KR20190049439A - 이동 통신 시스템에서 동기 신호 블록을 이용한 통신 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

이동 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 기지국의 동작방법은, 동기 신호 블록(block) 인덱스(index)를 이용하여 PDCCH(physical downlink control channel) DMRS(demodulation reference signal) 및 상기 PDCCH 데이터에 대한 스크램블링(scrambling) 시퀀스(sequence) 중 적어도 하나를 생성하는 단계 및 상기 동기 신호 블록 인덱스에 대한 정보가 포함된 상기PDCCH(physical downlink control channel)를 단말로 전송하는 단계를 포함한다.

Description

이동 통신 시스템에서 동기 신호 블록을 이용한 통신 방법 및 장치 {METHOD FOR COMMUNICATING USING SYNCHRONIZATION SIGNAL BLOCK IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS FOR THE SAME}

본 발명은 이동 통신 시스템에서의 통신 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동 통신 시스템에서 동기 신호 블록 인덱스의 수신 정확성을 증진하기 위한 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.

제4 세대 이동통신보다 최소한 10~100배의 데이터 전송율인 Gbps(Giga bps) 급 지원을 목표로 하는 제5 세대 이동 통신은 수십 GHz(Giga Herz) 주파수 대역에서 구현될 것으로 예상된다. 일례로 20GHz ~ 60GHz 주파수 대역에서 구현이 논의 중이다(30GHz에서의 파장은 10mm이다). 제5 세대 이동 통신은 초고속 데이터 전송율(eMBB: enhanced mobile broadband) 지원뿐만이 사물 인터넷 지원을 위한 mMTC(massive machine type communication)과 고신뢰성 저지연 통신(URLLC: ultra-reliable and low latency communication) 또한 지원하는 것을 목표로 한다.

또한, 제5 세대 이동 통신 시스템은 종래 20MHz 최대 대역폭과 15kHz 단일 부반송파 간격과 달리 5MHz부터 400MHz까지의 광대역 대역폭 지원 및 다수의 부반송파 간격(일례로, 15kHz의 배수인 30kHz, 60kHz, 120kHz 등)을 지원하는 것을 목표로 한다. 이와 같이 제5 세대 이동 통신 시스템에서는 다양한 주파수 대역에서 다양한 주파수 대역폭의 지원이 요구되는 특성상, 반송파 주파수 대역으로 수십 GHz 주파수 대역을 사용하는 경우의 셀 커버리지(cell coverage)는 종래보다 많이 줄어들게 되므로 빔포밍(beamforming)을 이용한 셀 커버리지 확대 방법이 활발히 연구되고 있다.

한편, 빔포밍을 이용할 경우 셀 내의 단말에게 전송되는 동기 신호 등의 제어 신호 및 제어 채널들도 빔포밍 방식으로 기지국에 의해 전송된다. 이런 특징으로 인해 단말의 기지국으로의 초기 접속과 빔 정보 획득과 관련된 동기 신호 블록 인덱스(index)의 수신 정확성 향상은 중요하다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 이동 통신 시스템에서 동기 신호 블록 인덱스의 수신 정확성 향상을 송신 장치의 동작 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 이동 통신 시스템에서 동기 신호 블록 인덱스의 수신 정확성 향상을 수신 장치의 동작 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은, 이동 통신 시스템에서 동기 신호 블록 인덱스의 수신 정확성 향상을 송신 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 송신 장치의 동작 방법은, 동기 신호 블록(block) 인덱스(index)를 이용하여 PDCCH(physical downlink control channel) DMRS(demodulation reference signal) 및 상기 PDCCH 데이터에 대한 스크램블링(scrambling) 시퀀스(sequence) 중 적어도 하나를 생성하는 단계 및 상기 동기 신호 블록 인덱스에 대한 정보가 포함된 상기PDCCH(physical downlink control channel)를 단말로 전송하는 단계를 포함하고,

상기 동기 신호 블록 인덱스를 상기 DMRS 시퀀스 생성기 및 상기 PDCCH 데이터 스크램블링 시퀀스 생성기 중 적어도 하나의 초기값으로 전부 또는 일부로 이용하거나, 상기 DMRS 시퀀스 및 스크램블링 시퀀스 중 적어도 하나의 순환쉬프트(cyclic shift) 값으로 이용하거나 CRC(cyclic redundancy check) 마스킹(masking)의 값으로 이용한다.

본 발명에 의하면, 제5 세대 이동 통신 시스템에서 빔포밍되는 동기 신호 블록의 수신 정확성을 향상시켜 제5 세대 이동 통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 5G NR 이동 통신 시스템에서의 동기 신호 블록을 설명하는 개념도이다.
도 4는 5G NR 이동 통신 시스템에서의 RRC 상태와 RRC 상태 천이를 설명하는 개념도이다.
도 5는 5G NR 이동통신 시스템에서 동기 신호 블록 전송 방법을 설명하는 개념도이다.
도 6은 5G NR 이동통신 시스템에서 반송파 집성 기법에서의 동기 신호 블록 전송 방법을 설명하는 개념도이다.
도 7a는 5G NR에서 SSBk와 연계되는 RMSI를 TDM 방식으로 전송하는 방법을 설명하는 개념도이다.
도 7b는 5G NR에서 SSBk와 연계되는 RMSI를 TDM 방식으로 전송하는 다른 방법을 설명하는 개념도이다.
도 7c는 5G NR에서 SSBk와 연계되는 RMSI를 FDM 방식으로 전송하는 방법을 설명하는 개념도이다.
도 8은 5G NR에서 CORESET 모니터링 윈도우 방식을 이용한 시스템 정보 수신 방식에 대한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 SSBk 인덱스를 PDCCH에 결합하는 방법을 설명하는 개념도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 "통신 네트워크"로 지칭될 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 적어도 하나의 통신 프로토콜을 지원할 수 있다. 예를 들어, 복수의 통신 노드들 각각은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(non-orthogonal multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(space division multiple access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다. 다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(user equipment)(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 커버리지(coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.

여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), 노변 장치(road side unit; RSU), DU(digital unit), CDU(cloud digital unit), RRH(radio remote head), RU(radio unit), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point), 중계 노드(relay node), gNB 등으로 지칭될 수 있다. 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 다바이스(device) 등으로 지칭될 수 있다.

복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 셀룰러(cellular) 통신(예를 들어, 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), LTE-A(advanced), 5G NR(new radio) 등)을 지원할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀(ideal backhaul) 또는 논(non)-아이디얼 백홀을 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 코어(core) 네트워크(미도시)와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.

