KR20200022361A - 무선 통신 시스템에서 상향링크 전송을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
단말이 기지국으로부터, 빔 실패 감지(detection) 및 빔 실패 복구(recovery)에 대한 설정 정보를 RRC 시그널링을 통해 수신하는 단계; 상기 기지국으로부터, 기준 신호를 수신하는 단계; 상기 RS에 대한 빔 실패가 감지되면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 빔 복구 요청을 위한 PRACH를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 상기 기지국으로부터, 상기 PRACH에 대한 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 수신하는 단계, 상기 DCI는 상기 PRACH에 대한 응답을 검색하는 빔 복구 검색 공간 내에서 수신되고; 및 상기 기지국으로, 상기 DCI에 기초하여 상향링크 전송을 수행하는 단계; 를 포함하고, 상기 상향링크는, 상기 PRACH의 전송에 사용한 공간 필터(Spatial Filter)와 동일한 공간 필터를 이용하여 전송되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 명세서는 무선 통신 시스템에 관한 것으로써, 상향링크 전송을 수행하는 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 상향링크를 전송할 때 사용되는 빔을 결정하는 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 PRACH 전송 후 전송되는 상향링크에 사용되는 빔을 결정하는 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 상향링크(Uplink, UL) 전송을 수행하는 방법을 제공한다.
구체적으로, 단말에 의해 수행되는 방법은, 기지국으로부터 빔 실패 감지(detection) 및 빔 실패 복구(recovery)에 대한 설정 정보를 RRC 시그널링을 통해 수신하는 단계; 상기 기지국으로부터, 기준 신호(Reference Signal, RS)를 수신하는 단계; 상기 RS에 대한 빔 실패가 감지되면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 빔 복구 요청(Beam Failure Recovery Request, BFRQ)을 위한 PRACH(Physical Random Access Channel)를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 상기 기지국으로부터, 상기 PRACH에 대한 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 수신하는 단계, 상기 DCI는 상기 PRACH에 대한 응답을 검색하는 빔 복구(Beam Failure Recovery, BFR) 검색 공간 내에서 수신되고; 및 상기 기지국으로, 상기 DCI에 기초하여 상향링크 전송을 수행하는 단계; 를 포함하고, 상기 상향링크는, 상기 PRACH의 전송에 사용한 공간 필터(Spatial Filter)와 동일한 공간 필터를 이용하여 전송되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 상향링크는, 상기 PRACH를 전송하는 컴포넌트 캐리어(Component Carrier, CC) 또는 대역폭 부분(Bandwidth Part, BWP)과 동일한 CC 또는 동일한 BWP 상에서 전송되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, PRACH를 상기 기지국으로 전송하는 단계는, 한 번 이상 수신한 RS의 빔 실패 횟수를 카운팅 하는 단계, 상기 빔 실패 횟수는, 상기 한번 이상 수신한 RS의 수신 품질이 기 설정된 기준 값 이하일 때의 횟수이고; 빔 실패 횟수가 기 설정된 값 이상이면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 BFRQ를 위한 PRACH를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 상향링크는, 기 설정된 복수의 자원 중 일부 자원을 이용하여 전송되는 PUCCH이고, 상기 일부 자원은 상기 단말의 능력에 기초하여 설정되거나 상기 기지국으로부터 수신되는 지시 정보에 의해 설정 받는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 DCI는, SRS(Sounding Reference Signal) 트리거 요청을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 상향링크는, 상기 DCI에 대한 HARQ-ACK/NACK 정보를 포함하는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 DCI의 포맷은 DCI 포맷 1_0 또는 DCI 포맷 1_1인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 상향링크는, PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 DCI의 포맷은 DCI 포맷 0_0 또는 DCI 포맷 0_1인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 무선 통신 시스템에서 상향링크(Uplink, UL)전송을 수행하는 단말에 있어서, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 모듈; 및 상기 RF 모듈과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 기지국으로부터, 빔 실패 감지(detection) 및 빔 실패 복구(recovery)에 대한 설정 정보를 RRC 시그널링을 통해 수신하고, 상기 기지국으로부터, 기준 신호(Reference Signal, RS)를 수신하고, 상기 RS에 대한 빔 실패가 감지되면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 빔 복구 요청(Beam Failure Recovery Request, BFRQ)을 위한 PRACH(Physical Random Access Channel)를 상기 기지국으로 전송하고, 상기 기지국으로부터, 상기 PRACH에 대한 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 수신하고, 상기 DCI는 상기 PRACH에 대한 응답을 검색하는 빔 복구(Beam Failure Recovery, BFR) 검색 공간 내에서 수신되고, 상기 기지국으로, 상기 DCI에 기초하여 상향링크 전송을 수행하며, 상기 상향링크는, 상기 PRACH의 전송에 사용한 공간 필터(Spatial Filter)와 동일한 