KR20190015946A

KR20190015946A - 무선 통신 시스템에서 추가적인 상향링크 주파수를 지원하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20190015946A
Application number: KR1020170099778A
Authority: KR
Inventors: 장재혁; 김상범; 김동건; 알렉산더 사엔코; 진승리
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2017-08-07
Filing date: 2017-08-07
Publication date: 2019-02-15
Also published as: KR102369471B1; EP3442300B1; US20220346155A1; US20210227590A1; US10973056B2; EP3442300A1; US20190045550A1; EP3968727A1; US11388759B2; CN109392183B; CN109392183A

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 발명을 통해서 Temporary User ID를 이용하여 등록하는 단말이 보내는 registration request메시지를 효과적으로 처리할 수 있게 된다.

Description

무선 통신 시스템에서 추가적인 상향링크 주파수를 지원하기 위한 방법 및 장치 { METHOD AND APPARATUS FOR SUPPORTING AN ADDITIONAL UPLINK FREQUENCY IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM }

본 발명은 이동통신 시스템에서의 단말, 기지국 및 이의 동작에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 복수 개의 전송단위가 공존하는 무선통신시스템에서 단말이 랜덤엑세스를 수행하는 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 복수 개의 전송단위가 공존하는 무선통신시스템에서 단말이 소모 전력을 줄이기 위한 비연속수신 (Discontinous Reception, DRX) 동작을 수행하는 방법에 관한 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.

본 발명에서는 복수 개의 전송단위가 공존하는 무선통신시스템에서 단말이 랜덤액세스를 수행 시, 랜덤엑세스 자원 설정 지시 방법, 프리앰블 전송 후 랜덤엑세스응답 수신하는 방법 및 상기 랜덤엑세스응답 메시지 내 포함된 자원할당 정보에 따른 메시지를 전송하는 방법에 대해 제안한다.

또한, 본 발명에서는 복수 개의 전송단위가 공존하는 무선통신시스템에서 단말이 DRX 동작을 수행 시, 전력 소모를 줄임과 동시에 데이터 전송 지연도 각 전송단위별로 설정할 수 있는 방법에 대해 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 실시 예에 따르면, 단말은 랜덤엑세스를 수행하는 서빙셀의 전송단위에 따라 메시지를 전송하는 타이밍을 설정하여, 전송 지연을 조정하고 줄일 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 단말은 각 서빙셀의 전송단위에 따라 DRX 동작 가운데 특정 타이머의 설정을 전송단위에 따라 동작시킬 수 있으며, 전송 지연을 조정하고 줄일 수 있다.

도 1a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면
도 1b는 본 발명에서 추가적인 상향링크 주파수를 적용하는 개념도
도 1c는 본 본명에서 단말이 복수 개의 상향링크 주파수를 선택하는 개념도
도 1d는 본 본명에서 대기 모드 단말이 하나의 상향링크 주파수를 선택하는 과정을 설명하기 위한 도면
도 1e는 본 본명에서 대기 모드 단말이 하나의 상향링크 주파수를 선택하는 동작의 흐름도
도 1f는 본 본명에서 연결 모드 단말이 하나의 상향링크 주파수를 선택하는 과정을 설명하기 위한 도면
도 1g는 본 본명에서 연결 모드에서 대기 모드로 전환하는 단말에게 하나의 상향링크 주파수를 설정하는 과정을 설명하기 위한 도면
도 1h은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도
도 1i는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도
도 2a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면
도 2b는 기존 LTE 기술에서 DRX 동작을 설명하기 위한 도면
도 2c는 기존 LTE 기술에서 MAC PDU 포맷을 설명하기 위한 도면
도 2d는 기존 LTE 기술에서 MAC PDU에 포함되는 서브헤더 중 R/F2/E/LCID 포맷을 설명하기 위한 도면
도 2e는 본 발명에서 제안하는 DRX 주기를 지시하는 MAC CE을 설명하기 위한 도면
도 2f는 EN-DC 시나리오에서 DRX Command MAC CE을 처리하는 과정을 처리하는 단말의 동작 흐름도
도 2g는 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도
도 2h은 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도
도 3a은 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3c는 복수 개의 전송단위가 공존하는 상황에서 랜덤엑세스를 수행하는 타이밍을 도식화한 실시예 도면이다.
도 3d는 복수 개의 전송단위가 공존하는 상황에서 랜덤엑세스 수행 시 단말의 동작 순서 도면이다.
도 3e는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블록 구성 예시 도면이다.
도 4a은 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 4b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 4c는 복수 개의 전송단위가 공존하는 상황에서 비연속수신 동작을 수행하는 타이밍을 도식화한 실시예 도면이다.
도 4d는 복수 개의 전송단위가 공존하는 상황에서 DRX 동작을 수행하는 타이밍을 도식화한 실시예 도면이다.
도 4e는 복수 개의 전송단위가 공존하는 상황에서 비연속수신 동작 수행 시 단말의 동작 순서 도면이다.
도 4f는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블록 구성 예시 도면이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.

<제1 실시 예>

도 1a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 1a을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하NR NB)(1a-10) 과 NR CN (1a-05, New Radio Core Network)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말)(1a-15)은 NR NB(1a-10) 및 NR CN (1a-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 1a에서 NR NB(1a-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB (Evolved Node B)에 대응된다. NR NB는 NR UE(1a-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR NB(1a-10)가 담당한다. 하나의 NR NB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 기존 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. NR CN (1a-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. NR CN는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME (1a-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB (1a-30)과 연결된다.

도 1b는 본 발명에서 추가적인 상향링크 주파수를 적용하는 개념도이다.

이동 통신 시스템에서는 상, 하향링크에서 서비스 영역이 불일치하는 현상이 발생할 수 있다. 상기 불일치는 상, 하향링크의 채널 특성이 상이하거나, 단말의 최대 송신 전력이 제한되기 때문에 발생한다. 통상, 하향링크의 서비스 영역이 상향링크의 서비스 영역보다 더 넓다. 예를 들어, 3.5 GHz의 TDD 시스템에서 하향링크 서비스 영역 (1b-05)은 상향링크 서비스 영역 (1b-10)보다 더 넓다. 이 경우, 제 1 단말 (1b-20)은 상, 하향링크에서 서비스를 제공받는데 문제가 없지만, 제 2 단말 (1b-25)은 상향링크에서 데이터를 기지국 (1b-15)으로 성공적으로 전송하는데 문제가 발생한다. 따라서, 상기 불일치로 인한 문제를 제거하기 위해, 하향링크의 유효 서비스 영역을 줄여 상향링크와 일치시킨다. 즉, 하향링크에서 더 넓은 서비스 영역을 제공해줄 수 있음에도 불구하고, 상향링크의 서비스 영역까지 제한하는 것이다.

차세대 이동통신 시스템에서는 이러한 불일치로 인한 성능 제한을 해결하기 위해, 단말로 하여금 더 서비스 영역이 넓은 상향링크 주파수를 적용할 수 있게 한다. 즉, 3.5 GHz의 상향링크와 별도의 1.8 GHz의 상향링크 (1b-30)를 추가적으로 단말에게 제공한다. 상기 추가적인 상향링크 주파수를 supplementary uplink (SUL) 주파수라고 칭한다. 주파수 특성 상, 주파수 대역이 낮을수록, 무선신호 전파 거리가 늘어난다. 따라서, 3.5 GHz보다 낮은 1.8 GHz는 더 넓은 서비스 영역을 가능하게 해준다. 따라서, 제 2 단말 (1b-50)은 1.8 GHz의 상향링크 (1b-35)를 이용하여, 기지국 (1b-40)에 성공적으로 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 제 1 단말 (1b-45)은 서비스 영역 문제와는 상관없지만, 1.8 GHz와 3.5 GHz 상향링크를 모두 사용할 수 있기 때문에, 상향링크의 엑세스 혼잡을 분산시키는 목적으로 1.8 GHz와 3.5 GHz 중 하나를 선택하여 이용할 수도 있다. 상기 추가적인 상향링크 주파수는 LTE 주파수일 수도 있다.

도 1c는 본 본명에서 단말이 복수 개의 상향링크 주파수를 선택하는 개념도이다.

상기 언급하였듯이, 단말은 복수 개의 상향링크 주파수 중 어느 주파수를 이용할지 결정해야 한다. 예를 들어, 3.5 GHz의 차세대 이동통신 주파수 (1c-05)와 1.8 GHz의 추가적인 상향링크 주파수 (1c-10) 중 단말 (1c-15)은 하나를 선택하여, 랜덤 엑세스를 시도한다. 상기 단말은 두 상향링크 주파수를 모두 이용할 수도 있지만, 이를 지원하기 위해서는 복잡도가 증가하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 기지국이 제공하는 복수 개의 상향링크 주파수 중, 하나를 선택하여 랜덤 엑세스, 상향링크 데이터 전송 등을 수행하는 것을 가정한다. 즉, 동시에 복수 개의 상향링크 주파수를 이용하지 않는다. 대기 모드에 있는 단말은 기지국으로부터 시스템 정보를 통해 제공되는 소정의 정보를 이용하여, 랜덤 엑세스를 시도할 상향링크 주파수를 선택한다. 복잡도를 제한하기 위해, 연결 모드에 있는 단말은 다이나믹하게 이용하는 상향링크를 변경할 수는 없으나, semi-static하게는 변경 가능하다. 이용하던 상향링크를 변경하기 위해서는 단말은 새로 이용할 상향링크 주파수로 랜덤 엑세스 (즉, 프리엠블 전송, preamble)를 수행한다.