복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 OFDMA 기반의 다운링크(downlink) 전송을 지원할 수 있고, SC-FDMA 기반의 업링크(uplink) 전송을 지원할 수 있다. 또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO(multiple input multiple output) 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, 캐리어 애그리게이션(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접(device to device, D2D) 통신(또는, ProSe(proximity services) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D 통신을 코디네이션(coordination)할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 코디네이션에 의해 D2D 통신을 수행할 수 있다.

다음으로, 다중 동기 신호 블록 전송 기술들이 설명될 것이다. 여기서, 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, 단말의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 기지국은 단말의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 기지국의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 단말은 기지국의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.

도 3은 5G NR 이동 통신 시스템에서의 동기 신호 블록을 설명하는 개념도이다.

도 3을 참조하면, 제5 세대 이동 시스템의 일례인 5G NR(new radio)(이하 NR로 칭함)에서 사용되는 동기 신호 블록(SSBk: synchronization signal block)(300)은 PSS(primary synchronization signal)(310), SSS(secondary synchronization signal)(320), PBCH(physical broadcast channel)(330)를 포함하며, 4개의 OFCM 심볼로 이루어진 것을 나타낸다. 일반적으로 단말에 전원이 공급되면 주변 이동 통신 시스템에 접속하기 위한 셀 탐색(cell search)를 수행한다.

탐색된 셀 중 하나의 셀을 선택하게 되며, 이 과정을 통해 단말은 셀에 대한 주파수 및 심볼 동기를 획득하고, 셀의 무선 프레임(radio frame) 동기를 획득할 수 있다. 이러한 단말의 셀 탐색 및 선택을 위해 기지국에서는 동기 신호와 브로드캐스팅 신호를 모든 방향으로 전송할 수 있다.

NR에서는 이를 위해 PSS(310), SSS(320), PBCH(330)을 포함하는 SSBk(300)를 브로드캐스팅할 수 있다. 구체적으로는 PSS(310), SSS(320) 및 PBCH(330)를 TDM(time division multiplexing) 방식으로 멀티플렉싱(multiplexing)할 수 있고, 이 멀티플렉싱된 PSS(310), SSS(320) 및 PBCH(330)는 N(일례로, N=4로서 PSS 1심볼, PBCH 1심볼, SSS 1심볼, PBCH 1심볼)개의 OFDM 심볼로 전송될 수 있다. 이와 같은 4개의 OFDM 심볼들을 동기 신호 블록(SSBk: synchronization signal block)이라 정의한다.

PSS(310)는 무선 프레임 동기를 위해 사용될 수 있다. PSS(320)는 Zadoff-chu sequence, m-sequence 등을 바탕으로 생성될 수 있고, 62개(또는 127개도 가능하며 이에 한정되지 않음)의 부반송파 영역을 차지할 수 있다. SSS도 역시 무선 프레임 동기를 위해 사용될 수 있다. SSS는 Gold sequence를 바탕으로 생성될 수 있다. PBCH(330)은 시스템 정보를 전송하는 데 사용될 수 있다.

NR의 PBCH의 기능은 종래 3GPP LTE 및 LTE-A 이동 통신 시스템에서의 기능과 유사하다. 즉, NR의 PBCH는 MIB(master information block)를 포함하는 시스템 정보를 전송하는데 사용될 수 있다. MIB와 같은 시스템 정보는 SFN(system frame number), Front-loaded DMRS 위치 정보, 데이터 수신을 위한 numerology 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.

단말이 시스템 정보를 수신하게 되면, 기지국과의 임의접속(RA: random access) 절차를 수행할 수 있다. 이를 통해 단말은 NR 이동 통신 시스템과의 무선 링크 연결 설정을 할 수 있다. 다음으로 임의접속 과정을 거친 단말의 RRC(radio resource control) 상태(state)와 RRC 상태 천이에 대해 설명한다.

도 4는 5G NR 이동 통신 시스템에서의 RRC 상태와 RRC 상태 천이를 설명하는 개념도이다.

도 4를 참조하면, 종래 3GPP LTE 및 LTE-A 이동 통신 시스템의 RRC 상태에는 존재하지 않았던 RRC 비활성화(RRC_INACTIVE) 상태를 포함하는 NR에서의 RRC 상태 천이를 나타낸다. RRC 비활성화 상태는 mMTC(massive machine type communication) 단말을 효율적으로 관리하기 위해 도입된 RRC 상태이다.

RRC 비활성화 상태는 mMTC 단말의 RRC 상태 천이 시 전력소모를 줄이도록 하기 위해 추가된 RRC 상태로서 RRC 휴지(RRC_IDLE) 상태와 유사하다. 그러나 mMTC 단말이 RRC 연결(RRC_CONNECTED) 상태가 아닌 상태(RRC_INACTIVE 상태)에서 RRC 연결 상태로 천이할 때 소요되는 제어 절차를 최소화해 단말의 전력 소모를 줄일 수 있다. 이를 위해 RRC 비활성화 상태의 mMTC 단말과 이동 통신 시스템 간의 연결 상태는 RRC 연결 상태와 유사하게 유지될 수 있다.

즉, NR에서는 mMTC 단말이 아닌 일반 단말의 경우는 3GPP LTE 및 LTE-A에서와 같이 RRC 휴지 상태와 RRC 연결 상태 간의 천이(430) 과정을 거칠 수 있고, mMTC 단말은 RRC 비활성화 상태와 RRC 연결 상태 간의 천이(410)과 RRC 비활성화 상태에서 RRC 휴지 상태로의 천이(420) 과정을 거칠 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 NR에서는 종래 무선 주파수 대역뿐만 아니라 그보다 훨씬 큰 대역에서도 시스템 운용이 가능하도록 구현될 것으로 예상된다. 그런데, 일반적으로 고주파 대역에서는 전파의 회절 특성과 반사 특성이 좋지 않기 때문에 경로손실(path-loss) 및 반사손실(reflection loss)과 같은 전파(propagation) 손실이 저주파 대역에 비해 상대적으로 큰 것으로 알려져 있다.

그러므로 종래 수 GHz 대역의 이동 통신 시스템보다 훨씬 높은 수십 GHz 대역에서 이동 통신 시스템이 구현될 경우 종래에 비해 셀 커버리지(cell coverage)가 줄어들 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 고주파 대역에서는 다수 개의 안테나 요소(antenna element)들로 구성된 빔포밍(beamforming)을 이용하여 셀 커버리지를 늘리는 방식이 연구되고 있다.