공간 필터를 이용하여 전송되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 상향링크는, 상기 PRACH를 전송하는 컴포넌트 캐리어(Component Carrier, CC) 또는 대역폭 부분(Bandwidth Part, BWP)과 동일한 CC 또는 동일한 BWP 상에서 전송되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 한번 이상 수신한 RS의 빔 실패 횟수를 카운팅 하는 단계, 상기 빔 실패 횟수는, 상기 한번 이상 수신한 RS의 수신 품질이 기 설정된 기준 값 이하일 때의 횟수이고; 빔 실패 횟수가 기 설정된 값 이상이면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 BFRQ를 위한 PRACH를 상기 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 상향링크는, 기 설정된 복수의 자원 중 일부 자원을 이용하여 전송되는 PUCCH이고, 상기 일부 자원은 상기 단말 능력에 에 기초하여 설정되거나 상기 기지국으로부터 수신되는 지시 정보에 의해 설정 받는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 DCI는, SRS(Sounding Reference Signal) 트리거 요청을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 상향링크는, 상기 DCI에 대한 HARQ-ACK/NACK 정보를 포함하는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 DCI의 포맷은 DCI 포맷 1_0 또는 DCI 포맷 1_1인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 상향링크는, PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 DCI의 포맷은 DCI 포맷 0_0 또는 DCI 포맷 0_1인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 무선 통신 시스템에서 상향링크(Uplink, UL) 전송을 수신하는 방법에 있어서, 기지국에 의해 수행되는 방법은, 단말로, 빔 실패 감지(detection) 및 빔 실패 복구(recovery)에 대한 설정 정보를 RRC 시그널링을 통해 전송하는 단계; 상기 단말로, 기준 신호(Reference Signal, RS)를 전송하는 단계; 상기 RS에 대한 빔 실패가 감지되면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 빔 복구 요청(Beam Failure Recovery Request, BFRQ)을 위한 PRACH(Physical Random Access Channel)를 상기 단말로부터 수신하는 단계; 상기 단말로, 상기 PRACH에 대한 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 전송하는 단계, 상기 DCI는 상기 PRACH에 대한 응답을 검색하는 빔 복구(Beam Failure Recovery, BFR) 검색 공간 내에서 전송되고; 및 상기 단말로부터, 상기 DCI에 기초하여 상향링크 전송을 수신하는 단계; 를 포함하고, 상기 상향링크는, 상기 PRACH의 전송에 사용한 공간 필터(Spatial Filter)와 동일한 공간 필터를 이용하여 전송되는 것을 특징으로 한다.
본 명세서는 상향링크 전송에 사용되는 빔을 설정하는 방법을 제공함으로써, 효율적인 상향링크 전송이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 빔 실패 이후 전송되는 PUCCH 또는 PUSCH 전송을 위한 빔을 설정하는 방법을 제공하여 효율적인 전송이 가능하다는 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 AI 장치를 나타낸 도이다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 AI 서버를 나타낸 도이다.
도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 AI 시스템을 나타낸 도이다.
도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NR의 전체적인 시스템 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 5는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 프레임과 하향링크 프레임 간의 관계를 나타낸다.
도 6은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 지원하는 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 7은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 안테나 포트 및 뉴머롤로지 별 자원 그리드의 예들을 나타낸다.
도 8은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 self-contained slot 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 9는, 아날로그 빔 포머(analog beamformer) 및 RF chain이 있는 송신기(transmitter)의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 10은, 디지털 빔 포머(analog beamformer) 및 RF chain이 있는 송신기(transmitter)의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 11은 아날로그 빔 추정(tracking)을 위해 필요한 시간 영역 빔 추정 구간을 나타낸 도면이다.
도 12는 빔 스캐닝을 나타낸 도면이다.
도 13은 빔 탐색 절차에 대한 도면이다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 상향링크 전송을 수행하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 상향링크 전송을 수신하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 16는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 17는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도의 또 다른 예시이다.
도 18은 본 발명에 적용될 수 있는 통신 시스템의 일 예이다.
도 19는 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기의 일 예이다.
