백은 지원되지 않고, ACK 또는 NACK 피드백만 지원되도록 short PUCCH가 설계될 수도 있다.

또한, 동일 심볼 수를 갖더라도 PUCCH format에 따라 상기 (1) 내지 (3)의 방법들이 차등적으로 적용될 수 있다.

즉, 동일 심볼 수를 갖는 short PUCCH 또는 long PUCCH에 (예를 들어, 멀티플렉싱(multiplexing)할 수 있는 최대 단말 수 또는 channel coding 방식에 따라) 복수 개의 (PUCCH) format들이 정의될 수 있으며, 각 format별로 전송할 수 있는 payload의 크기가 다를 수 있다.

Long PUCCH로 전송 가능한 CSI feedback 속성

다음으로, long PUCCH를 이용한 CSI feedback에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.

NR 시스템에서 long PUCCH의 symbol 수는 4 심볼부터 12 심볼까지 매우 가변적으로 설정될 수 있다.

따라서, 심볼 수가 적은 long PUCCH는 전송할 수 있는 CSI 페이로드 사이즈(payload size)의 제한이 상대적으로 더 커지고, 심볼 수가 큰 long PUCCH는 전송할 수 있는 CSI payload size의 제한이 상대적으로 크지 않을 수 있다.

따라서, PUCCH 심볼 수 (및 PUCCH format)에 따라 전송할 수 있는 CSI 피드백 정보의 종류 및/또는 양은 달라질 수 있으며, 그에 따라 지원하는 CSI 보고 모드(reporting mode)(의 범위) 역시 달라지는 것이 보다 바람직할 수 있다.

상기 PUCCH 심볼 수와 함께 PUCCH의 주파수 영역의 크기(e.g. PRB size)도 가변하는 경우, PUCCH의 주파수 영역의 크기에 따라 전송 가능한 CSI 피드백 정보의 종류 및/또는 양은 다르게 설정될 수 있다.

참고로, 본 명세서에서 사용하는 'A 및/또는 B'는 'A 또는 B 중 적어도 하나를 포함한다'는 의미와 동일하게 해석될 수 있다.

이 경우, PUCCH 주파수 영역의 크기, PUCCH 심볼 수 (및 PUCCH format)이라는 두 개 (또는 세 개의) 파라미터들의 함수로서 CSI 피드백 종류 및/또는 양, CSI 보고 모드(reporting mode)(의 범위)가 정의될 수 있다.

이 방법은 앞서 살핀 short PUCCH에도 동일하게 적용될 수 있다.

아래 표 5 및 표 6에서, X1, X2, Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Z1은 1≤X1≤X2, Y1≤Y2≤Y3≤Y4≤Y5, 4≤Z1≤Z2의 조건을 만족한다고 가정한다.

따라서, long PUCCH에서도 심볼 수, PUCCH 포맷 및/또는 주파수 크기에 따라서 short PUCCH에서 설명했던 다양한 CSI payload size를 줄이는 방법이 차등적으로 적용될 수 있다.

이하에서 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

예를 들어, 상대적으로 적은 (OFDM) 심볼 수 및/또는 작은 주파수 크기를 갖는 long PUCCH는 (semi-)OL(Open Loop) 전송을 위한 피드백, 상호(reciprocal) 채널 환경을 위한 non-PMI 피드백, 조각된(fragmented) CSI, 복합(hybrid) CSI를 위한 부분 피드백(partial feedback), CSI, 및/또는 CSI 부분(part)의 updating, 매우 작은 PMI를 가지는 피드백(feedback with very compact PMI)를 지원한다.

그리고, 상대적으로 큰 심볼 수 및/또는 큰 주파수 크기를 갖는 long PUCCH는 (상기 feedback과 함께) 보다 고 해상도(high resolution)으로 closed-loop MIMO 동작을 지원하는 PMI를 가지는 CSI feedback을 지원하도록 할 수 있다.

상기 long PUCCH를 통해 전송되는 PMI는 상대적으로 큰 payload size를 요구하는 subband PMI, type II codebook(e.g. PMI, matrix index)에 대한 피드백 등을 포함할 수 있으며, 상대적으로 더 많은 수의 CSI-RS 안테나 포트들(antenna ports)까지도 지원할 수 있다.

물론, long PUCCH의 최대 심볼 수 및 주파수 크기를 사용하더라도 PUSCH로 보낼 수 있는 최대 CSI 피드백 정보량 보다는 적을 수 있으므로, long PUCCH에 대한 일종의 제한이 역시 필요할 수 있다.