그러나 이 경우, 종래와 달리 단말이 광대역에 걸쳐 전송되는 동기 신호를 원활히 수신하는데 문제가 생길 수 있다. 다음으로 종래 기술에 따른 빔포밍을 적용한 경우에서의 동기 신호 전송에 대해 설명한다.

도 5는 5G NR 이동통신 시스템에서 동기 신호 블록 전송 방법을 설명하는 개념도이다.

도 5를 참조하면, 동기 신호 버스트 집합(SSBS: synchronization signal burst set)(510)은 동기 신호 블록(SSBk: synchronization signal block) (550)으로 이루어진 동기 신호 버스트(SSB: synchronization signal burst)(520,530,540)의 집합임을 나타낸다(여기서 동기 신호는 PSS 및 SSS를 포함함).

전술한 바와 같이, 제5 세대 이동 통신 시스템은 다양한 OFDM 부반송파 간격의 사용과 더불어 수백 MHz에서 수십 GHz에 이르는 넓은 범위의 주파수 대역에서의 동작을 지원하도록 구현이 될 것으로 예상된다. 이로 인한 셀 커버리지 축소 문제를 해결하기 위해 고주파 대역에서는 빔포밍 방식을 이용하여 셀 커버리지를 늘리는 방식이 연구되고 있다.

이러한 빔포밍에는 아날로그(analog) 빔포밍 방식과 디지털(digital) 빔포밍 방식이 있다. 디지털 빔포밍 방식은 다중입력다중출력(MIMO: multiple input multiple output) 안테나와 디지털 프리코더(precoder) 또는 코드북(codebook)을 기반으로 다수의 무선(RF: radio frequency) 경로들을 이용하여 빔포밍 이득(gain)을 얻을 수 있다.

디지털 빔포밍 방식은 DAC(Digital to Analog Converter) 또는 ADC(Analog to Digital Converter)가 필요하고 안테나 요소와 동일한 개수의 트랜시버 유닛(TXRU: transceiver unit)이 필요하기 때문에 빔포밍 이득을 증가시키는 경우 비례적으로 안테나 구현의 복잡도도 크게 증가할 수 있다.

아날로그 빔포밍 방식은 위상 천이기(phase shifter), 파워앰프(PA: power amplifier) 및 변동 이득 증폭기(VGA: variable gain amplifier)등과 같은 다수의 아날로그 장치들과 안테나 배열을 통해서 빔포밍 이득을 얻을 수 있다. 아날로그 빔포밍 방식은 하나의 트랜시버 유닛에 다수의 안테나 요소가 위상 천이기를 통해 연결되기 때문에 빔포밍 이득을 증가시키기 위해 안테나 요소를 증가시킨다고 해도 그에 따른 구현 복잡도는 크게 증가되지 않을 수 있다.

그러나 아날로그 빔포밍 성능은 디지털 빔포밍 방식에 비해 떨어지며 시간상으로 위상 천이기를 조절하기 때문에 주파수 자원 사용 효율이 제한적일 수 있다.

빔포밍을 통해서 셀 커버리지를 늘리는 경우 셀 내의 각 단말들에게 전송되는 전용 제어 채널 및 전용 데이터뿐만 아니라 셀 내의 모든 단말들에게 공통적으로 전송되는 공통 제어 채널(common control channel) 및 공통 신호들 또한 빔포밍 방식으로 전송될 수 있다.

그러나, 이 경우 한 번의 전송을 통해 전체 셀 영역에 공통 제어 채널 및 동기 신호를 포함한 공통 신호를 전송할 수 없고, 일정 시간 동안 복수 회에 걸쳐 다수의 빔(beam)을 통해 전송을 할 수 있다(이를 빔스위핑(beam sweeping)이라 한다.

이동 통신 시스템에 접속하는 단말은 동기 신호를 통해 하향링크 주파수/시간 동기 획득 및 셀 아이디 정보 등을 획득한 후 임의접속 절차를 통해 상하향 링크 동기 획득 및 기지국과의 무선 링크를 형성할 수 있다.

빔포밍을 사용해서 SSBk(550)를 전송할 경우에는 복수 개의 빔(beam)을 전환하면서 전송하는 빔스위핑 동작을 수행할 수 있고 이를 위해 동기 신호와 PBCH의 전송 주기 내에 복수 개의 SSB(520,530,540)(다중 SSB라고도 칭할 수 있음)를 할당할 수 있으며, 이렇게 할당된 복수 개의 SSB(520,530,540)들이 모여 SSBS(510)를 구성할 수 있다.

하나의 SSBS(510)를 구성하는 SSBk의 최대 개수와 이 중 실제 전송에 사용되는 SSBk의 개수 및 SSBk의 위치는 이동 통신 시스템에 따라 변할 수 있으며, SSBS 내의 SSBk 최대 개수는 이동 통신 시스템의 주파수 대역에 따라 변할 수 있다. 일례로 3GHz 이하의 대역에서는 최대 4개, 3~6GHz의 대역에서는 최대 8개, 6GHz 이상의 대역에서는 최대 64개의 SSBk를 가질 수 있다.

전술한 바와 같이 하나의 SSB는 TDM 방식으로 멀티플렉싱된 동기 신호 및 PBCH를 포함할 수 있고, 단말은 수신한 PBCH를 통해 SSB 인덱스(index), OFDM 심볼 인덱스 또는 슬롯(slot) 인덱스 정보 등을 명시적 혹은 묵시적으로 알아낼 수 있다.

한편, 제5 세대 이동 통신 시스템은 전술한 바와 같이 수백MHz(일례로 400MHz)까지의 시스템 주파수 대역폭을 지원할 수 있는데 반해, 단말의 경우는 지원할 수 있는 주파수 대역폭이 다를 수 있다. 즉, 단말의 성능에 따라 전체 주파수 대역폭을 모두 지원할 수 있을 수도 있고, 일부 주파수 대역폭만을 지원할 수 있다.

이러한 다양한 주파수 대역폭 처리 능력을 가지는 단말들의 원활한 이동 통신 시스템 접속을 지원하기 위해 주파수축 상으로 복수 개의 위치에 동기 신호와 PBCH를 포함하는 SSBk를 할당하여 전송할 수 있다(종래에는 이동 통신 시스템 주파수 대역폭의 가운데에 동기 신호 및 PBCH를 할당하여 전송함). 다음으로, 반송파 집성(CA: carrier aggregation)에서의 요소 반송파마다 SSBk를 전송하는 방법에 대해 설명한다.