도 1d는 본 본명에서 대기 모드 단말이 하나의 상향링크 주파수를 선택하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

기지국 (1d-10)은 복수 개의 상향링크 중 하나를 선택하기 위해 필요한 정보와 각 상향링크에서 적용하는 랜덤 엑세스 설정 정보를 시스템 정보를 이용하여 단말 (1d-05)에게 전달한다 (1d-15). 상기 랜덤 엑세스 설정 정보는 랜덤 엑세스를 위한 무선 자원 정보, 프리엠블 송신 전력을 계산하기 위한 정보, 전송에 사용할 프리엠블 그룹 정보를 포함한다.

상기 정보를 수신한 단말은 이를 이용하여, 상향링크 주파수를 하나 선택한다 (1d-20). 이 때, 상기 선택한 주파수를 지원 가능한지 단말 능력도 함께 고려하여, 지원 가능한 주파수가 아니면, 다른 가능한 주파수를 선택한다 (1d-25).

단말은 상향링크 서비스 영역을 제공해줄 수 있는 상향링크 주파수를 선택해야 한다. 따라서 기지국은 단말이 어느 상향링크 주파수가 적절한 서비스 영역을 제공해 줄 수 있는지 판단할 수 있도록 필요한 정보를 제공해줘야 한다. 상기 정보의 구성 방법은 다양하다. 본 발명에서는 몇 가지 방법을 제안한다.

제 1 방법:

기지국은 각 상향링크 주파수에 대응하는 P_EMAX 값을 시스템 정보로 제공한다. 상기 P_EMAX는 하기와 같이 정의된다.

Maximum TX power level an UE may use when transmitting on the uplink in the cell (dBm)

상기 값을 수신한 단말은 가장 작은 (P_EMAX - P_PowerClass) 값을 제공하는 상향링크 주파수를 선택하거나, 상기 (P_EMAX - P_PowerClass) 값이 0을 넘지 않는 상향링크 주파수 중 하나를 소정의 규칙에 따라 선택한다. 상기 소정의 규칙은 아래에서 다시 제안한다. P_PowerClass 값은 하기와 같이 정의된다.

Maximum RF output power of the UE (dBm) according to the UE power class

제 2 방법:

기지국은 각 상향링크 주파수에 대응하는 하나의 신호 세기 값을 시스템 정보로 제공한다. 상기 값을 수신한 단말은 자신의 P_PowerClass 값보다 작은 상기 신호 세기 값을 제공하는 상향링크 주파수 중 하나를 소정의 규칙에 따라 선택한다.

적절한 상향링크 주파수 영역을 제공해줄 수 있는 상향링크 주파수가 복수 개 존재할 수 있다. 즉, 도 1b에서 제 2 단말 (1b-45)에게는 복수 개의 상향링크 주파수가 적절한 서비스 영역을 제공해준다. 따라서, 이 경우엔 서비스 영역을 제공해줄 수 있는지 여부는 크게 중요하지 않는다. 적절한 상향링크 주파수 영역을 제공해줄 수 있는 상향링크 주파수가 복수 개 존재할 때, 단말이 하나의 상향링크 주파수를 결정하는 방법은 하기와 같다.

제 1 방법:

적절한 상향링크 주파수 영역을 제공해줄 수 있는 상향링크 주파수가 존재하지만, 미리 정해진 상향링크 주파수를 선택한다. 예를 들어, 도 1b에서 3.5 GHz의 차세대 이동통신 주파수 (1c-05)와 1.8 GHz의 추가적인 상향링크 주파수 (1c-10) 중, 차세대 이동통신 주파수를 선택한다.

제 2 방법:

적절한 상향링크 주파수 영역을 제공해줄 수 있는 상향링크 주파수 중 하나를 랜덤 선택한다.

제 3 방법:

기지국은 0과 1 사이의 하나의 값을 시스템 정보로 제공한다. 단말은 0과 1 사이에 하나의 랜덤값을 생성한 후, 상기 기지국으로부터 제공된 값보다 크거나 작음에 따라 하나의 상향링크 주파수를 선택한다.

제 4 방법:

기지국은 Access Class (AC) 0 ~ 9와 대응되는 10 비트의 비트맵 정보를 시스템 정보로 제공한다. 이 때, 0으로 표기된 AC에 해당하는 단말은 차세대 이동통신 주파수, 1로 표기된 AC에 해당하는 단말은 추가적인 상향링크 주파수를 선택한다. 그 반대도 유효하다.

제 5 방법:

기지국은 차세대 이동통신 주파수와 추가적인 상향링크 주파수에 대해, 각각 혼잡도를 지시하는 정보를 시스템 정보로 제공한다. 상기 정보를 바탕으로 단말은 혼잡도가 낮은 하나의 주파수를 선택한다.

제 6 방법:

기지국은 차세대 이동통신 주파수와 추가적인 상향링크 주파수에 대해 barring 설정 정보를 시스템 정보로 제공한다. 상기 barring 설정 정보를 바탕으로, 단말은 엑세스 성공 확률이 높은 주파수로 선택한다.

상기 방법들을 토대로 결정한 상향링크 주파수로 상기 단말은 엑세스가 필요할 시 프리엠블을 전송한다 (1d-30).

도 1e는 본 본명에서 대기 모드 단말이 하나의 상향링크 주파수를 선택하는 동작의 흐름도이다.

1e-05 단계에서 단말은 기지국으로부터 시스템 정보를 수신한다. 상기 시스템 정보에는 복수 개의 상향링크 중 하나를 선택하기 위해 필요한 정보와 각 상향링크에서 적용하는 랜덤 엑세스 설정 정보가 포함된다.

1e-10 단계에서 상기 단말은 상기 제공받은 정보와 소정의 규칙에 따라, 하나의 상향링크 주파수를 선택한다.

1e-15 단계에서 상기 단말은 선택한 주파수가 지원 가능한지 여부를 판단하여, 최종적으로 이용할 상향링크 주파수를 결정한다.

1e-20 단계에서 상기 단말은 선택된 상향링크 주파수를 이용하여, 엑세스가 필요할 시, 프리엠블을 전송한다.

도 1f는 본 본명에서 연결 모드 단말이 하나의 상향링크 주파수를 선택하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

대기 모드에서 결정한 상향링크 주파수는 연결 모드에서도 사용한다. 그러나, 연결 모드 동안 기지국 혹은 단말이 요청할 시, 이를 변경할 수 있다. 단말 (1f-05)은 기지국 (1f-10)에게 단말 능력 정보를 전송한다 (1f-15). 상기 능력 정보에는 상기 단말이 지원가능한 상향링크 주파수 정보가 포함된다. 상기 정보와 함께, 현재 사용하고 있는 상향링크 주파수에서의 피드백 상태를 토대로, 기지국은 변경할 상향링크 주파수를 결정한다 (1f-17). 상기 기지국은 PDCCH order을 이용하여, 상기 단말에게 랜덤 엑세스를 트리거한다. 이 때, 상기 PDCCH order에는 상기 랜덤 엑세스를 수행할 상향링크 주파수 정보를 포함하고 있다. 이는 상기 상향링크 주파수로 변경하는 것을 의미한다. 상기 상향링크 주파수 정보는 RRC 시그널링 혹은 MAC CE을 이용하여 상기 단말에게 제공될 수 있다 (1f-20). 상기 단말은 상기 지시된 상향링크 주파수에 랜덤 엑세스를 수행한다 (1f-25). 이후, 상향링크 데이터 전송은 상기 주파수를 이용한다.

도 1g는 본 본명에서 연결 모드에서 대기 모드 혹은 INACTIVE 모드로 전환하는 단말에게 하나의 상향링크 주파수를 설정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

단말이 연결 모드에서 대기 모드 혹은 INACTIVE 모드로 전환될 때, 기지국이 상기 단말이 대기 모드에서 적용할 상향링크 주파수 정보를 dedicated하게 지시할 수 있다. 단말 (1g-05)은 기지국 (1g-10)에게 단말 능력 정보를 전송한다 (1g-15). 상기 능력 정보에는 상기 단말이 지원가능한 상향링크 주파수 정보가 포함된다. 기지국은 상기 단말을 대기 모드 혹은 INACTIVE 모드로 전환하는 Release 메시지를 전송할 때, 상기 메시지에 상기 단말이 대기 모드 혹은 INACTIVE 모드에서 적용할 상향링크 주파수 정보를 포함시킨다 (1g-20). 상기 주파수 정보를 수신한 단말은 랜덤 엑세스가 필요할 때, 상기 지시된 상향링크 주파수에 프리엠블을 전송한다 (1g-25).