예를 들어, long PUCCH 기반 type II codebook 지원 시 Cat1(category 1)으로 대표되는 선형 결합 코드북(linear combining codebook)의 경우, 서브밴드 페이로드(subband payload) 사이즈를 고려하여 codebook에서 combining될 수 있는 최대 빔의 개수(L) 또는 combining 계수(위상 및/또는 크기)의 단위(granularity)가 제한될 수 있다.

또는, 지원되는 최대 rank가 제한될 수도 있다. 예를 들어, type II Cat1 codebook의 rank 1에 대한 CSI 피드백은 대략 100 내지 200bits가 필요할 수 있다.

그리고, rank N에 대한 CSI 피드백은 상기 rank 1 값의 N 배 정도의 payload size가 요구될 수 있기 때문에, long PUCCH로 지원되는 최대 rank를 제한(e.g. rank=1만 지원)할 수 있다.

또한, LTE의 경우, 캐리어(carrier)의 크기에 따라 서브밴드 사이즈(subband size)가 고정되는 반면에, NR의 경우 carrier bandwidth part(BWP)의 범위마다 설정 가능한 subband size가 두 개씩 정의되어 있다.

즉, 특정 크기의 CC(component carrier) 또는 BWP 에 대해 기지국은 두 개의 후보 subband size 중 하나를 설정할 수 있다.

아래 표 7은 NR에서 정의하는 subband size들의 일례를 나타낸 표이다.

위와 같은 방법을 적용한 시스템에 있어서, 기지국이 설정하는 subband size에 따라 요구되는 CSI feedback의 payload 크기가 달라질 수 있다.

먼저, PUCCH 타입(또는 포맷)(e.g. short PUCCH 또는 long PUCCH, PUCCH PRB sizes)에 따라 설정 가능한 최대 subband의 개수를 다르게 정의하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.

예를 들어, NR의 long PUCCH는 3 가지 format(PUCCH format 1, PUCCH format 3, PUCCH format 4)로 구성되었으며, CSI 피드백 용도로는 PUCCH format 3과 PUCCH format 4를 설정 또는 사용할 수 있다.

PUCCH format 3은 복수의 PRB size들을 갖도록 설정할 수 있으나, PUCCH format 4는 PRB size=1로 고정되도록 정의되어 있다.

따라서, long PUCCH라 하더라도 PUCCH format 3에 비해 PUCCH format 4는 상대적으로 더 적은 CSI 정보량(대략 115bits)만을 전송할 수 있다.

따라서, PUCCH format 4는 설정받을 수 있는 subband의 수 (또는 subband size)가 제한되는 것이 보다 바람직할 수 있다.

상기 표 7에 의해 계산되는 subband의 개수는 아래 표 8과 같다.

SB(subband) CSI 보고(reporting)의 경우, SB의 개수가 증가함에 따라 feedback되는 payload 크기도 증가하게 된다.

예를 들어, BWP의 크기가 145 - 275 PRBs 구간에서 subband size가 16PRBs로 설정되면, 18개의 subband가 존재하며, reporting되는 SB CQI와 PMI도 subband 수(18개)의 배수로 증가하게 된다.

이러한 이유로, 단말은 아래 표 9와 같이 subband size가 설정되는 것을 기대하지 않는다.

또는, 서브밴드 사이즈(subband size)의 디폴트 값(default value)를 BWP에 따라 아래 표 10과 같이 설정함으로써, PUCCH 기반 SB reporting시 단말은 SB size가 default value 이외의 값으로 설정 받는 경우를 기대하지 않거나 또는, 만약 default value 이외의 값으로 설정되더라도 무시하고, 표 10의 default value로 CSI reporting을 수행한다.

또한, payload에 영향을 미치는 요소는 단말이 사용하는 codebook의 종류이므로, (앞서 살핀 바와 같이) type I codebook 또는 type II codebook에서 combining될 수 있는 최대 빔의 개수(L) 또는 combining 계수(위상 및/또는 크기)의 granularity를 제한하거나 또는 rank를 제한할 수 있다.

보다 구체적으로, NR에서 사용하는 Type I 단일 패널(single panel) 코드북의 경우 즉, CodebookMode = 1의 경우, dual stage codebook (W=W1*W2)에서 W1을 구성하는 빔의 수는 (codebook mode = 1이면) 1개이며, codebook mode = 2인 경우, 상기 W1을 구성하는 빔의 수는 4로 계산된다.