도 20은 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기의 또 다른 예시이다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 AI 장치를 나타낸 도이다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 AI 서버를 나타낸 도이다.
도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 AI 시스템을 나타낸 도이다.
도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NR의 전체적인 시스템 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 5는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 프레임과 하향링크 프레임 간의 관계를 나타낸다.
도 6은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 지원하는 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 7은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 안테나 포트 및 뉴머롤로지 별 자원 그리드의 예들을 나타낸다.
도 8은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 self-contained slot 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 9는, 아날로그 빔 포머(analog beamformer) 및 RF chain이 있는 송신기(transmitter)의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 10은, 디지털 빔 포머(analog beamformer) 및 RF chain이 있는 송신기(transmitter)의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 11은 아날로그 빔 추정(tracking)을 위해 필요한 시간 영역 빔 추정 구간을 나타낸 도면이다.
도 12는 빔 스캐닝을 나타낸 도면이다.
도 13은 빔 탐색 절차에 대한 도면이다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 상향링크 전송을 수행하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 상향링크 전송을 수신하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 16는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 17는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도의 또 다른 예시이다.
도 18은 본 발명에 적용될 수 있는 통신 시스템의 일 예이다.
도 19는 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기의 일 예이다.
도 20은 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기의 또 다른 예시이다.
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, 당업자는 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(general 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.
5G NR(new radio)은 usage scenario에 따라 eMBB(enhanced Mobile Broadband), mMTC(massive Machine Type Communications), URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communications), V2X(vehicle-to-everything)을 정의한다.
그리고, 5G NR 규격(standard)는 NR 시스템과 LTE 시스템 사이의 공존(co-existence)에 따라 standalone(SA)와 non-standalone(NSA)으로 구분한다.
그리고, 5G NR은 다양한 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)을 지원하며, 하향링크에서 CP-OFDM을, 상향링크에서 CP-OFDM 및 DFT-s-OFDM(SC-OFDM)을 지원한다.
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 Radio)를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 'A 및/또는 B'는 'A 또는 B 중 적어도 하나를 포함한다'와 동일한 의미로 해석될 수 있다.
이하 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 5G 사용 시나리오들의 일 예에 대해 설명한다.
5G의 세 가지 주요 요구 사항 영역은 (1) 개선된 모바일 광대역 (Enhanced Mobile Broadband, eMBB) 영역, (2) 다량의 머신 타입 통신 (massive Machine Type Communication, mMTC) 영역 및 (3) 초-신뢰 및 저 지연 통신 (Ultra-reliable and Low Latency Communications, URLLC) 영역을 포함한다.
일부 사용 예(Use Case)는 최적화를 위해 다수의 영역들이 요구될 수 있고, 다른 사용 예는 단지 하나의 핵심 성능 지표 (Key Performance Indicator, KPI)에만 포커싱될 수 있다. 5G는 이러한 다양한 사용 예들을 유연하고 신뢰할 수 있는 방법으로 지원하는 것이다.
eMBB는 기본적인 모바일 인터넷 액세스를 훨씬 능가하게 하며, 풍부한 양방향 작업, 클라우드 또는 증강 현실에서 미디어 및 엔터테인먼트 애플리케이션을 커버한다. 데이터는 5G의 핵심 동력 중 하나이며, 5G 시대에서 처음으로 전용 음성 서비스를 볼 수 없을 수 있다. 5G에서, 음성은 단순히 통신 시스템에 의해 제공되는 데이터 연결을 사용하여 응용 프로그램으로서 처리될 것이 기대된다. 증가된 트래픽 양(volume)을 위한 주요 원인들은 콘텐츠 크기의 증가 및 높은 데이터 전송률을 요구하는 애플리케이션 수의 증가이다. 스트리밍 서비스 (오디오 및 비디오), 대화형 비디오 및 모바일 인터넷 연결은 더 많은 장치가 인터넷에 연결될수록 더 널리 사용될 것이다. 이러한 많은 응용 프로그램들은 사용자에게 실시간 정보 및 알림을 푸쉬하기 위해 항상 켜져 있는 연결성이 필요하다. 클라우드 스토리지 및 애플리케이션은 모바일 통신 플랫폼에서 급속히 증가하고 있으며, 이것은 업무 및 엔터테인먼트 모두에 적용될 수 있다. 그리고, 클라우드 스토리지는 상향링크 데이터 전송률의 성장을 견인하는 특별한 사용 예이다. 5G는 또한 클라우드의 원격 업무에도 사용되며, 촉각 인터페이스가 사용될 때 우수한 사용자 경험을 유지하도록 훨씬 더 낮은 단-대-단(end-to-end) 지연을 요구한다. 엔터테인먼트 예를 들어, 클라우드 게임 및 비디오 스트리밍은 모바일 광대역 능력에 대한 요구를 증가시키는 또 다른 핵심 요소이다. 엔터테인먼트는 기차, 차 및 비행기와 같은 높은 이동성 환경을 포함하는 어떤 곳에서든지 스마트폰 및 태블릿에서 필수적이다. 또 다른 사용 예는 엔터테인먼트를 위한 증강 현실 및 정보 검색이다. 여기서, 증강 현실은 매우 낮은 지연과 순간적인 데이터 양을 필요로 한다.