상기 Release 메시지에 지시된 상향링크 주파수 정보는 특정 조건이 만족할 때까지만 유효하다. 예를 들어, 상기 Release 메시지에는 특정 타이머 값을 포함하고 있다. 상기 타이머는 상기 Release 메시지를 수신한 직후, 혹은 상기 메시지를 수신한 단말이 대기 모드 혹은 INACTIVE모드로 전환할 때, 구동한다. 상기 타이머가 만료되면, 상기 지시된 상향링크 주파수 정보는 더 이상 유효하지 않다. 또 다른 방법은 상기 단말이 상기 Release 메시지를 제공한 셀의 서비스 영역으로부터 벗어나면 상기 지시된 상향링크 주파수는 더 이상 유효하지 않다. 혹은 두 방법 모두가 동시에 적용될 수도 있다.

상기 추가적인 상향링크 주파수를 선택하게 되면, 상기 단말은 상기 주파수에 프리엠블과 msg3을 전송하며, PCell로부터 RAR과 msg4을 수신한다.

도 1h에 단말의 구조를 도시하였다.

상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(1h-10), 기저대역(baseband)처리부(1h-20), 저장부(1h-30), 제어부(1h-40)를 포함한다.

상기 RF처리부(1h-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1h-10)는 상기 기저대역처리부(1h-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1h-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(1h-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(1h-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(1h-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다.

상기 기저대역처리부(1h-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1h-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1h-20)은 상기 RF처리부(1h-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1h-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1h-20)은 상기 RF처리부(1h-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 기저대역처리부(1h-20) 및 상기 RF처리부(1h-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1h-20) 및 상기 RF처리부(1h-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(1h-20) 및 상기 RF처리부(1h-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(1h-20) 및 상기 RF처리부(1h-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.NRHz, NRhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

상기 저장부(1h-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1h-30)는 제2무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1h-30)는 상기 제어부(1h-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(1h-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1h-40)는 상기 기저대역처리부(1h-20) 및 상기 RF처리부(1h-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1h-40)는 상기 저장부(1h-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(1h-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1h-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.

도 1i는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 주기지국의 블록 구성을 도시한다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(1i-10), 기저대역처리부(1i-20), 백홀통신부(1i-30), 저장부(1i-40), 제어부(1i-50)를 포함하여 구성된다.

상기 RF처리부(1i-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1i-10)는 상기 기저대역처리부(1i-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1i-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(1i-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(1i-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(1i-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.

상기 기저대역처리부(1i-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1i-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1i-20)은 상기 RF처리부(1i-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1i-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1i-20)은 상기 RF처리부(1i-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(1i-20) 및 상기 RF처리부(1i-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1i-20) 및 상기 RF처리부(1i-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

상기 백홀통신부(1i-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(1i-30)는 상기 주기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.

상기 저장부(1i-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1i-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(1i-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1i-40)는 상기 제어부(1i-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(1i-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1i-50)는 상기 기저대역처리부(1i-20) 및 상기 RF처리부(1i-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(1i-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1i-50)는 상기 저장부(1i-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(1i-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

<제2 실시예>

도 2a은 차세대 이동통신 시스템의 EN-DC 구조를 도시하는 도면이다.

상기 EN-DC는 EUTRAN (LTE 시스템)과 NR (차세대 이동통신 시스템)의 Dual Connectivity을 의미하며, 한 단말이 두 이종의 시스템들에 동시에 연결되어 서비스를 제공받는 시나리오이다.

도 2a을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하 gNB)(2a-10) 과 AMF (2a-05, New Radio Core Network)로 구성된다. 사용자 단말 (New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말)(2a-15)은 gNB (2a-10) 및 AMF (2a-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 2a에서 gNB (2a-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB (Evolved Node B)에 대응된다. gNB는 NR UE(2a-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 gNB(2a-10)가 담당한다. 하나의 gNB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 기존 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한, 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. AMF (2a-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. AMF는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다. 또한, 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, AMF이 MME (2a-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB (2a-30)과 연결될 수 있다. EN-DC 시나리오에서 gNB는 eNB와 연결되어 제어를 받을 수 있다.

도 2b는 DRX 동작을 설명하기 위한 도면이다. DRX는 단말의 전력 소모를 최소화하기 위해 적용되며, 스케줄링 정보를 얻기 위해, 미리 정해진 PDCCH에서만 모니터링하는 기술이다. DRX는 대기 모드와 연결 모드에서 모두 동작 가능하며, 동작 방법은 다소 상이하다. 본 발명은 연결 모드와 관련된다. 단말이 스케줄링 정보를 획득하기 위해, 지속적으로 PDCCH을 모니터링하는 것은 큰 전력 소모를 야기할 것이다. 기본적인 DRX 동작은 DRX 주기 (2b-00)를 갖고, on-duration (2b-05) 시간 동안만 PDCCH을 모니터링한다. 연결 모드에서 DRX 주기는 long DRX 와 short DRX의 두 가지 값이 설정된다. 일반적인 경우엔 long DRX 주기가 적용되며, 필요에 따라, 기지국은 MAC CE (Control Element)을 이용해, short DRX 주기를 트리거시킬 수 있다. 일정 시간이 지난 후, 단말은 short DRX 주기에서 long DRX 주기로 변경한다. 특정 단말의 초기 스케줄링 정보는 미리 정해진 상기 PDCCH에서만 제공된다. 따라서, 단말은 주기적으로 상기 PDCCH만을 모니터링하므로써, 전력 소모를 최소화시킬 수 있다. 만약 on-duration (2b-05) 시간 동안, 새로운 패킷에 대한 스케줄링 정보가 PDCCH에 의해 수신되면 (2b-10), 단말은 DRX inactivity timer (2b-15)을 시작한다. 단말은 DRX inactivity timer 동안 active 상태를 유지한다. 즉, PDCCH 모니터링을 지속한다. 또한, HARQ RTT timer (2b-20)도 시작한다. HARQ RTT timer는 단말이 HARQ RTT (Round Trip Time) 시간 동안, 불필요하게 PDCCH을 모니터링하는 것을 방지하기 위해 적용되며, 상기 타이머 동작 시간 동안, 단말은 PDCCH 모니터링을 수행할 필요가 없다. 단, DRX inactivity timer와 HARQ RTT timer가 동시에 동작하는 동안에는 단말은 DRX inactivity timer을 기준으로 PDCCH 모니터링을 지속한다. HARQ RTT timer가 만료되면, DRX retransmission timer (2b-25)가 시작된다. 상기 DRX retransmission timer가 동작하는 동안엔, 단말은 PDCCH 모니터링을 수행해야 한다. 일반적으로 DRX retransmission timer 동작 시간 동안, HARQ 재전송을 위한 스케줄링 정보가 수신된다 (2b-30). 상기 스케줄링 정보를 수신하면, 단말은 바로 DRX retransmission timer을 중지시키고, 다시 HARQ RTT timer을 시작한다. 위의 동작은 상기 패킷이 성공적으로 수신될 때까지 지속한다 (2b-35).

연결 모드에서의 DRX 동작과 관련된 설정 정보들은 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 통해 단말에게 전달된다. on-duration timer, DRX inactivity timer, DRX retransmission timer는 PDCCH subframe의 수로 정의된다. 타이머가 시작한 이후, PDCCH subframe으로 정의된 subframe이 설정된 수만큼 지나가면, 상기 타이머가 만료된다. FDD에서는 모든 downlink subframe이 PDCCH subframe에 속하며, TDD에서는 downlink subframe과 special subframe이 이에 해당한다. TDD에서는 동일 주파수 대역에 downlink subframe, uplink subframe, special subframe이 존재한다. 이 중, downlink subframe과 special subframe이 PDCCH subframe으로 간주된다.

기지국은 longDRX와 shortDRX의 두 가지 상태를 설정할 수 있다. 기지국은 통상, 단말로부터 보고되는 power Preference Indication 정보 및 단말 이동성 기록 정보, 설정된 DRB의 특성을 고려하여 상기 두 상태 중 하나를 이용할 것이다. 두 상태의 천이는 특정 타이머 만료 여부 혹은 특정 MAC CE을 단말에게 전송하여 이루어진다.

기존 LTE 기술에서는 두 가지의 DRX 주기만을 설정할 수 있으므로, 다양한 DRB 특성, 트래픽 패턴과 버퍼 상태 등에 따라 DRX 주기를 다이나믹하게 변경시켜줄 수 없다.

본 발명에서는 다양한 DRB 특성, 트래픽 패턴과 버퍼 상태 등에 따라 DRX 주기 혹은 drx-InactivityTimer를 다이나믹하게 변경시켜줄 수 있는 DRX 동작을 제안한다. 특히, default DRX 주기 혹은 default drx-InactivityTimer를 설정해주고, MAC CE을 이용하여, 다이나믹하게 DRX 주기를 변경시켜주는 것을 특징으로 한다. 또 다른 실시 예로, 단말이 빔 측정 보고, 특히 새로운 최적 빔을 보고하는 경우에 설정된 DRX 동작을 중지하고, Active Time을 유지하는 방안을 제안한다.

도 2c는 기존 LTE 기술에서 MAC PDU 포맷을 설명하기 위한 도면이다.