상기 빔의 개수가 많은 경우, SB PMI에 상응하는 W2의 payload size가 증가하게 된다.

따라서, 제안하는 suband size의 제한과 함께 또는 단독으로 PUCCH 기반 SB reporting에서 Type I single panel 코드북을 사용하는 경우, CodebookMode = 2로 설정되는 것을 제한하거나 또는 단말은 상기 CodebookMode = 2의 설정을 기대하지 않을 수 있다.

또한, Type I 멀티 패널(multi-panel) 코드북의 경우, codebook mode = 1이면, WB 패널 교정기(panel corrector)를 사용하며, codebook mode =2 이면, SB panel corrector를 사용하게 된다.

상기 panel corrector는 패널 간의 위상을 맞춰주는 역할을 하는 것으로, multi-panel 코드북의 성능을 향상시켜준다.

Single-panel의 경우와 유사하게, codebook mode = 2 로 설정되는 경우, SB PMI의 payload 크기가 증가하므로, 상기 제안하는 subband size 제한과 함께 또는 단독으로 PUCCH 기반 SB reporting은 Type I multi panel 코드북을 사용하는 경우 CodebookMode = 2로 설정되는 것을 제한하거나 또는, 단말은 상기 CodebookMode = 2의 설정을 기대하지 않을 수 있다.

상기 codebook 설정 관련 제한 사항은 특정 subband 개수(들) 또는 subband size(들)에 한정적으로 적용될 수도 있다.

또한, 반-고정적/주기적(Semi-persistent/periodic) CSI reporting시 short PUCCH와 long PUCCH를 함께 RRC로 설정해 놓고, 각 CSI reporting instance에 보고할 CSI 피드백 양이 (CSI 파라미터 조합에 무관하게) 특정 임계값(threshold) 이상일 경우 long PUCCH를 사용하고, 이하일 경우 short PUCCH를 사용하여 전송하는 동작이 정의(또는 설정)될 수 있다.

또한, 복수의 long PUCCH 또는 short PUCCH 설정 시, long PUCCH 또는 short PUCCH의 심볼 수에 따라서도 추가로 정해진 임계값(threshold) 이상일 경우 보다 많은 수의 심볼로 구성된 long PUCCH 또는 short PUCCH로 전송하고, 임계값(threshold) 이하인 경우 보다 적은 수의 심볼로 구성된 long PUCCH 또는 short PUCCH로 전송하는 동작이 정의 또는 설정될 수 있다.

또한, PUSCH 자원도 RRC 설정에 포함될 수 있고, 이 경우 특정 임계값(threshold) 이상의 CSI 피드백 양을 보내야 하는 경우 PUSCH 자원을 사용하도록 규정 또는 설정될 수 있다.

요약하여 예를 들면, 복수의 threshold들이 존재하여 각 reporting instance에 전송할 CSI 피드백 총량 순으로 PUSCH, 많은 심볼 수를 가진 long PUCCH, 적은 심볼 수를 가진 long PUCCH, 2 symbol PUCCH, 1 symbol PUCCH 순서로 사용될 수 있다.

도 11은 본 명세서에서 제안하는 CSI 보고를 수행하는 단말 동작의 일례를 나타낸 순서도이다.

즉, 도 11은 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보(channel state information, CSI)를 보고(report)하는 단말의 동작을 나타낸다.

먼저, 단말은 CSI 피드백 타입(feedback type)에 따라 상기 CSI를 보고하기 위한 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 포맷(format) 타입을 결정한다(S1110).

여기서, 상기 PUCCH 포맷 타입은 short PUCCH 또는 long PUCCH일 수 있다.

이후, 상기 단말은 상기 결정된 PUCCH 포맷 타입을 통해 상기 CSI를 기지국으로 보고(report)한다(S1120).

상기 CSI 보고는 CSI 피드백, CSI 전송 등으로 표현될 수도 있다.

여기서, 상기 결정된 PUCCH 포맷 타입이 short PUCCH인 경우, 상기 보고되는 CSI는 type I CSI 피드백을 지원하고, 상기 결정된 PUCCH 포맷 타입이 long PUCCH인 경우, 상기 보고되는 CSI는 type I CSI 피드백과 type II CSI 피드백을 지원할 수 있다.