도 6은 5G NR 이동통신 시스템에서 반송파 집성 기법에서의 동기 신호 블록 전송 방법을 설명하는 개념도이다.

도 6을 참조하면, 반송파 집성 기법(CA)이 적용된 경우, 각각의 요소 반송파(CC: component carrier) 대역을 복수 개의 대역폭 부분(BP: bandwidth part)으로 나누고, 그 나뉘어진 BP마다 SSBk가 할당되어 전송될 수 있다

CA를 사용하면, 각 요소 반송파당 최대 20MHz의 대역폭을 갖는 복수 개의 반송파들을 동일 단말에 대한 무선 링크에 동시에 사용할 수 있고, 이에 따라 더 넓은 대역폭의 사용과 더 높은 링크 데이터 속도의 구현이 가능하다. 3GPP LTE 및 LTE-A 이동 통신 시스템에서는 각각이 최대 20MHz의 대역폭을 갖는 반송파를 최대 5대까지 반송파 집성이 가능하여, 최대 100MHz의 대역폭이 지원될 수 있다.

그러나 CA를 지원하는 단말이더라도 최대 대역폭을 지원하지 못하고 일부 대역폭만을 지원할 수 있으므로, 복수의 요소 반송파 각각에 복수의 SSBk를 나누어 할당하여 단말이 어떠한 요소 반송파를 통해 기지국과 무선 링크를 형성하더라도 SSBk를 수신할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 단말은 BP를 통해 전송되는 SSBk 중 하나를 수신하여 기지국으로의 초기 접속을 수행할 수 있다.

이와 같은 방식을 통해 광대역을 지원하는 단말은 전체 시스템 주파수 대역에 전송되는 모든 SSBk를 모니터링(monitoring)할 수 있으며 일부 주파수 대역폭을 지원하는 단말은 일부 BP 혹은 하나의 BP를 통해 전송되는 SSBk를 모니터링할 수 있다.

한편, 단말은 기지국으로 초기 접속을 위해 SSB set 내 최적의 빔 방향을 가지는 SSBk를 확인할 수 있다. SSB내의 다수의 SSBk 중 어떠한 SSBk가 해당 단말에게 최적의 빔 방향을 가지는 SSBk인지는 SSBk를 통해 확인되는 SSBk 인덱스를 통해 알 수 있다. SSBk 인덱스는 SSBk 내의 PBCH DMRS(demodulation reference signal)와 PBCH 내 페이로드(payload)에 해당하는 데이터를 통해 알 수 있다.

구체적으로는 6GHz 이하의 주파수 대역(최대 SSBk의 개수 L=8인 경우)에서의 SSBk 인덱스(3비트)는 PBCH DMRS를 통해 알아낼 수 있다. 6GHz 초과의 주파수 대역(최대 SS block의 개수 L=64인 경우)에서는 SSBk 인덱스index(6비트) 중 최하위(LSB: least significant bit) 3비트는 PBCH DMRS를 통해서 알아낼 수 있고, 최상위(MSB: most significant bit) 3비트는 PBCH 내 페이로드에 해당하는 데이터를 통해서 전송되므로 PBCH 복호(decoding)를 통해 알아낼 수 있다.

단말은 SSBk 검출 후 RMSI(remaining minimum system information)라는 시스템 정보 수신을 통해 기지국 초기 접속 작업을 수행할 수 있다. RMSI는 PDCCH(physical downlink control channel)를 이용한 스케줄링(scheduling) 정보를 통해 PDSCH(physical downlink shared channel)에 실려 단말로 전송될 수 있다.

이때 RMSI 전송 PDSCH에 대한 스케줄링 정보가 담겨있는 PDCCH가 전송되는 CORESET (COntrol REsource SET)에 대한 설정 정보는 SSBk 내의 PBCH를 통해서 전송될 수 있다. NR의 경우 PDCCH는 1~3 심볼의 길이를 가지는 CORESET에서 전송되며, 상하향링크 스케쥴링 정보, SFI(slot format index) 및 TRC(transmit power control) 정보 등을 전송할 수 있다.

한편 시스템의 전체 주파수 대역에서 다수의 SSBk가 전송되는 경우(SSBk가 전송되는 BWP는 광대역내의 여러 BWP중 일부에 국한될 수 있음) 일부 SSBk는 해당 SSBk와 연계되어 있는 RMSI도 전송될 수 있고, 일부 SSBk는 해당 SSBk와 연계되어 있는 RMSI가 없어 전송되지 않을 수도 있다.

이때 SSBk와 연계된 RMSI가 있는 경우, 해당 SSBk를 'cell defining SS block'이라고 정의할 수 있고, 단말은 셀 탐색 및 초기 접속 과정은 'cell defining SS block'을 통해서만 수행할 수 있다. 연계된 RMSI가 없는 SSBk는 해당 SSBk가 있는 BWP에서의 동기 신호 획득용이나 측정(measurement) 용도로 사용될 수 있다.

셀 커버리지를 높이기 위해 SSBk가 빔포밍되어 전송될 경우, 전술한 바와 같이 다수의 빔을 바꿔가면서 여러 시간에 걸쳐 전송하는 빔 스위핑 동작이 필요하며, 'cell defining SS block'과 연계되어 있는 RMSI도 다수의 빔을 통해 전송하기 위한 빔 스위핑 동작이 필요하다.

또한, 단말은 기지국이 전송하는 SSBk와 해당 SSBk와 연계된 RMSI가 동일한 빔으로 전송된다고 가정하고 수신을 할 수 있다. 즉, 해당 SSBk와 RMSI 스케줄링 정보를 전송하는 PDCCH의 DMRS와 RMSI가 전송되는 PDSCH의 DMRS가 동일한 빔을 통해 전송된다 가정할 수 있다(이러한 상태를 SSBk 및 RMSI 스케줄링 정보를 전송하는 PDCCH의 DMRS와 RMSI가 전송되는 PDSCH의 DMRS가 QCL(Quasi co-located)되어 있다 할 수 있음). 다음으로 SSBk와 연계된 RMSI의 전송 방법에 대해 설명한다.

도 7a는 5G NR에서 SSBk와 연계되는 RMSI를 TDM 방식으로 전송하는 방법을 설명하는 개념도이고, 도 7b는 5G NR에서 SSBk와 연계되는 RMSI를 TDM 방식으로 전송하는 다른 방법을 설명하는 개념도이고, 도 7c는 5G NR에서 SSBk와 연계되는 RMSI를 FDM 방식으로 전송하는 방법을 설명하는 개념도이다.