MAC PDU는 MAC 헤더 (2c-20)와 MAC payload (2c-40)로 구성된다. MAC 헤더는 하나 이상의 MAC 서브헤더로 구성된다. 또한, MAC payload는 여러 종류의 MAC CE (2c-25), MAC SDU (2c-30), padding (2c-35)으로 구성된다. 각 MAC 서브헤더는 MAC CE, MAC SDU, padding과 대응된다. 대응하는 순서는 MAC 서브헤더가 MAC 헤더에, MAC CE, MAC SDU, padding는 MAC payload에 수납되는 순서와 일치한다. MAC CE 중, MAC payload에 정보를 수납할 필요가 없는 것들은 MAC 서브헤더만으로 구성되며, 이러한 종류의 대표적인 MAC CE는 DRX Command MAC CE와 long DRX Command MAC CE이다. 상기 MAC CE들은 long DRX 주기 혹은 short DRX 주기로 스위칭시키는 목적으로 사용되므로, 상기 MAC payload에 포함되어 단말에게 제공해야 할 정보가 없다. 상기 MAC CE의 MAC 서브헤더는 MAC payload에 포함되는 정보 길이를 지시하는 L 필드가 없는 MAC 서브헤더 포맷인 R/F2/E/LCID 포맷 (2c-05)을 이용한다. 반면 MAC payload에 정보를 수납하는 MAC CE와 MAC SDU는 MAC payload에 포함되는 정보의 길이를 지시하기 위한 L 필드가 있는 MAC 서브헤더 포맷인 R/F2/E/LCID/F/L 포맷 (2c-10)을 이용한다. 패딩 (padding)에 대응하는 MAC 서브헤더는 R/F2/E/LCID 포맷 (2c-15)이다.

도 2d는 기존 LTE 기술에서 MAC PDU에 포함되는 서브헤더 중 R/F2/E/LCID 포맷을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에서 기존 LTE 기술로 언급되어지는 DRX Command MAC CE와 long DRX Command MAC CE는 R/F2/E/LCID 포맷을 사용한다. 여기서 R (2d-05)은 Reserved bit, F2 (2d-10)는 L 필드의 크기를 지시하는 1 비트, E (2d-15)는 MAC 헤더 내에 다른 필드들의 존재 여부를 지시하는 1 비트, LCID (2d-20)는 Logical Channel ID로 해당 MAC 서브헤더에 대응하는 것이 MAC CE, MAC SDU, padding인지를 지시하는데 이용된다. LCID는 하기 표 1 및 표 2와 같다.

표 1은 Values of LCID for DL-SCH이고, 표 2는 Values of LCID for UL-SCH이다.

Index	LCID values
00000	CCCH
00001-01010	Identity of the logical channel
01011-10100	Reserved
10101	Activation/Deactivation of CSI-RS
10110	Recommended bit rate
10111	SC-PTM Stop Indication
11000	Activation/Deactivation (4 octets)
11001	SC-MCCH, SC-MTCH (see note)
11010	Long DRX Command
11011	Activation/Deactivation (1 octet)
11100	UE Contention Resolution Identity
11101	Timing Advance Command
11110	DRX Command
11111	Padding
NOTE: Both SC-MCCH and SC-MTCH cannot be multiplexed with other logical channels in the same MAC PDU except for Padding and SC-PTM Stop Indication

Index	LCID values
00000	CCCH
00001-01010	Identity of the logical channel
01011	CCCH
01100	CCCH
01101-10011	Reserved
10100	Recommended bit rate query
10101	SPS confirmation
10110	Truncated Sidelink BSR
10111	Sidelink BSR
11000	Dual Connectivity Power Headroom Report
11001	Extended Power Headroom Report
11010	Power Headroom Report
11011	C-RNTI
11100	Truncated BSR
11101	Short BSR
11110	Long BSR
11111	Padding

본 발명에서는 LTE 기술에서 이용하고 있는 DRX Command MAC CE와 long DRX Command MAC CE와 대응하는 차세대 이동통신 시스템에서 이용하는 범용 DRX Command MAC CE을 제안한다. 앞서 기술하였듯이, LTE 기술에서는 연결 모드에서 short DRX 주기와 long DRX 주기를 설정하고, 상기 두 MAC CE을 이용하여 적용할 DRX 주기를 스위칭한다. 즉, long DRX 주기에서 short DRX 주기로 스위칭하기 위해서는 DRX Command MAC CE, 그 반대 방향으로는 long DRX Command MAC CE을 이용한다. 상기 MAC CE들을 수신할 때, DRX 관련 타이머의 동작은 하기의 표 3와 같다.

	DRX Command MAC CE	Long DRX Command MAC CE
Timers	stop onDurationTimer stop drx-InactivityTimer	stop onDurationTimer stop drx-InactivityTimer
DRX cycle	use the Short DRX Cycle	use the Long DRX cycle

DRX MAC CE 수신 시 onDurationTimer와 drx-InactivityTimer를 중지하는 동작은 NR에서도 유효하다.

차세대 이동통신 시스템에서는 3 이상의 DRX 주기가 정의될 수도 있다. 상기 LTE 에서와 비슷한 개념으로 (MAC 서브헤더로만 구성된 MAC CE) DRX 주기 스위칭을 위한 MAC CE을 추가한다면, 많은 신규 MAC CE을 정의해야 한다. 예를 들어, 3 개의 DRX 주기를 정의한다면, 이에 대응하는 6개의 LCID을 소모하여 6개의 DRX Command MAC CE을 정의해야 한다. LCID는 유한한 자원으로 절약하여 정의할 필요가 있다. 따라서, 본 발명에서 MAC payload에 정보를 가진 범용 MAC Command MAC CE을 정의한다.

도 2e는 본 발명에서 제안하는 DRX 주기를 지시하는 MAC CE을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에서는 적용하고자 하는 DRX 주기를 지시하는 정보 (2e-10)를 MAC payload에 포함시켜 제공하는 MAC CE을 제안한다. 따라서, DRX 주기가 증가함에 따라, MAC CE 수를 증가시킬 필요가 없다. 이는 LCID가 낭비되는 것을 방지한다. MAC 서브헤더 (2e-05)에는 DRX Command MAC CE임을 지시하는 LCID가 포함된다. 상기 LCID는 기존 LTE 기술과 같이 특정 DRX 주기와 대응되지 않는다. MAC 서브헤더는 R/F2/E/LCID 포맷을 따른다. MAC payload에 상기 MAC 서브헤더에 대응하는 MAC CE가 존재하지만, 본 발명에서는 1 바이트의 고정된 값을 가지는 것으로 가정한다. 따라서 L 필드가 필요하지 않다. 1 바이트로 많은 수의 DRX 주기를 지시하는데 충분하다. 상기 제안하는 범용 DRX Command MAC CE를 사용한다면 DRX MAC CE는 DRX cycle에 대한 정보를 지시한다. 1 바이트의 논리적 정보, 예를 들어 0 = shortest DRX cycle, 1 = longest DRX cycle, 2 = 2nd longest DRX cycle를 사용할 수 있다.

도 2f는 EN-DC 시나리오에서 DRX Command MAC CE을 처리하는 과정을 처리하는 단말의 동작 흐름도이다.

EN-DC 시나리오에서 단말은 DRX Command MAC CE는 eNB 혹은 gNB 모두에서 수신할 수 있다. 단말에서는 기존 LTE 기술에서의 DRX Command MAC CE들과 본 발명에서 제안하는 DRX Command MAC CE을 모두 받을 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 DRX Command MAC CE을 수신한 시스템에 따라, 상기 DRX Command MAC CE을 처리하는 과정을 제안한다.

2f-05 단계에서 단말은 하나의 DRX MAC CE을 수신한다. 2f-10 단계에서 상기 단말은 상기 DRX Command MAC CE을 전송한 시스템 (RAT)을 판단한다. 만약 제 1 RAT (LTE)에서 수신되었다면, 2f-15 단계에서 제 1 동작을 수행한다. 만약 제 2 RAT (차세대 이동통신 시스템)에서 수신되었다면, 2f-20 단계에서 제 2 동작을 수행한다. 여기서, 제 1 동작과 제 2 동작은 하기와 같이 정의한다.

제 1 동작: onDurationTimer와 inactivityTimer 중지하고 DRX Command MAC CE을 수신하면, short DRX cycle 적용, 그렇지 않고, long DRX Command MAC CE을 수신하면 long DRX cycle 적용

제 2 동작: onDurationTimer와 inactivityTimer 중지하고 여러 개의 DRX cycle 중 DRX MAC CE가 지시한 DRX cycle 적용

이 때, 제 1 RAT에서 수신된 DRX MAC CE는 제 1 구조는 MAC subheader와 zero bit 페이로드로 구성되며, MAC subheader는 LCID와 E 비트로 구성된다. 제 2 RAT에서 수신된 DRX MAC CE는 제 2 구조는 MAC subheader와 1 바이트의 페이로드로 성되며, MAC subheader는 LCID 로 구성되고 페이로드는 DRX cycle을 지시하는 정보를 수납한다.

제 1 RAT에서 수신된 (long) DRX Command MAC CE들에 대응하는 두 LCID 중 적어도 하나는 제 2 RAT에서 수신된 DRX Command MAC CE의 LCID와 동일하다.