이처럼, short PUCCH를 통해 전송되는 CSI 피드백에 type I CSI 피드백으로 제한(restriction)을 두는 이유는 아래와 같다.

최악의 상황에서, type II feedback의 정보량은 type I feedback의 정보량보다 2배가 넘을 수 있다.

이 경우, short PUCCH를 통해 type II feedback을 지원하도록 정의할 수는 있으나, 이로 인해 단말의 구현 복잡도가 상당히 증가하는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 단말 구현의 용이성 등을 위해, short PUCCH는 feedback량이 상대적으로 많은 type II feedback을 지원하지 않도록 하는 제한(restriction)을 두는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로, 상기 short PUCCH를 통해 보고되는 CSI는 서브밴드(subband, SB) type I CSI feedback을 지원하지 않는다. 즉, 상기 short PUCCH를 통해 보고되는 CSI는 광대역(wideband, WB) type I CSI feedback만을 지원할 수 있다.

또한, 상기 long PUCCH를 통해 보고되는 CSI는 서브밴드(subband, SB) type I CSI feedback을 지원할 수 있다.

그리고, 상기 보고되는 CSI는 네트워크 또는 기지국에 의해 비주기적(aperiodic), 주기적(periodic) 또는 반-고정적(semi-persistent)으로 설정될 수 있다.

단, 상기 long PUCCH를 통한 주기적 CSI 보고는 Type II CSI feedback을 지원하지 않을 수 있다.

그 이유는 Type II CSI feedback은 정교하고, 많은 양의 정보를 포함하기 때문에, 단말 관점에서 주기적으로 CSI를 보고하는 것이 구현 복잡도를 높일 수 있기 때문이다.

이 경우 type I CSI 피드백은 type I PMI 또는 type I codebook (피드백) 등으로 표현될 수 있으며, type II CSI 피드백은 type II PMI 또는 type II codebook (피드백) 등으로 표현될 수 있다.

살핀 것처럼, type I codebook은 low spatial resolution codebook이며, type II codebook은 high spatial resolution codebook을 의미할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 type I CSI 피드백은 W1을 통해 빔 그룹이 선택(beam group selection)된 후, W2를 통해 빔 선택 및/또는 레이어(layer)들에 대한 위상 조정(co-phasing) 기능과 관련된다.

그리고, 상기 type II CSI 피드백은 W1을 통해 빔 그룹이 선택(beam group selection)된 후, W2를 통해 빔 결합 및/또는 레이어(layer)들에 대한 위상 조정(co-phasing)과 관련된다.

예를 들면, Type I CSI 피드백은 W1으로 2 빔을 선택하고, W2로 2 빔 중 하나를 선택하는데 반해, Type II CSI 피드백은 2 빔을 선형 결합(linear combination, LC)하여 새로운 방향 및 위상을 갖는 빔으로 생성해 내는 자유도를 부여해서 공간 해상도(spatial resolution)을 높이게 된다.

또한, 상기 long PUCCH는 PUCCH format 4를 포함하며, 상기 PUCCH format 4를 통해 전송되는 CSI 정보량은 115비트까지일 수 있다.

즉, 상기 PUCCH format 4에 대한 CSI feedback payload size의 크기는 115비트를 넘지 않는다.

만일, 상기 short PUCCH와 상기 long PUCCH가 동일 시간 및 주파수 자원에서 일부 또는 전부가 중첩(overlap)되는 경우, 상기 short PUCCH가 우선적으로 전송될 수 있다.

즉, 이는 long PUCCH의 전송이 드롭(drop)된다는 의미로 해석될 수 있고, drop의 구현의 일례는 rate matching, puncturing 등일 수 있다.

또한, 상기 CSI가 long PUCCH를 통해 보고되고, type II CSI 피드백을 지원하는 경우, 상기 CSI는 CSI의 부분(또는 조각된 CSI)일 수 있다.

보다 구체적으로, long PUCCH를 통해 CSI를 보고하는 경우, Type II SB CSI인 경우 part I 만 전송을 허용할 수 있다.

즉, part II 전송 설정은 허용하지 않음을 의미한다.

참고로, Type II WB CSI는 part I과 part II를 모두 보낼 수 있다.

다만, 단말이 Type II WB CSI를 encoding하는 경우, 상기 part I과 part II는 나누어지지 않고, 하나의 part로 encoding을 수행한다.