도 7a를 참조하면, 'cell defining SS block'된 SSBk와 QCL로 가정할 수 있는 CORESET 및 그에 대한 RMSI 전송 PDSCH가 TDM(time division multiplexing) 방식으로 멀티플렉싱(multiplexing)된 경우를 나타낸다. 이 때 RMSI는 RMSI 전송 PDSCH와 그에 대한 스케줄링 정보를 전송하는 CORESET을 의미할 수 있고, SSBk와 CORESET 및 그에 대한 RMSI 전송 PDSCH는 QCL로 가정할 수 있다.

SSBk 인덱스 0(710-1)은 CORESET 0(710-2)와 연계되어 있고, CORESET 0(710-2)는 RMSI 전송 PDSCH 0(710-3)에 대한 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다. SSBk 인덱스 1(720-1)은 CORESET 1(720-2)과 연계되어 있고, CORESET 1(720-2)는 RMSI 전송 PDSCH 1(720-3)에 대한 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다.

SSBk 인덱스 2(730-1)은 CORESET 2(730-2)와 연계되어 있고, CORESET 2(730-2)는 RMSI 전송 PDSCH 2(730-3)에 대한 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다. 여기서 각각의 CORESET과 RMSI 전송 PDSCH는 TDM(time division multiplexing)방식으로 멀티플렉싱될 수 있다.

SSBk를 수신한 단말은 PBCH 내의 RMSI CORESET 설정정보를 이용하여 해당 SSBk와 연계된 RMSI에 대한 CORESET을 모니터링(monitoring)하여 RMSI 전송 PDSCH를 스케줄링 한 PDCCH를 복호할 수 있다. 그 결과 PDSCH에 대한 스케줄링 정보를 알아낸 후 PDSCH를 수신하여 그 안에 실린 RMSI를 획득할 수 있다.

도 7b를 참조하면, 'cell defining SS block'된 SSBk와 연계된 CORESET 및 그에 대한 RMSI 전송 PDSCH가 TDM(time division multiplexing) 방식으로 멀티플렉싱(multiplexing)된 경우를 나타낸다. 이때 SSBk와 CORESET 및 그에 대한 RMSI 전송 PDSCH는 QCL로 가정할 수 있다.

SSBk 인덱스 0(740-1)은 CORESET 0(740-2)와 연계되어 있고, CORESET 0(740-2)는 RMSI 전송 PDSCH 0(740-3)에 대한 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다. SSBk 인덱스 1(750-1)은 CORESET 1(750-2)과 연계되어 있고, CORESET 1(740-2)는 RMSI 전송 PDSCH 1(740-3)에 대한 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다. SSBk 인덱스 2(760-1)은 CORESET 0(760-2)와 연계되어 있고, CORESET 0(760-2)는 RMSI 전송 PDSCH 0(760-3)에 대한 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다.

여기서 각각의 CORESET과 RMSI 전송 PDSCH는 TDM(time division multiplexing)방식으로 멀티플렉싱될 수 있다. 도 7a의 경우와는 달리 CORESET은 관련된 RMSI 전송 PDSCH와 연속으로 배치되는 경우를 나타낸다.

마찬가지로 SSBk를 수신(검출)한 단말은 PBCH 내의 RMSI CORESET 설정정보를 이용하여 해당 SSBk와 연계된 RMSI에 대한 CORESET을 모니터링(monitoring)하여 RMSI 전송 PDSCH를 스케줄링 한 PDCCH를 복호할 수 있다. 그 결과 PDSCH에 대한 스케줄링 정보를 알아낸 후 PDSCH를 수신하여 그 안에 실린 RMSI를 획득할 수 있다.

도 7c를 참조하면, 'cell defining SS block'된 SSBk와 연계된 CORESET 및 그에 대한 RMSI 전송 PDSCH가 FDM(frequency division multiplexing) 방식으로 멀티플렉싱(multiplexing)된 경우를 나타낸다. 이때 SSBk와 CORESET 및 그에 대한 RMSI 전송 PDSCH는 QCL로 가정할 수 있다.

SSBk 인덱스 0(770-1)은 CORESET 0(770-2)와 연계되어 있고, CORESET 0(770-2)는 RMSI 전송 PDSCH 0(770-3)에 대한 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다. SSBk 인덱스 1(780-1)은 CORESET 1(780-2)과 연계되어 있고, CORESET 1(780-2)는 RMSI 전송 PDSCH 1(780-3)에 대한 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다. SSBk 인덱스 2(790-1)은 CORESET 0(790-2)와 연계되어 있고, CORESET 0(790-2)는 RMSI 전송 PDSCH 0(790-3)에 대한 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다.

여기서 각각의 CORESET과 RMSI 전송 PDSCH는 FDM 방식으로 멀티플렉싱될 수 있고, SSBk가 CORESET과 FDM 방식으로 멀티플렉싱 될 수도 있고, SSBk와 CORESET 및 RMSI 전송 PDSCH가 FDM 방식으로 멀티플렉싱 될 수도 있다.

SSBk를 수신(검출)한 단말은 PBCH 내의 RMSI CORESET 설정정보를 이용하여 해당 SSBk와 연계된 RMSI에 대한 CORESET을 모니터링하여 RMSI 전송 PDSCH를 스케줄링 한 PDCCH를 복호할 수 있다. 그 결과 PDSCH에 대한 스케줄링 정보를 알아낸 후 PDSCH를 수신하여 그 안에 실린 RMSI를 획득할 수 있다.

한편, RMSI에 대한 스케줄링 정보가 전송되는 CORESET의 위치는 자원효율성 측면에서 특정 시간으로 한정되지 않고 소정의 일정한 시간 구간 내(CORESET 모니터링 윈도우)에서 자유롭게 전송되도록 설정될 수도 있다. 다음으로 이러한 방식(CORESET 모니터링 윈도우)에 대해 설명한다.

도 8은 5G NR에서 CORESET 모니터링 윈도우 방식을 이용한 시스템 정보 수신 방식에 대한 개념도이다.

도 8을 참조하면, 특정 SSBk와 연계된 CORESET이 일정한 위치로 고정되지 않고 일정 시간 범위 내에 할당되는 경우를 나타낸다. 전술한 바와 같이 RMSI에 대한 스케줄링 정보가 전송되는 CORESET의 위치는 자원효율성 측면에서 특정 시간으로 한정되지 않고 일정 시간 구간 내(CORESET 모니터링 윈도우(window))에서 자유롭게 전송되도록 설정될 수도 있다.