도 2g에 단말의 구조를 도시하였다.

상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(2g-10), 기저대역(baseband)처리부(2g-20), 저장부(2g-30), 제어부(2g-40)를 포함한다.

상기 RF처리부(2g-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(2g-10)는 상기 기저대역처리부(2g-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(2g-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(2g-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(2g-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(2g-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다.

상기 기저대역처리부(2g-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2g-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2g-20)은 상기 RF처리부(2g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2g-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2g-20)은 상기 RF처리부(2g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 기저대역처리부(2g-20) 및 상기 RF처리부(2g-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(2g-20) 및 상기 RF처리부(2g-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(2g-20) 및 상기 RF처리부(2g-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(2g-20) 및 상기 RF처리부(2g-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.NRHz, NRhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

상기 저장부(2g-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(2g-30)는 제2무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(2g-30)는 상기 제어부(2g-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(2g-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(2g-40)는 상기 기저대역처리부(2g-20) 및 상기 RF처리부(2g-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(2g-40)는 상기 저장부(2g-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(2g-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(2g-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.

도 2h는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 주기지국의 블록 구성을 도시한다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(2h-10), 기저대역처리부(2h-20), 백홀통신부(2h-30), 저장부(2h-40), 제어부(2h-50)를 포함하여 구성된다.

상기 RF처리부(2h-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(2h-10)는 상기 기저대역처리부(2h-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(2h-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(2h-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(2h-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(2h-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.

상기 기저대역처리부(2h-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2h-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2h-20)은 상기 RF처리부(2h-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2h-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2h-20)은 상기 RF처리부(2h-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(2h-20) 및 상기 RF처리부(2h-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(2h-20) 및 상기 RF처리부(2h-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

상기 백홀통신부(2h-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(2h-30)는 상기 주기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.

상기 저장부(2h-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(2h-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(2h-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고 상기 저장부(2h-40)는 상기 제어부(2h-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(2h-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(2h-50)는 상기 기저대역처리부(2h-20) 및 상기 RF처리부(2h-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(2h-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(2h-50)는 상기 저장부(2h-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(2h-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

<제3 실시 예>

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 현재 존재하는 통신표준 가운데 가장 최신의 표준인 3GPP LTE (The 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 특히 본 발명은 3GPP NR (New Radio: 5세대 이동통신 표준)에 적용할 수 있다.

도 3a은 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 3a을 참고하면, 상기 무선 통신 시스템은 여러 개의 기지국들 (3a-05)(3a-10)(3a-15)(3a-20)과 MME (Mobility Management Entity)(3a-20) 및 S-GW (Serving-Gateway)(3a-30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(3a-35)은 기지국(3a-05)(3a-10)(3a-15)(3a-20) 및 S-GW(3a-30)을 통해 외부 네트워크에 접속한다.

상기 기지국들(3a-05)(3a-10)(3a-15)(3a-20)은 셀룰러 망의 접속 노드로서 망에 접속하는 단말들에게 무선 접속을 제공한다. 즉, 상기 기지국(3a-05)(3a-10)(3a-15)(3a-20)은 사용자들의 트래픽을 서비스하기 위해 단말들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케쥴링을 하여 상기 단말들과 코어 망(CN, Core network)간에 연결을 지원한다. 상기 MME(3a-25)는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결되며, S-GW(3a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이다. 또한, 상기 MME(3a-25) 및 S-GW(3a-30)는 망에 접속하는 단말에 대한 인증(authentication), 베어러(bearer) 관리 등을 더 수행할 수 있으며 상기 기지국(3a-05)(3a-10)(3a-15)(3a-20)으로부터 도착한 패킷 또는 상기 기지국 (3a-05)(3a-10)(3a-15)(3a-20)으로 전달할 패킷을 처리한다.

도 3b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. 향후 정의될 NR에서는 본 도면에서의 무선 프로토콜 구조와는 일부 상이할 수 있으나, 본 발명의 설명의 편의를 위해 설명하도록 한다.

도 3b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(3b-05)(3b-40), RLC(Radio Link Control)(3b-10)(3b-35), MAC (Medium Access Control)(3b-15)(3b-30)으로 이루어진다. PDCP(Packet Data Convergence Protocol) (3b-05)(3b-40)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당하고, 무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다) (3b-10)(3b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성한다. MAC(3b-15)(3b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. 물리 계층(3b-20)(3b-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다. 또한, 물리 계층에서도 추가적인 오류 정정을 위해, HARQ (Hybrid ARQ) 를 사용하고 있으며, 수신단에서는 송신단에서 전송한 패킷의 수신 여부를 1 비트로 전송한다. 이를 HARQ ACK/NACK 정보라 한다. 업링크 전송에 대한 다운링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 물리 채널을 통해 전송되며 다운링크 전송에 대한 업링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PUCCH (Physical Uplink Control Channel)이나 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) 물리 채널을 통해 전송될 수 있다. 상기 PUCCH는 상기 HARQ ACK/NACK 정보뿐만 아니라, 단말이 하향링크채널 상황 정보 (CSI, Channel Status Information), 스케쥴링 요청 (SR, Scheduling Request) 등을 기지국에 전달하는데 이용된다. 상기 SR은 1 비트 정보로, 기지국이 설정한 PUCCH 내의 자원에 단말이 SR을 전송하면, 기지국은 해당 단말이 상향링크로 보낼 데이터가 있음을 인지하여, 상향링크 자원을 할당해준다. 상기 상향링크 자원으로 단말은 상세한 버퍼상태보고 (BSR, Buffer Status Report) 메시지를 전송할 수 있다. 기지국은 한 단말에게 복수 개의 SR 자원을 할당할 수 있다.

한편, 상기 PHY 계층은 하나 혹은 복수 개의 주파수/반송파로 이루어질 수 있으며, 하나의 기지국에서 복수 개의 주파수를 동시에 설정하여 사용하는 기술을 반송파 집적 기술 (carrier aggreagation, 이하 CA라 칭함)이라 한다. CA 기술이란 단말 (혹은 User Equipment, UE) 과 기지국 (E-UTRAN NodeB, eNB) 사이의 통신을 위해 하나의 반송파만 사용하던 것을, 주반송파와 하나 혹은 복수개의 부차반송파를 추가로 사용하여 부차반송파의 갯수만큼 전송량을 획기적으로 늘릴 수 있다. 한편, LTE에서는 주반송파를 사용하는 기지국 내의 셀을 PCell (Primary Cell)이라 하며, 부차반송파를 SCell (Secondary Cell)이라 칭한다. 상기의 CA 기능을 두 개의 기지국으로 확장한 기술을 이중 연결 기술 (dual connectivity, 이하 DC라 칭함)이라 한다. 상기 DC 기술에서는 단말이 주기지국 (Master E-UTRAN NodeB, 이하 MeNB라 칭함)과 보조기지국 (Secondary E-UTRAN NodeB, 이하 SeNB라 칭함)을 동시에 연결해서 사용하고 있으며, 주기지국 내에 속한 셀들을 주셀그룹 (Master Cell Group, 이하 MCG라 칭함)이라 하고, 보조기지국에 속한 셀들을 보조셀그룹 (Secondary Cell Group, 이하 SCG라 칭함)이라 한다. 상기 각 셀그룹별로 대표셀이 있으며, 주셀그룹의 대표 셀을 주셀(Primary Cell, 이하 PCell이라 칭함)이라 하고, 보조셀그룹의 대표 셀을 주보조셀 (Primary Secondary Cell, 이하 PSCell이라 칭함)이라 한다. 전술한 NR을 사용할 때, 상기 MCG를 LTE 기술을 사용하고 상기 SCG를 NR로 사용하여, LTE와 NR을 단말이 동시에 사용할 수 있다.

본 도면에 도시하지 않았지만, 단말과 기지국의 PDCP 계층의 상위에는 각각 RRC (Radio Resource Control, 이하 RRC라고 한다) 계층이 존재하며, 상기 RRC 계층은 무선 자원 제어를 위해 접속 및 측정 관련 설정 제어 메시지를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 상기 RRC 계층의 메시지를 사용하여 단말에게 측정을 지시할 수 있으며, 단말은 측정 결과를 상기 RRC계층의 메시지를 사용하여 기지국에게 보고할 수 있다.

한편, 상기 PCell과 SCell의 전송단위는 같을 수도, 다를 수도 있다. 예를 들어 LTE에서는 PCell과 SCell의 전송단위가 모두 1ms 단위로 같을 수 있으나, NR에서는 PCell에서의 전송단위 (slot)은 1ms이지만, SCell에서의 전송단위는 0.5 ms 의 길이를 가질 수 있다.

하기의 표 4는 NR에서 각 서빙 셀 별 사용하는 뉴머랄러지 (numerology)에 따른 (혹은 부차반송파 간격에 따른) 각 서빙 셀 (즉, PCell 혹은 SCell)에서 가능한 슬롯의 길이에 대한 정보를 도시한다.