여기서, part I은 CRI, RI, CQI1(1st CW(codeword)에 대한 CQI) 및/또는 NZBI이고, part II는 PMI, CQI2(2nd CW에 대한 CQI)일 수 있다.

여기서, NZBI는 레이어 별 non-zero wideband amplitude coefficients의 개수를 지시한다.

따라서, Type II CSI feedback의 경우 long PUCCH로 보고 설정되면 CRI/RI/CQI/NZBI만 보고할 수 있고, (나머지) PMI는 보고에서 생략된다.

여기서, NZBI는 LC codebook에서 몇 개의 빔을 combining하는 것이 좋은 지를 단말이 선택해서 보고하는 정보로, PMI의 일부 정보라고 볼 수도 있다.

만약 기지국이 L값을 설정하면, 단말이 W1으로 L개의 빔 그룹을 선택해서 보고하면서, W2에서 linear combination을 수행할 때 non-zero amplitude를 적용할, 즉 L개 중에 combining을 수행할 일부 M(<=L)개에 대해 ‘M’을 보고하는 정보를 의미할 수 있다.

본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

도 12를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(또는 네트워크)(1210)와 단말(1220)을 포함한다.

기지국(1210)는 프로세서(processor, 1211), 메모리(memory, 1212) 및 통신 모듈(communication module, 1213)을 포함한다.

프로세서(1211)는 앞서 도 1 내지 도 11에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 유/무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1211)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1212)는 프로세서(1211)와 연결되어, 프로세서(1211)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 통신 모듈(1213)은 프로세서(1211)와 연결되어, 유/무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

상기 통신 모듈(1213)은 무선 신호를 송/수신하기 위한 RF부(radio frequency unit)을 포함할 수 있다.

단말(1220)은 프로세서(1221), 메모리(1222) 및 통신 모듈(또는 RF부)(1223)을 포함한다. 프로세서(1221)는 앞서 도 1 내지 도 11에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1221)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1222)는 프로세서(1221)와 연결되어, 프로세서(1221)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 통신 모듈(1223)는 프로세서(1221)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

메모리(1212, 1222)는 프로세서(1211, 1221) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1211, 1221)와 연결될 수 있다.

또한, 기지국(1210) 및/또는 단말(1220)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

특히, 도 13에서는 앞서 도 12의 단말을 보다 상세히 예시하는 도면이다.

도 13을 참조하면, 단말은 프로세서(또는 디지털 신호 프로세서(DSP: digital signal processor)(1310), RF 모듈(RF module)(또는 RF 유닛)(1335), 파워 관리 모듈(power management module)(1305), 안테나(antenna)(1340), 배터리(battery)(1355), 디스플레이(display)(1315), 키패드(keypad)(1320), 메모리(memory)(1330), 심카드(SIM(Subscriber Identification Module) card)(1325)(이 구성은 선택적임), 스피커(speaker)(1345) 및 마이크로폰(microphone)(1350)을 포함하여 구성될 수 있다. 단말은 또한 단일의 안테나 또는 다중의 안테나를 포함할 수 있다.

프로세서(1310)는 앞서 도 1 내지 도 11에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 프로세서(1310)에 의해 구현될 수 있다.

메모리(1330)는 프로세서(1310)와 연결되고, 프로세서(1310)의 동작과 관련된 정보를 저장한다. 메모리(1330)는 프로세서(1310) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1310)와 연결될 수 있다.

사용자는 예를 들어, 키패드(1320)의 버튼을 누르거나(혹은 터치하거나) 또는 마이크로폰(1350)를 이용한 음성 구동(voice activation)에 의해 전화 번호 등과 같은 명령 정보를 입력한다. 프로세서(1310)는 이러한 명령 정보를 수신하고, 전화 번호로 전화를 거는 등 적절한 기능을 수행하도록 처리한다. 구동 상의 데이터(operational data)는 심카드(1325) 또는 메모리(1330)로부터 추출할 수 있다. 또한, 프로세서(1310)는 사용자가 인지하고 또한 편의를 위해 명령 정보 또는 구동 정보를 디스플레이(1315) 상에 디스플레이할 수 있다.