이와 같은 CORESET 모니터링 윈도우를 이용하는 경우, 단말은 CORESET이 전송되는 시간을 특정할 수 없으므로, CORESET이 전송 가능한 시간 구간 내에서는 매 CORESET을 모니터링하면서 수신한 PDCCH에 대한 복호를 수행할 수 있다.

즉, SSBk 0(810-1)와 연관된 CORESET 0(810-2)가 전송되는 시간 상의 위치가 CORESET0 모니터링 윈도우(840) 구간 내에서 전송될 수 있으므로 SSBk 0를 최적의 SSBk로 판단한 단말은 CORESET 0 모니터링 윈도우 구간 내에 전송되는 모든 PDCCH를 복호해야 한다(SSBk 1(820-1) 및 SSBk 2(830-1) 및 그와 연관된 각각의 CORESET 및 CORESET 모니터링 윈도우의 경우도 동일함).

이때 각 SSBk에 연계되는 각 CORESET 모니터링 윈도우의 구간들은 상호 간에 겹칠 수도 있고, 겹치지 않을 수도 있다. 그러므로 CORESET 모니터링 윈도우의 구간들이 겹칠 경우에는 단말이 수신한 SSBk와 연계된 RMSI를 제대로 수신했는지에 대한 확인이 필요할 수 있다.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이 SSBk 0(810-1)에 대한 CORESET 모니터링 윈도우(840)과 SSBk 1(820-1)에 대한 CORESET 모니터링 윈도우(850)가 일부 겹쳐질 수 있고, SSBk 1(810-2)에 대한 CORESET 모니터링 윈도우(850)과 SSBk 2(830-1)에 대한 CORESET 모니터링 윈도우(860)가 일부 겹쳐질 수 있다(CORESET 모니터링 윈도우간의 겹침은 다양하게 설정이 가능하다).

도 8을 참조하면, CORESET 모니터링 윈도우가 겹치게 할당될 경우 각 SSBk와 연관된 CORESET 모니터링 윈도우 내에서 가변적으로 전송된 RMSI 스케줄링 정보 전송을 위한 PDCCH(CORESET)가 단말이 실제로 수신하여 검출한 SSBk와 연계되지 않을 수도 있다. 즉, 단말이 수신 및 검출한 최적의 빔방향의 SSBk와 연계된 CORESET이 아닌 다른 SSBk와 연계된 CORESET에 대한 PDCCH 복호를 수행할 수 있다(이는 양 SSBk의 CORESET 모니터링 윈도우가 겹치기 때문에 발생함).

일반적으로, 각 SSBk를 전송하는 빔이 서로 다른 경우, 단말이 수신 및 검출된 SSBk와 동일한 빔으로 전송되는 RMSI 스케줄링 정보 전송을 위한 PDCCH(CORESET)를 수신 및 검출할 확률이 높다. 반면에 단말이 연속된 빔 사이에 위치하는 경우 SSBk를 수신하는 빔과 RMSI 스케줄링 정보 전송을 위한 PDCCH(CORESET)를 수신하는 빔이 다를 수도 있다(일례로 빔 n과 빔 n+1 사이에 위치한 단말이, 빔 n으로부터 전송되는 SSBk n을 검출하였으나 RMSI 스케줄링 정보 전송을 위한 PDCCH(CORESET)은 빔 n 또는 빔 n 및 빔 n+1로부터 전송된 PDCCH를 수신 및 검출 할 수 있다).

한편, 단말은 최적의 빔에 해당하는 빔 정보를 알아야 하므로 RMSI 스케줄링 정보 전송을 위한 PDCCH(CORESET) 복호 시 정확한 빔 인덱스를 알아야 하고, 이를 위해 빔 인덱스와 연계된 SSBk 인덱스를 확인해야 한다. 이는 CORESET 모니터링 윈도우가 겹치지 않더라도, 단말이 기지국 초기 접속 절차를 통해 수신 및 검출한 SSBk 인덱스는 RMSI 정보 파악을 위한 PDCCH 및 PDSCH 수신뿐만이 아니라, 이후의 RACH(random access channel) 전송 등과 같은 초기 접속 절차 및 초기 빔 관리 과정에서도 필요한 정보이다.

그러므로 SSBk 수신 및 검출을 통해 획득한 SSBk 인덱스를 이후 RMSI 스케줄링 정보 전송을 위한 PDCCH 복호 및 RMSI 스케줄링을 위한 PDSCH 복호 과정에서 이를 확인해 줄 필요가 있다. 다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 SSBk 인덱스를 RMSI 스케줄링 정보 전송을 위한 PDCCH 복호 및 RMSI 스케줄링을 위한 PDSCH 복호 과정에서 확인하는 방법에 대해 설명한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 SSBk 인덱스를 PDCCH에 결합하는 방법을 설명하는 개념도이다.

도 9를 참조하면, 기지국에서 특정 SSBk에 대한 SSBk 인덱스(910)를 PDCCH(950)에 할당되는 DMRS(920) 및 PDCCH 페이로드(970)와의 결합 등의 방법을 통해 SSBk 인덱스가 결합된 PDCCH를 생성하는 과정을 나타낸다. 이와 같은 방법으로 생성된 PDCCH는 단말로 전송되고, 단말은 PDCCH 복호 과정을 거쳐 SSBk 인덱스를 확인할 수 있다.

다중 안테나 MIMO(multi-input multi-output) 기술이 적용된 경우, 이를 위한 기준 신호가 필요하다. 기지국과 단말 사이의 실제 채널은 프리코딩(precoding)이 적용되지 않은 셀 공통의 기준 신호를 통해 알 수 있다. 그러나 다중 안테나 MIMO 기술이 적용될 경우 전송 성능을 증가시키기 위해서는 수신기는 기지국과 단말간의 실제 채널과 더불어 기지국에서 사용된 프리코더(precoder)도 알아야 한다.

이를 위해 기지국은 제어 채널을 이용해 각 단말 별로 사용된 프리코더 정보를 알려 주거나, 아니면, 프리코더 이전에 단말별 기준 신호를 삽입함으로써 각 단말은 채널과 프리코더의 곱을 한꺼번에 추정하여 복호할 수 있다. 이러한 기준 신호를 DMRS(demodulation reference signal)라 한다.

한편 NR은 수십 GHz(Giga Herz) 주파수 대역에서 구현될 것으로 예상된다. 일례로 20GHz ~ 60GHz 주파수 대역에서 구현이 논의 중이다(30GHz에서의 파장은 10mm이다). 그보다 더 높은 주파수 대역 및 낮은 주파수 대역에서의 파장 역시 mm단위로 표현되기 때문에 NR 은 밀리미터파(millimeter wave) 이동 통신 기술이라고도 일컫는다.