부차반송파 간격 (kHz)	15	30	60	120	240
전송단위 (슬롯) 길이 (ms)	1	0.5	0.25	0.125	0.00625
서브프레임 (1ms) 내에 슬롯 개수	1	2	4	8	12

또한, LTE 및 NR에서 무선구간 (즉, 기지국과 단말 사이)에서 프레임 구조에서는 하기의 단위들이 사용된다.

- 무선 프레임 (Radio Frame): 10 ms의 길이를 가지며, 매 무선 프레임마다 시스템프레임번호 (System Frame Number, SFN)로 식별.

- 서브프레임 (Subframe): 1 ms 의 길이를 가지며, 상기 무선 프레임 내에는 10개의 서브프레임이 존재. 매 무선 프레임 내에서 0-9번의 서브프레임번호로 식별

- 슬롯 (Slot): 상기 테이블에서 도시한 바와 같이 설정된 값에 따른 길이를 가지며, 기지국 및 단말이 데이터 전송 시 전송 단위.

도 3c는 복수 개의 전송단위가 공존하는 상황에서 랜덤엑세스를 수행하는 타이밍을 도식화한 실시 예 도면이다.

본 예시도면에서 단말은 기지국에 연결되어 있는, 연결 모드 (RRC_CONNECTED) 상태로 있으며, 기지국으로부터 SCell을 추가로 설정받은 상황을 가정한다. 연결 모드 상태의 단말은 기지국과 데이터를 송수신할 수 있다.

기지국은 단말에게 SCell을 설정할 때, 해당 SCell에서 랜덤엑세스를 수행할 수 있는 자원에 대한 시간상 주파수상 위치 등 상세정보를 제공할 수 있다. 상기 랜덤엑세스를 수행할 수 있는 자원을 물리랜덤엑세스채널 Physical Random Access CHannel, PRACH)라 하며, 이는 도면에서 (3c-21) (3c-23) (3c-25)와 같다. 기지국이 단말에게 상기 PRACH 자원에 대한 정보를 설정해줄 때, PRACH 자원의 시간상으로 시작시점은 PRACH 자원이 설정된 서빙 셀의 시스템프레임번호, 서브프레임 번호, 슬롯 번호로 특정한다. 이에 따라 단말은, 해당 SCell에서의 PRACH 자원 위치를 파악한다.

만약 단말이 기지국으로부터 명령을 받는 등의 이유로 랜덤엑세스를 수행하기로 결정한 경우, 단말은 상기 설정받은 PRACH 자원정보에 따라 프리앰블을 전송한다 (3c-29). 이에 따라, 단말은 기지국이 상기 프리앰블을 수신하여 이에 대한 응답 메시지를 수신하기 위해, 특정 시간 구간 동안 상기 응답 메시지 수신을 시도한다. 상기 랜덤엑세스 프리앰블에 대한 응답 메시지를 랜덤엑세스 응답 (Random Access Response, RAR) 메시지라 하며, 상기 특정 시간 구간을 RAR 윈도우 (window)라 한다 (3c-35).

단말이 상기 프리앰블 전송 후, 기지국이 프리앰블 수신을 처리할 시간을 고려하여, 상기 RAR window의 시작 시점은 프리앰블이 전송된 시점에서 일정 시간이 흐른 시점에서 시작될 수 있다. 상기 일정 시점은 전술한 numerology (혹은 전송단위길이/부차반송파간격)와 무관하게 일정한 값을 가지며, 기준 슬롯 개수로 표현된다. 상기 기준 슬롯의 길이는 기준 numerology의 slot 길이가 될 수 있으며, 상기 기준 numerology는 가장 긴 부차반송파 간격에 대응되는 것일 수 있다. 혹은 상기 기준 numerology는 PCell에서 기본으로 사용하는 부차반송파 간격에 대응되는 것일 수 있다. 본 예시 도면에서는 기준 슬롯의 길이가 3인 경우를 가정하여 도시하였다 (3c-33). 또한, PCell의 슬롯 경계를 맞추기 위해, 상기 시작 시점 계산은 프리앰블의 전송이 끝난 다음, 첫 번째 도래하는 슬롯의 경계면부터 시작할 수 있다 (3c-31). 상기 기준 슬롯 개수는 상기 PRACH 정보를 설정해줄 때 기지국이 설정하거나, 미리 정한 고정된 값이 사용될 수 있다.

이에 따라 프리앰블 전송 이후, 단말은 일정 시간 지연 후에 기지국으로부터 RAR 메시지 수신을 시도한다. 이때 전술한 바와 같이 RAR 메시지 수신을 시도하는 구간을 RAR window라 하며, RAR window의 길이는 PCell의 슬롯 개수로 표현된다. 본 예시 도면에서는 RAR window의 길이가 PCell의 6개의 슬롯인 경우를 가정하였다 (3c-35). 매 슬롯마다 단말은 RAR 메시지가 수신되는지 여부를 판단한다.

만약 기지국이 프리앰블을 제대로 수신한 경우, 기지국은 수신한 프리앰블에 대한 RAR 메시지를 전송할 수 있다 (3c-39). 상기 RAR 메시지에는 본 RAR 메시지가 어떠한 프리앰블에 대한 응답인지에 대한 프리앰블 식별자 정보, 프리앰블이 전송된 셀로 상향링크 자원할당 정보 등이 포함될 수 있다.

상기 RAR 메시지를 수신한 단말은, 상기 RAR 메시지 내에 포함된 상향링크 자원할당 정보에 따라 메시지를 전송한다 (3c-43). 상기 RAR의 할당정보에 따라 전송하는 메시지를 메시지 3라 칭한다. (즉, 프리앰블이 메시지 1, RAR이 메시지 2). 상기 메시지 3 전송 시점은 RAR 수신 후 소정의 슬롯 개수 이후에 이뤄진다. 이 때 소정의 슬롯의 단위는 프리앰블이 전송된 서빙 셀의 슬롯이다. 본 예시 도면에서는 10개의 슬롯 (3c-41) 이후에 전송하는 시나리오를 도시하였다. 상기 슬롯 개수 역시 상기 PRACH 정보를 설정해줄 때 기지국이 설정하거나, 미리 정한 고정된 값이 사용될 수 있다.

이에 따라 단말은 Msg3를 해당 서빙 셀의 타이밍에 따라 전송하도록 하여, 전송지연을 조절하거나 줄일 수 있다.

도 3d는 복수 개의 전송단위가 공존하는 상황에서 랜덤엑세스 수행 시 단말의 동작 순서 도면이다.

본 예시 도면에서 본 예시도면에서 단말은 기지국에 연결되어 있는, 연결 모드 (RRC_CONNECTED) 상태를 가정한다 (3d-01). 이후, 단말은 기지국으로부터 SCell을 추가로 설정받고, 상기 SCell에서 사용하는 전송단위 정보에 대해 수신한다. 또한, 상기 SCell 전송단위 기준으로 설정된 해당 SCell의 PRACH 정보를 수신할 수 있다 (3d-03).

이후 단말은 상기 추가된 SCell로 랜덤엑세스를 수행할지 여부를 판단할 수 있다 (3d-05). 상기 판단하는 방법으로는 기지국이 단말에게 프리앰블 전송을 지시하는 방법이 사용될 수 있다. 이에 따라 단말은 상기 설정받은 정보에 따라 해당 SCell의 PRACH 자원으로 랜덤엑세스 프리앰블을 전송한다 (3d-07).

이후 단말은 전술한 바와 같이 SCell의 numerology와 무관하게 소정의 기준에 따라 정해진 일정 시간 이후에 RAR window를 시작하여, RAR 수신을 시도한다 (3d-09). 상기 소정의 기준은 가장 긴 부차반송파 간격에 따른 간격 단위일 수 있으며, 혹은 PCell이 사용하는 numerology에 따른 간격 단위일 수 있다.

이에 따라 만약 PCell의 slot 개수로 이루어진 RAR window 내에서 RAR 메시지를 수신하는 경우 (3d-11), 해당 RAR 메시지로 할당받은 자원에 대해, 프리앰블을 전송한 SCell의 전송단위 (슬롯)로 설정받은 (혹은 고정된) 시점에서 메시지 3를 전송한다 (3d-15).

만약 RAR 메시지를 수신받지 못한 경우 (3d-11), 현재까지 전송한 횟수가 기지국이 설정한 최대 전송 횟수에 도달했는지 여부를 판단하여 (3d-15), 만약 아직 도달하지 않은 경우 프리앰블을 재전송하고, 만약 도달한 경우, 랜덤엑세스가 실패했음을 상위계층 (예를 들어 RRC 계층)에 알린다 (3d-17).

도 3e는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블록 구성을 도시한다.

상기 도 3e를 참고하면, 상기 단말은 RF (Radio Frequency) 처리부 (3e-10), 기저대역 (baseband) 처리부 (3e-20), 저장부 (3e-30), 제어부 (3e-40)를 포함한다.

상기 RF처리부 (3e-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부 (3e-10)는 상기 기저대역처리부 (3e-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(3e-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도 3e에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부 (3e-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부 (3e-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부 (3e-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다.

상기 기저대역처리부 (3e-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부 (3e-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부 (3e-20)은 상기 RF처리부 (3e-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3e-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(3e-20)은 상기 RF처리부(3e-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 기저대역처리부 (3e-20) 및 상기 RF처리부 (3e-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부 (3e-20) 및 상기 RF처리부 (3e-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부 (3e-20) 및 상기 RF처리부(3e-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

상기 저장부 (3e-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다.