또한, 가장 많이 예상되는 5G 사용 예 중 하나는 모든 분야에서 임베디드 센서를 원활하게 연결할 수 있는 기능 즉, mMTC에 관한 것이다. 2020년까지 잠재적인 IoT 장치들은 204 억 개에 이를 것으로 예측된다. 산업 IoT는 5G가 스마트 도시, 자산 추적(asset tracking), 스마트 유틸리티, 농업 및 보안 인프라를 가능하게 하는 주요 역할을 수행하는 영역 중 하나이다.
URLLC는 주요 인프라의 원격 제어 및 자체-구동 차량(self-driving vehicle)과 같은 초 신뢰 / 이용 가능한 지연이 적은 링크를 통해 산업을 변화시킬 새로운 서비스를 포함한다. 신뢰성과 지연의 수준은 스마트 그리드 제어, 산업 자동화, 로봇 공학, 드론 제어 및 조정에 필수적이다.
다음으로, 다수의 사용 예들에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
5G는 초당 수백 메가 비트에서 초당 기가 비트로 평가되는 스트림을 제공하는 수단으로 FTTH (fiber-to-the-home) 및 케이블 기반 광대역 (또는 DOCSIS)을 보완할 수 있다. 이러한 빠른 속도는 가상 현실과 증강 현실뿐 아니라 4K 이상(6K, 8K 및 그 이상)의 해상도로 TV를 전달하는데 요구된다. VR(Virtual Reality) 및 AR(Augmented Reality) 애플리케이션들은 거의 몰입형(immersive) 스포츠 경기를 포함한다. 특정 응용 프로그램은 특별한 네트워크 설정이 요구될 수 있다. 예를 들어, VR 게임의 경우, 게임 회사들이 지연을 최소화하기 위해 코어 서버를 네트워크 오퍼레이터의 에지 네트워크 서버와 통합해야 할 수 있다.
자동차(Automotive)는 차량에 대한 이동 통신을 위한 많은 사용 예들과 함께 5G에 있어 중요한 새로운 동력이 될 것으로 예상된다. 예를 들어, 승객을 위한 엔터테인먼트는 동시의 높은 용량과 높은 이동성 모바일 광대역을 요구한다. 그 이유는 미래의 사용자는 그들의 위치 및 속도와 관계 없이 고품질의 연결을 계속해서 기대하기 때문이다. 자동차 분야의 다른 활용 예는 증강 현실 대시보드이다. 이는 운전자가 앞면 창을 통해 보고 있는 것 위에 어둠 속에서 물체를 식별하고, 물체의 거리와 움직임에 대해 운전자에게 말해주는 정보를 겹쳐서 디스플레이 한다. 미래에, 무선 모듈은 차량들 간의 통신, 차량과 지원하는 인프라구조 사이에서 정보 교환 및 자동차와 다른 연결된 디바이스들(예를 들어, 보행자에 의해 수반되는 디바이스들) 사이에서 정보 교환을 가능하게 한다. 안전 시스템은 운전자가 보다 안전한 운전을 할 수 있도록 행동의 대체 코스들을 안내하여 사고의 위험을 낮출 수 있게 한다. 다음 단계는 원격 조종되거나 자체 운전 차량(self-driven vehicle)이 될 것이다. 이는 서로 다른 자체 운전 차량들 사이 및 자동차와 인프라 사이에서 매우 신뢰성이 있고, 매우 빠른 통신을 요구한다. 미래에, 자체 운전 차량이 모든 운전 활동을 수행하고, 운전자는 차량 자체가 식별할 수 없는 교통 이상에만 집중하도록 할 것이다. 자체 운전 차량의 기술적 요구 사항은 트래픽 안전을 사람이 달성할 수 없을 정도의 수준까지 증가하도록 초 저 지연과 초고속 신뢰성을 요구한다.