RF 모듈(1335)는 프로세서(1310)에 연결되어, RF 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1310)는 통신을 개시하기 위하여 예를 들어, 음성 통신 데이터를 구성하는 무선 신호를 전송하도록 명령 정보를 RF 모듈(1335)에 전달한다. RF 모듈(1335)은 무선 신호를 수신 및 송신하기 위하여 수신기(receiver) 및 전송기(transmitter)로 구성된다. 안테나(1340)는 무선 신호를 송신 및 수신하는 기능을 한다. 무선 신호를 수신할 때, RF 모듈(1335)은 프로세서(1310)에 의해 처리하기 위하여 신호를 전달하고 기저 대역으로 신호를 변환할 수 있다. 처리된 신호는 스피커(1345)를 통해 출력되는 가청 또는 가독 정보로 변환될 수 있다.

도 14는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 RF 모듈의 일례를 나타낸 도이다.

구체적으로, 도 14는 FDD(Frequency Division Duplex) 시스템에서 구현될 수 있는 RF 모듈의 일례를 나타낸다.

먼저, 전송 경로에서, 도 12 및 도 13에서 기술된 프로세서는 전송될 데이터를 프로세싱하여 아날로그 출력 신호를 송신기(1410)에 제공한다.

송신기(1410) 내에서, 아날로그 출력 신호는 디지털-대-아날로그 변환(ADC)에 의해 야기되는 이미지들을 제거하기 위해 저역 통과 필터(Low Pass Filter,LPF)(1411)에 의해 필터링되고, 상향 변환기(Mixer, 1412)에 의해 기저대역으로부터 RF로 상향 변환되고, 가변이득 증폭기(Variable Gain Amplifier,VGA)(1413)에 의해 증폭되며, 증폭된 신호는 필터(1414)에 의해 필터링되고, 전력 증폭기(Power Amplifier,PA)(1415)에 의해 추가로 증폭되며, 듀플렉서(들)(1450)/안테나 스위치(들)(1460)을 통해 라우팅되고, 안테나(1470)을 통해 전송된다.

또한, 수신 경로에서, 안테나(1470)은 외부로부터 신호들을 수신하여 수신된 신호들을 제공하며, 이 신호들은 안테나 스위치(들)(1460)/듀플렉서들 (1450)을 통해 라우팅되고, 수신기(1420)으로 제공된다.

수신기(1420)내에서, 수신된 신호들은 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, LNA)(1423)에 의해 증폭되며, 대역통과 필터(1424)에 의해 필터링되고, 하향 변환기(Mixer,1425)에 의해 RF로부터 기저대역으로 하향 변환된다.

상기 하향 변환된 신호는 저역 통과 필터(LPF,1426)에 의해 필터링되며, VGA(1427)에 의해 증폭되어 아날로그 입력 신호를 획득하고, 이는 도 12 및 도 13에서 기술된 프로세서에 제공된다.

또한, 로컬 오실레이터 (local oscillator, LO) 발생기(1440)는 전송 및 수신 LO 신호들을 발생 및 상향 변환기(1412) 및 하향 변환기(1425)에 각각 제공한다.

또한, 위상 고정 루프(Phase Locked Loop,PLL)(1430)은 적절한 주파수들에서 전송 및 수신 LO 신호들을 생성하기 위해 프로세서로부터 제어 정보를 수신하고, 제어 신호들을 LO 발생기(1440)에 제공한다.

또한, 도 14에 도시된 회로들은 도 14에 도시된 구성과 다르게 배열될 수도 있다.

도 15는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 RF 모듈의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.

구체적으로, 도 15는 TDD(Time Division Duplex) 시스템에서 구현될 수 있는 RF 모듈의 일례를 나타낸다.

TDD 시스템에서의 RF 모듈의 송신기(1510) 및 수신기(1520)은 FDD 시스템에서의 RF 모듈의 송신기 및 수신기의 구조와 동일하다.

이하, TDD 시스템의 RF 모듈은 FDD 시스템의 RF 모듈과 차이가 나는 구조에 대해서만 살펴보기로 하고, 동일한 구조에 대해서는 도 14의 설명을 참조하기로 한다.

송신기의 전력 증폭기(Power Amplifier,PA)(1515)에 의해 증폭된 신호는 밴드 선택 스위치(Band Select Switch,1550), 밴드 통과 필터(BPF,1560) 및 안테나 스위치(들)(1570)을 통해 라우팅되고, 안테나(1580)을 통해 전송된다.

또한, 수신 경로에서, 안테나(1580)은 외부로부터 신호들을 수신하여 수신된 신호들을 제공하며, 이 신호들은 안테나 스위치(들)(1570), 밴드 통과 필터(1560) 및 밴드 선택 스위치(1550)을 통해 라우팅되고, 수신기(1520)으로 제공된다.