상기 제어부 (3e-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부 (3e-40)는 상기 기저대역처리부 (3e-20) 및 상기 RF처리부 (3e-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(3e-40)는 상기 저장부(3e-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부 (3e-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부 (3e-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP (communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP (application processor)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부 (3e-40)는 다중 연결 모드로 동작하기 위한 처리를 수행하는 다중연결처리부 (3e-42)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부(3e-40)는 상기 단말이 상기 도 3e에 도시된 단말의 동작에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라 단말은 기지국으로부터 설정받은 정보에 따라 프리앰블을 전송하고, 전술한 타이밍 계산법에 따라 RAR 메시지 수신을 시도하고, RAR 메시지 수신 성공 시 메시지 3을 전송하는 타이밍을 계산하여 메시지 3을 전송한다.

본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

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

<제4 실시예>

이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 현재 존재하는 통신표준가운데 가장 최신의 표준인 3GPP LTE (The 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 특히 본 발명은 3GPP NR (New Radio: 5세대 이동통신 표준)에 적용할 수 있다.

도 4a은 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 4a을 참고하면, 상기 무선 통신 시스템은 여러 개의 기지국들 (4a-05)(4a-10)(4a-15)(4a-20)과 MME (Mobility Management Entity)(4a-20) 및 S-GW (Serving-Gateway)(4a-30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(4a-35)은 기지국(4a-05)(4a-10)(4a-15)(4a-20) 및 S-GW(4a-30)을 통해 외부 네트워크에 접속한다.

상기 기지국들(4a-05)(4a-10)(4a-15)(4a-20)은 셀룰러 망의 접속 노드로서 망에 접속하는 단말들에게 무선 접속을 제공한다. 즉, 상기 기지국(4a-05)(4a-10)(4a-15)(4a-20)은 사용자들의 트래픽을 서비스하기 위해 단말들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케쥴링을 하여 상기 단말들과 코어 망(CN, Core network)간에 연결을 지원한다. 상기 MME(4a-25)는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결되며, S-GW(4a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이다. 또한, 상기 MME(4a-25) 및 S-GW(4a-30)는 망에 접속하는 단말에 대한 인증(authentication), 베어러(bearer) 관리 등을 더 수행할 수 있으며 상기 기지국(4a-05)(4a-10)(4a-15)(4a-20)으로부터 도착한 패킷 또는 상기 기지국 (4a-05)(4a-10)(4a-15)(4a-20)으로 전달할 패킷을 처리한다.

도 4b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. 향후 정의될 NR에서는 본 도면에서의 무선 프로토콜 구조와는 일부 상이할 수 있으나, 본 발명의 설명의 편의를 위해 설명하도록 한다.

도 4b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(4b-05)(4b-40), RLC(Radio Link Control)(4b-10)(4b-35), MAC (Medium Access Control)(4b-15)(4b-30)으로 이루어진다. PDCP(Packet Data Convergence Protocol) (4b-05)(4b-40)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당하고, 무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다) (4b-10)(4b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성한다. MAC(4b-15)(4b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. 물리 계층(4b-20)(4b-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다. 또한, 물리 계층에서도 추가적인 오류 정정을 위해, HARQ (Hybrid ARQ) 를 사용하고 있으며, 수신단에서는 송신단에서 전송한 패킷의 수신여부를 1 비트로 전송한다. 이를 HARQ ACK/NACK 정보라 한다. 업링크 전송에 대한 다운링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 물리 채널을 통해 전송되며 다운링크 전송에 대한 업링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PUCCH (Physical Uplink Control Channel)이나 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) 물리 채널을 통해 전송될 수 있다. 상기 PUCCH는 상기 HARQ ACK/NACK 정보뿐만 아니라, 단말이 하향링크채널 상황 정보 (CSI, Channel Status Information), 스케쥴링 요청 (SR, Scheduling Request) 등을 기지국에 전달하는데 이용된다. 상기 SR은 1 비트 정보로, 기지국이 설정한 PUCCH 내의 자원에 단말이 SR을 전송하면, 기지국은 해당 단말이 상향링크로 보낼 데이터가 있음을 인지하여, 상향링크 자원을 할당해준다. 상기 상향링크 자원으로 단말은 상세한 버퍼상태보고 (BSR, Buffer Status Report) 메시지를 전송할 수 있다. 기지국은 한 단말에게 복수 개의 SR 자원을 할당할 수 있다.

한편, 상기 PHY 계층은 하나 혹은 복수 개의 주파수/반송파로 이루어질 수 있으며, 하나의 기지국에서 복수 개의 주파수를 동시에 설정하여 사용하는 기술을 반송파 집적 기술 (carrier aggreagation, 이하 CA라 칭함)이라 한다. CA 기술이란 단말 (혹은 User Equipment, UE) 과 기지국 (E-UTRAN NodeB, eNB) 사이의 통신을 위해 하나의 반송파만 사용하던 것을, 주반송파와 하나 혹은 복수개의 부차반송파를 추가로 사용하여 부차반송파의 갯수만큼 전송량을 획기적으로 늘릴 수 있다. 한편, LTE에서는 주반송파를 사용하는 기지국 내의 셀을 PCell (Primary Cell)이라 하며, 부차반송파를 SCell (Secondary Cell)이라 칭한다. 상기의 CA 기능을 두 개의 기지국으로 확장한 기술을 이중 연결 기술 (dual connectivity, 이하 DC라 칭함)이라 한다. 상기 DC 기술에서는 단말이 주기지국 (Master E-UTRAN NodeB, 이하 MeNB라 칭함)과 보조기지국 (Secondary E-UTRAN NodeB, 이하 SeNB라 칭함)을 동시에 연결해서 사용하고 있으며, 주기지국 내에 속한 셀들을 주셀그룹 (Master Cell Group, 이하 MCG라 칭함)이라 하고, 보조기지국에 속한 셀들을 보조셀그룹 (Secondary Cell Group, 이하 SCG라 칭함)이라 한다. 상기 각 셀그룹별로 대표 셀이 있으며, 주셀그룹의 대표 셀을 주셀(Primary Cell, 이하 PCell이라 칭함)이라 하고, 보조셀그룹의 대표 셀을 주보조셀 (Primary Secondary Cell, 이하 PSCell이라 칭함)이라 한다. 전술한 NR을 사용할 때, 상기 MCG를 LTE 기술을 사용하고 상기 SCG를 NR로 사용하여, LTE와 NR을 단말이 동시에 사용할 수 있다.

한편, 상기 PCell과 SCell의 전송단위는 같을 수도, 다를 수도 있다. 예를 들어 LTE에서는 PCell과 SCell의 전송단위가 모두 1ms 단위로 같을 수 있으나, NR에서는 PCell에서의 전송단위 (slot)은 1ms 이지만, SCell에서의 전송단위는 0.5 ms 의 길이를 가질 수 있다.

하기의 표 5는 NR에서 각 서빙 셀 별 사용하는 뉴머랄러지 (numerology)에 따른 (혹은 부차반송파 간격에 따른) 각 서빙 셀 (즉, PCell 혹은 SCell)에서 가능한 슬롯의 길이에 대한 정보를 도시한다.

도 4c은 단말의 불연속 수신 (Discontinuous Reception, 이하 DRX라 칭함) 동작을 설명하기 위한 도면이다.

DRX란 단말의 전력 소모를 최소화하기 위해 기지국의 설정에 따라, 스케줄링 정보를 얻기 위해, 모든 물리 다운링크 제어채널 (Physical Downlink Control Channel, 이하 PDCCH라 칭함)을 모니터링하는 대신, 상기 설정정보에 따라 일부의 PDCCH만을 모니터링하는 기술이다. 기본적인 DRX 동작은 DRX 주기 (4c-00)를 갖고, onDuration (4c-05) 시간 동안만 PDCCH을 모니터링한다. 연결 모드에서 DRX 주기는 long DRX 와 short DRX의 두 가지 값이 설정된다. 일반적인 경우엔 long DRX 주기가 적용되며, 필요에 따라, 기지국은 추가로 short DRX 주기를 설정할 수 있다. Long DRX 주기와 short DRX 주기가 모두 설정된 경우, 단말은 short DRX timer를 시작함과 동시에, short DRX 주기부터 반복하며, short DRX timer가 만료 후까지 신규 트래픽이 없는 경우, 단말은 short DRX 주기에서 long DRX 주기로 변경한다. 만약 on-duration (4c-05) 시간 동안, 새로운 패킷에 대한 스케줄링 정보가 PDCCH에 의해 수신되면 (4c-10), 단말은 DRX inactivity timer (4c-15)을 시작한다. 단말은 DRX inactivity timer 동안 active 상태를 유지한다. 즉, PDCCH 모니터링을 지속한다. 또한, HARQ RTT timer (4c-20)도 시작한다. HARQ RTT timer는 단말이 HARQ RTT (Round Trip Time) 시간 동안, 불필요하게 PDCCH을 모니터링하는 것을 방지하기 위해 적용되며, 상기 타이머 동작 시간 동안, 단말은 PDCCH 모니터링을 수행할 필요가 없다. 단, DRX inactivity timer와 HARQ RTT timer가 동시에 동작하는 동안에는 단말은 DRX inactivity timer을 기준으로 PDCCH 모니터링을 지속한다. HARQ RTT timer가 만료되면, DRX retransmission timer (4c-25)가 시작된다. 상기 DRX retransmission timer가 동작하는 동안엔, 단말은 PDCCH 모니터링을 수행해야 한다. 일반적으로 DRX retransmission timer 동작 시간 동안, HARQ 재전송을 위한 스케줄링 정보가 수신된다 (4c-30). 상기 스케줄링 정보를 수신하면, 단말은 바로 DRX retransmission timer을 중지시키고, 다시 HARQ RTT timer을 시작한다. 위의 동작은 상기 패킷이 성공적으로 수신될 때까지 지속한다 (4c-35).