밀리미터파 대역의 전파 특성 상 셀 전체에 대한 빔포밍 없이는 일정 수준 이상의 채널 추정이 어렵기 때문에 종래 CRS(cell specific reference signal)는 필요하지 않을 수도 있다.

DMRS는 복조(demodulaton)를 위한 기준 신호로 프리코딩 및 빔포밍을 포함하는 채널을 추정하기 위해 사용될 수 있다. 밀리미터파 통신의 경우 빔포밍의 폭이 좁기 때문에 더 많은 수의 다중 사용자 지원이 가능한데, 이를 위해 NR에서의 DMRS는 다중 사용자 멀티플렉싱(multiplexing)을 지원함으로써 성능 향상을 제공한다.

그 외에 CSI-RS는 NR에서 하향 링크의 CSI 획득, 하향링크 빔 관리, 시간/주파수 추적(tracking), 이동성(mobility) 관리를 위해 사용된다. 송신기와 수신기의 실질적인 채널 정보를 효율적으로 획득하기 위해 NR에서는 비주기적(aperiodic)/준영속적(semi-persistent)/주기적 방식 및 광대역/부분대역 등 유연한 형태의 CSI-RS를 이용할 수 있다.

SRS는 상향 링크에 대해 CSI-RS와 비슷한 역할을 수행하며, PTRS(phase tracking reference signal)는 NR 빔포밍에서의 기준 신호로, 발진기에서 발생하는 위상(phase) 잡음 및 변이를 보상하는 데 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 SSBk 인덱스 확인 방법은 단말에서 PDCCH DMRS(920)를 이용하여 SSBk 인덱스(910)를 확인할 수 있다. 즉, 단말은 SSBk 수신을 통해 획득한 SSBk 인덱스(910)를 해당 SSBk와 연계된 PDCCH 복호 및 비교하는 과정에서 확인할 수 있다. 여기서의 PDCCH(950)는 전술한 바와 같이 RMSI를 전달하는 PDSCH에 대한 스케줄링 정보를 포함할 수 있다.

기지국은 PDCCH(950) 내 DMRS(920)를 통해 SSBk 인덱스(910)를 단말로 전송할 수 있다. 이후 단말은 DMRS를 복호하여 SSBk 인덱스(910)를 확인한 후 기지국으로부터 수신한 SSBk로부터 확인된 SSBk 인덱스와 비교하여 SSBk 인덱스 정상 수신 여부를 파악할 수 있다.

이를 위해 기지국은 SSBk 인덱스(910)를 DMRS(920)를 생성하기 위한 DMRS 시퀀스(sequence) 생성기(generator)(930)에서의 초기값(초기값의 전부 또는 일부)으로 사용할 수 있다. 또는 기지국은 SSBk 인덱스(910)를 DMRS(920)를 생성하기 위한 DMRS 시퀀스의 순환 쉬프트(cyclic shift)(또는 쉬프트) 값으로 사용할 수 있다. 이러한 방법으로 생성된 DMRS(920)는 기지국에서 PDCCH(950)에 할당되어 단말로 전송될 수 있다.

다른 방법으로는 DMRS(920)을 이용하는 대신, 기지국은 SSBk 인덱스(910)를 PDCCH의 페이로드(970)로서 이용할 수 있다. 이를 위해 단말은 SSBk 인덱스가 PDCCH 페이로드의 전부 또는 일부로서 전송됨을 기지국으로부터 전달받을 수 있다. 그러므로 단말은 SSBk로부터 확인된 SSBk 인덱스와 PDCCH 페이로드에 탑재된 SSBk를 확인(복호 및 CRC(cyclic redundancy check) 확인 등 거침) 및 비교하여 SSBk 인덱스의 정상 수신 여부를 확인할 수 있다.

또는 SSBk 인덱스(910)를 CRC 마스킹(masking)의 마스크(mask) 값으로 이용하는 것도 가능하다. 즉, SSBk로부터 확인된 SSBk 인덱스를 통해 CRC 언마스킹(unmasking) 되는지 여부를 확인할 수 있다. 일례로, PBCH(physical broadcast channel)을 통해 전달되는 시스템 정보에 따라 CRC가 생성된 후 SSBk 인덱스에 따라 특정 패턴으로 기 생성된 CRC를 마스킹(masking)할 수 있다.

또 다른 방법으로는 기지국에서의 PDCCH에 대한 스크램블링(scrambling) 시퀀스 생성 과정에서 SSBk 인덱스가 사용될 수 있다. 구체적으로는 스크램블링 시퀀스(960) 생성기의 초기값(초기값의 전부 또는 일부)으로 SSBk 인덱스(910)가 사용될 수 있다. 이를 통해 생성된 스크램블링 시퀀스를 이용하여 기지국은 PDCCH를 스크램블링할 수 있다.

단말은 SSBk를 통해 확인한 SSBk 인덱스를 이용하여 수신한 PDCCH를 디스크램블링(descrambling)하였을 때 정상적으로 디스크램블링되는 지 여부를 확인하여 SSBk의 정상 수신 여부를 확인할 수 있다.

또는 기지국은 스크램블링 시퀀스(960)의 (순환)쉬프트 값으로 SSBk 인덱스를 사용할 수도 있다. 이때 스크램블링은 PDCCH 페이로드 인코딩(encoding)전에 적용될 수도 있고, PDCCH 페이로드 인코딩 후에 적용될 수도 있고, PDSCH 페이로드 인코딩 전후 모두에서 적용될 수도 있다. 전술한 PDCCH의 DMRS 또는 PDCCH 자체를 이용한 SSBk 인덱스 결합 방법은 제안된 방법들 중 하나만이 선택되어 적용될 수도 있고, 두 개 이상의 방법들이 동시에 적용될 수도 있다.

한편, PDCCH DMRS를 이용한 방법 외에도 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국에서 단말로 전송한 SSBk에 대한 SSBk 인덱스(910)를 단말에서 확인하는 방법은 기지국에서 SSBk 인덱스를 PDSCH(950)에 할당되는 DMRS(920) 및 PDSCH 페이로드(970)에의 결합 등의 방법을 통해 단말로 전송하고, 단말은 이를 수신 및 복호하여 SSBk 인덱스 확인을 수행할 수 있다.