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 CSI 보고 방법은 NR 시스템, 5G 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims

무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보(channel state information, CSI)를 보고(report)하는 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 방법은,
CSI 피드백 타입(feedback type)에 따라 상기 CSI를 보고하기 위한 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 포맷(format) 타입을 결정하는 단계,
상기 PUCCH 포맷 타입은 short PUCCH 또는 long PUCCH이며; 및
상기 결정된 PUCCH 포맷 타입을 통해 상기 CSI를 기지국으로 보고(report)하는 단계를 포함하되,
상기 결정된 PUCCH 포맷 타입이 short PUCCH인 경우, 상기 보고되는 CSI는 type I CSI 피드백을 지원하고,
상기 결정된 PUCCH 포맷 타입이 long PUCCH인 경우, 상기 보고되는 CSI는 type I CSI 피드백과 type II CSI 피드백을 지원하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 short PUCCH를 통해 보고되는 CSI는 type I 서브밴드(subband, SB) CSI feedback을 지원하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 long PUCCH를 통해 보고되는 CSI는 type I 서브밴드(subband, SB) CSI feedback을 지원하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 보고되는 CSI는 주기적(periodic) 또는 반-고정적(semi-persistent)으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 type I CSI 피드백은 W1을 통해 빔 그룹이 선택(beam group selection)된 후, W2를 통해 빔 선택 및/또는 레이어(layer)들에 대한 위상 조정(co-phasing)과 관련되며,
상기 type II CSI 피드백은 W1을 통해 빔 그룹이 선택(beam group selection)된 후, W2를 통해 빔 결합 및/또는 레이어(layer)들에 대한 위상 조정(co-phasing)과 관련되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 long PUCCH는 PUCCH format 4를 포함하며,
상기 PUCCH format 4를 통해 전송되는 CSI 정보량은 115비트까지인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 short PUCCH와 상기 long PUCCH가 동일 시간 및 주파수 자원에서 일부 또는 전부가 중첩(overlap)되는 경우, 상기 short PUCCH가 우선적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 short PUCCH는 시간 영역으로 1개 내지 2개의 OFDM 심볼을 포함하며,
상기 long PUCCH는 시간 영역으로 4개 내지 12개의 OFDM 심볼들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 CSI가 long PUCCH를 통해 보고되고, type II CSI 서브밴드(subband, SB) 피드백을 지원하는 경우, CSI의 부분이 보고되는 것을 특징으로 하는 방법.
무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보(channel state information, CSI)를 보고(report)하는 단말에 있어서,
무선 신호를 송수신하기 위한 RF 모듈(radio frequency module); 및
상기 RF 모듈과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
CSI 피드백 타입(feedback type)에 따라 상기 CSI를 보고하기 위한 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 포맷(format) 타입을 결정하며,
상기 PUCCH 포맷 타입은 short PUCCH 또는 long PUCCH이며; 및
상기 결정된 PUCCH 포맷 타입을 통해 상기 CSI를 기지국으로 보고(report)하도록 설정되며,
상기 결정된 PUCCH 포맷 타입이 short PUCCH인 경우, 상기 보고되는 CSI는 type I CSI 피드백을 지원하고,
상기 결정된 PUCCH 포맷 타입이 long PUCCH인 경우, 상기 보고되는 CSI는 type I CSI 피드백과 type II CSI 피드백을 지원하는 것을 특징으로 하는 단말.
제 10항에 있어서,
상기 short PUCCH를 통해 보고되는 CSI는 서브밴드(subband, SB) type I CSI feedback을 지원하지 않는 것을 특징으로 하는 단말.
제 10항에 있어서,
상기 long PUCCH를 통해 보고되는 CSI는 서브밴드(subband, SB) type I CSI feedback을 지원하는 것을 특징으로 하는 단말.
제 10항에 있어서,
상기 보고되는 CSI는 주기적(periodic) 또는 반-고정적(semi-persistent)으로 설정되는 것을 특징으로 하는 단말.
제 10항에 있어서,
상기 CSI는 프리코딩 매트릭스 인덱스(prcoding matrix index, PMI)인 것을 특징으로 하는 단말.
제 10항에 있어서,
상기 long PUCCH는 PUCCH format 4를 포함하며,
상기 PUCCH format 4를 통해 전송되는 CSI 정보량은 115비트까지 인 것을 특징으로 하는 단말.