도 4d는 복수 개의 전송단위가 공존하는 상황에서 DRX 동작을 수행하는 타이밍을 도식화한 실시예 도면이다.

본 예시도면에서 단말은 기지국에 연결되어 있는, 연결 모드 (RRC_CONNECTED) 상태로 있으며, 기지국으로부터 SCell (4d-03)을 추가로 설정받은 상황을 가정한다. 연결 모드 상태의 단말은 기지국과 데이터를 송수신할 수 있다.

기지국은 단말에게 SCell을 설정할 때, 해당 SCell의 전송단위를 설정한다. 해당 전송단위를 본 발명에서는 슬롯이라고 통칭한다. 본 예시 도면에서는 PCell의 slot의 길이는 서브프레임과 동일하게 1ms 의 길이를 갖는다고 가정하였으며 (4d-51), SCell의 slot 길이는 1/4 (0.25 ms)의 길이를 갖는다고 가정하였다 (4d-53).

한편, 기지국은 단말에게 단말의 전력 소모를 줄이기 위해 전술한 DRX 를 설정해 줄 수 있다. 상기 DRX에 사용되는 타이머는 전술한 바와 같이 하기의 타이머들이 있으며, 각 타이머별 시간 단위는 아래와 같다.

- onDuration timer: 기준 셀의 slot 개수로 설정

- short DRX cycle: 기준 셀의 slot 개수로 설정 (혹은 subframe 개수로 설정)

- short DRX cycle timer: 기준 셀의 slot 개수로 설정

- long DRX cycler: 기준 셀의 slot 개수로 설정 (혹은 subframe 개수로 설정)

- DRX inactivity timer: 기준 셀의 slot 개수로 설정

- HARQ RTT timer: 전송/재전송이 수행되는 해당 셀의 slot 개수로 설정

- DRX retransmission timer: 전송/재전송이 수행되는 해당 셀의 slot 개수로 설정

상기의 기준 셀의 slot이라 함은 PCell의 slot일 수 있으며, 혹은 모든 서빙 셀 (즉, PCell과 SCell) 가운데 가장긴 전송단위를 갖는 셀의 slot일 수 있다.

상기 설정을 받은 단말은, 설정받은 Cycle (4d-21)에 따라, 해당 사이클을 반복하며, onDuration동안 PDCCH를 모니터링 한다 (4d-11) (4d-13) (4d-15) (4d-17). 만약 해당 onDuration 동안 기지국이 단말에게 데이터를 전송하는 경우 (4d-41), 단말은 HARQ RTT timer를 구동하며 이 때의 시간단위는 스케쥴링 받은 서빙셀 (4d-03)의 슬롯 (4d-53)의 개수를 기준으로 한다. 본 예시 도면은 3이라 가정하였다 (4d-33). 상기 onDuration 동안 데이터를 수신하였으므로 단말은 DRX inactivity timer (4d-31)을 구동하여, 추가 신규 데이터가 오는지를 판단한다. 한편, 상기 HARQ RTT timer가 만료되면 단말은 DRX retransmission timer를 구동하고, 상기 DRX retransmission timer가 구동되는 동안 단말은 PDCCH를 모니터링한다 (4d-35). 만약, 단말이 PDCCH로 재전송에 대한 스케쥴링을 받은 경우 (4d-43), 단말은 구동하던 DRX retransmission timer를 멈추고 다시 HARQ RTT timer를 구동한다 (4d-37). 이후 상기 HARQ RTT timer가 만료되기 전에 단말이 해당 HARQ 재전송이 성공적으로 끝났다고 판단되었다면 단말은 더 이상 DRX retransmission timer를 구동하지 않는다. 도식한 바와 같이, HARQ 재전송과 관련된 HARQ RTT timer와 DRX retransmission timer를 전송 및 재전송이 수행되는 해당 셀의 slot 단위로 설정된 길이에 따라 구동함으로서 각 전송단위에 맞는 재전송을 수행할 수 있다.

상기 모든 타이머들의 구동에 따라 실질적으로 단말이 PDCCH를 모니터링, 데이터를 송수신하는 활성화 시간 (4d-61)과 비활성화 시간 (4d-63)을 도식화하면 (4d-09)의 패턴과 같다.

도 4e는 복수 개의 전송단위가 공존하는 상황에서 비연속수신 동작 수행 시 단말의 동작 순서 도면이다.

본 예시 도면에서 본 예시도면에서 단말은 기지국에 연결되어 있는, 연결 모드 (RRC_CONNECTED) 상태를 가정한다 (4e-01). 이후, 단말은 기지국으로부터 DRX 설정을 수신받는다 (4e-03). 상기 DRX 설정에는 DRX 구동에 필요한 타이머들이 포함되어 있으며, 각 타이머 및 각 타이머들의 시간 단위는 하기와 같다.

- onDuration timer: 기준 셀의 slot 개수로 설정

- short DRX cycle timer: 기준 셀의 slot 개수로 설정

- DRX inactivity timer: 기준 셀의 slot 개수로 설정

이에 따라, 단말은 설정받은 Cycle에 따라, 해당 사이클을 반복하며, onDuration동안 PDCCH를 모니터링 한다. 만약 onDuration에서 신규 데이터 전송이 있는 경우, onDuration이 끝나는 시점에서 DRX inactivity timer를 구동하며, 상기 신규 데이터 전송을 수신하는 시점에서 HARQ RTT timer를 구동한다. 만약 단말은 전술한 active time 구간에서 신규 데이터 전송을 수신하는 경우 상기 동작을 수행한다. 또한, 상기 HARQ RTT timer가 만료될 때까지 성공적으로 패킷을 수신하지 못한 경우, 단말은 DRX retransmission timer 를 구동하여, 기지국으로부터의 재전송을 위해 PDCCH 를 모니터링한다. 만약 상기 HARQ RTT timer가 만료될 때까지 성공적으로 패킷을 수신한 경우, 단말은 더 이상 DRX retransmission timer 를 구동하지 않는다. 전술한 바와 같이 Long DRX 주기와 short DRX 주기가 모두 설정된 경우, 단말은 short DRX timer를 시작함과 동시에, short DRX 주기부터 반복하며, short DRX timer가 만료 후까지 신규 트래픽이 없는 경우, 단말은 short DRX 주기에서 long DRX 주기로 변경한다. 이후, 신규 트래픽이 발생하는 경우, 다시 단말은 short DRX 주기를 사용하고 상기의 절차를 반복한다 (4e-05).

도 4f는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블록 구성을 도시한다.

상기 도 4f를 참고하면, 상기 단말은 RF (Radio Frequency) 처리부 (4f-10), 기저대역 (baseband) 처리부 (4f-20), 저장부 (4f-30), 제어부 (4f-40)를 포함한다.

상기 RF처리부 (4f-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부 (4f-10)는 상기 기저대역처리부 (4f-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(4f-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도 4f에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부 (4f-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부 (4f-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부 (4f-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다.

상기 기저대역처리부 (4f-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부 (4f-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부 (4f-20)은 상기 RF처리부 (4f-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(4f-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(4f-20)은 상기 RF처리부(4f-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 기저대역처리부 (4f-20) 및 상기 RF처리부 (4f-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부 (4f-20) 및 상기 RF처리부 (4f-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부 (4f-20) 및 상기 RF처리부(4f-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

상기 저장부 (4f-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다.

상기 제어부 (4f-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부 (4f-40)는 상기 기저대역처리부 (4f-20) 및 상기 RF처리부 (4f-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(4f-40)는 상기 저장부(4f-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부 (4f-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부 (4f-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP (communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP (application processor)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부 (4f-40)는 다중 연결 모드로 동작하기 위한 처리를 수행하는 다중연결처리부 (4f-42)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부(4f-40)는 상기 단말이 상기 도 4f에 도시된 단말의 동작에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라 단말은 기지국으로부터 설정받은 DRX 설정 정보에 따라 PDCCH를 모니터링하는 slot을 결정하고 PDCCH를 수신하고 전송 및 재전송을 수행하여, 지연을 줄임과 동시에 단말의 전력소모를 줄일 수 있다.

1a-05: New Radio Core Network
1a-10: New Radio Node B
1a-15: New Radio User Equipment

Claims

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.