전술한 바와 같이 단말은 수신한 PDCCH를 통해 RMSI가 전송되는 PDSCH에 대한 스케줄링 정보를 획득할 수 있다. 그러므로 단말은 SSBk 인덱스를 해당 SSBk와 연계된 PDSCH 복호 과정에서 확인할 수 있다. 구체적으로는 단말은 PDSCH DMRS를 이용하여 SSBk 인덱스를 확인할 수 있다.

즉, 기지국에서 특정 SSBk와 연계된 RMSI를 전송하는 PDSCH 내 DMRS를 통해 SSBk 인덱스를 단말로 전송하면, 단말은 해당 SSBk 수신을 통해 획득한 SSBk 인덱스를 PDSCH(전술한 특정 SSBk와 연계된 RMSI를 전송하는) 복호 및 비교하는 과정에서 SSBk 인덱스 정상 수신 여부를 확인할 수 있다.

이를 위해 기지국은 SSBk 인덱스를 DMRS를 생성하기 위한 DMRS 시퀀스 생성기에서의 초기값(초기값의 전부 또는 일부)으로 사용할 수 있다. 또는 기지국은 SSBk 인덱스를 DMRS(920)를 생성하기 위한 DMRS 시퀀스의 (순환)쉬프트 값으로 사용할 수 있다. 이러한 방법으로 생성된 DMRS는 PDSCH에 할당되어 단말로 전송될 수 있다.

다른 방법으로는 DMRS를 이용하는 대신, 기지국은 PDSCH의 페이로드로서 직접 SSBk 인덱스를 탑재할 수 있다. 이를 위해 단말은 SSBk 인덱스가 PDSCH 페이로드의 일부로서 단말에게 전송됨을 기지국으로부터 전달받을 수 있다. 그러므로 단말은 기지국으로부터 수신한 SSBk로부터 확인된 SSBk 인덱스와 PDSCH 페이로드에 탑재된 SSBk를 확인(복호 및 CRC 확인 등 거침) 및 비교하여 SSBk 인덱스의 정상 수신 여부를 확인할 수 있다.

또는 SSBk 인덱스를 CRC 마스킹의 마스크 값으로 이용하는 것도 가능하다. 즉, SSBk로부터 확인된 SSBk 인덱스를 통해 CRC 언마스킹 되는지 여부를 확인할 수 있다. 일례로, PBCH(physical broadcast channel)을 통해 전달되는 시스템 정보에 따라 CRC가 생성된 후 SSBk 인덱스에 따라 특정 패턴으로 기 생성된 CRC를 마스킹(masking)할 수 있다.

또 다른 방법으로는 기지국에서의 PDSCH에 대한 스크램블링 시퀀스 생성 과정에서 SSBk 인덱스가 사용될 수 있다. 구체적으로는 스크램블링 시퀀스 생성기의 초기값(초기값의 전부 또는 일부)으로 SSBk 인덱스가 사용될 수 있다. 이를 통해 생성된 스크램블링 시퀀스를 이용하여 기지국은 PDSCH를 스크램블링할 수 있다. 단말은 SSBk를 통해 확인한 SSBk 인덱스를 이용하여 수신한 PDSCH를 디스크램블링하였을 때 정상적으로 디스크램블링되는 지 여부를 확인하여 SSBk의 정상 수신 여부를 확인할 수 있다.

또는 기지국은 스크램블링 시퀀스의 (순환)쉬프트 값으로 SSBk 인덱스를 사용할 수도 있다. 이때 스크램블링은 PDSCH 페이로드 인코딩 전에 적용될 수도 있고, PDSCH 페이로드 인코딩 후에 적용될 수도 있고, PDSCH 페이로드 인코딩 전후 모두에서 적용될 수도 있다. 전술한 PDSCH의 DMRS 또는 PDSCH 자체를 이용한 SSBk 인덱스 결합 방법은 제안된 방법들 중 하나만이 선택되어 적용될 수도 있고, 두 개 이상의 방법들이 동시에 적용될 수도 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기지국에서 단말로 전송한 SSBk에 할당되는 SSBk 인덱스를 단말에서 확인하는 방법은 임의접속 절차에서 송수신되는 MSG2와 MSG4를 이용하거나, OSI(other system information)나 페이징(paging) 정보를 이용할 수도 있다.

구체적으로는, 임의접속 절차를 수행 과정 중 기지국에서 단말로 전송하는 제어 정보(일례로 msg2, msg4 등) 전송 과정에도 전술한 SSBk 인덱스를 할당 및 전송하여 이를 단말에서 확인하도록 할 수 있다. 또한 OSI 및 페이징 정보 생성 및 전송 과정에도 전술한 SSBk 인덱스를 할당 및 전송하여 이를 단말에서 확인하도록 할 수 있다.

위 정보들도 해당 정보들을 전송하는 PDSCH를 위해 먼저 PDCCH를 통한 스케줄링 정보 송수신 과정을 기지국과 단말간에 거치므로 전술한 PDCCH(또는 PDSCH) DMRS 활용 방법, PDCCH(또는 PDSCH) 페이로드를 이용하는 방법 및 PDCCH(또는 PDSCH)에 대한 스크램블링 시퀀스 생성시 활용하는 방법을 적용할 수 있다.

이 외에도 SSBk 인덱스를 CRC 마스킹의 마스크 값으로 이용하는 것도 가능하다. 일례로, PBCH(physical broadcast channel)을 통해 전달되는 시스템 정보에 따라 CRC가 생성된 후 SSBk 인덱스에 따라 특정 패턴으로 기 생성된 CRC를 마스킹(masking)할 수 있다.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (1)

1. 이동 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법으로서,
   동기 신호 블록(block) 인덱스(index)를 이용하여 PDCCH(physical downlink control channel) DMRS(demodulation reference signal) 및 상기 PDCCH 데이터에 대한 스크램블링(scrambling) 시퀀스(sequence) 중 적어도 하나를 생성하는 단계; 및
   상기 동기 신호 블록 인덱스에 대한 정보가 포함된 상기PDCCH(physical downlink control channel)를 단말로 전송하는 단계를 포함하고,
   상기 동기 신호 블록 인덱스를 상기 DMRS 시퀀스 생성기 및 상기 PDCCH 데이터 스크램블링 시퀀스 생성기 중 적어도 하나의 초기값으로 전부 또는 일부로 이용하거나, 상기 DMRS 시퀀스 및 스크램블링 시퀀스 중 적어도 하나의 순환쉬프트(cyclic shift) 값으로 이용하거나, CRC(cyclic redundancy check) 마스킹(masking)의 값으로 이용하는 기지국의 동작 방법.

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