스마트 사회(smart society)로서 언급되는 스마트 도시와 스마트 홈은 고밀도 무선 센서 네트워크로 임베디드될 것이다. 지능형 센서의 분산 네트워크는 도시 또는 집의 비용 및 에너지-효율적인 유지에 대한 조건을 식별할 것이다. 유사한 설정이 각 가정을 위해 수행될 수 있다. 온도 센서, 창 및 난방 컨트롤러, 도난 경보기 및 가전 제품들은 모두 무선으로 연결된다. 이러한 센서들 중 많은 것들이 전형적으로 낮은 데이터 전송 속도, 저전력 및 저비용이다. 하지만, 예를 들어, 실시간 HD 비디오는 감시를 위해 특정 타입의 장치에서 요구될 수 있다.
열 또는 가스를 포함한 에너지의 소비 및 분배는 고도로 분산화되고 있어, 분산 센서 네트워크의 자동화된 제어가 요구된다. 스마트 그리드는 정보를 수집하고 이에 따라 행동하도록 디지털 정보 및 통신 기술을 사용하여 이런 센서들을 상호 연결한다. 이 정보는 공급 업체와 소비자의 행동을 포함할 수 있으므로, 스마트 그리드가 효율성, 신뢰성, 경제성, 생산의 지속 가능성 및 자동화된 방식으로 전기와 같은 연료들의 분배를 개선하도록 할 수 있다. 스마트 그리드는 지연이 적은 다른 센서 네트워크로 볼 수도 있다.
건강 부문은 이동 통신의 혜택을 누릴 수 있는 많은 응용 프로그램을 보유하고 있다. 통신 시스템은 멀리 떨어진 곳에서 임상 진료를 제공하는 원격 진료를 지원할 수 있다. 이는 거리에 대한 장벽을 줄이는데 도움을 주고, 거리가 먼 농촌에서 지속적으로 이용하지 못하는 의료 서비스들로의 접근을 개선시킬 수 있다. 이는 또한 중요한 진료 및 응급 상황에서 생명을 구하기 위해 사용된다. 이동 통신 기반의 무선 센서 네트워크는 심박수 및 혈압과 같은 파라미터들에 대한 원격 모니터링 및 센서들을 제공할 수 있다.
무선 및 모바일 통신은 산업 응용 분야에서 점차 중요해지고 있다. 배선은 설치 및 유지 비용이 높다. 따라서, 케이블을 재구성할 수 있는 무선 링크들로의 교체 가능성은 많은 산업 분야에서 매력적인 기회이다. 그러나, 이를 달성하는 것은 무선 연결이 케이블과 비슷한 지연, 신뢰성 및 용량으로 동작하는 것과, 그 관리가 단순화될 것이 요구된다. 낮은 지연과 매우 낮은 오류 확률은 5G로 연결될 필요가 있는 새로운 요구 사항이다.
물류(logistics) 및 화물 추적(freight tracking)은 위치 기반 정보 시스템을 사용하여 어디에서든지 인벤토리(inventory) 및 패키지의 추적을 가능하게 하는 이동 통신에 대한 중요한 사용 예이다. 물류 및 화물 추적의 사용 예는 전형적으로 낮은 데이터 속도를 요구하지만 넓은 범위와 신뢰성 있는 위치 정보가 필요하다.
인공 지능(AI: Artificial Intelligence)
인공 지능은 인공적인 지능 또는 이를 만들 수 있는 방법론을 연구하는 분야를 의미하며, 머신 러닝(기계 학습, Machine Learning)은 인공 지능 분야에서 다루는 다양한 문제를 정의하고 그것을 해결하는 방법론을 연구하는 분야를 의미한다. 머신 러닝은 어떠한 작업에 대하여 꾸준한 경험을 통해 그 작업에 대한 성능을 높이는 알고리즘으로 정의하기도 한다.
인공 신경망(ANN: Artificial Neural Network)은 머신 러닝에서 사용되는 모델로써, 시냅스의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런(노드)들로 구성되는, 문제 해결 능력을 가지는 모델 전반을 의미할 수 있다. 인공 신경망은 다른 레이어의 뉴런들 사이의 연결 패턴, 모델 파라미터를 갱신하는 학습 과정, 출력값을 생성하는 활성화 함수(Activation Function)에 의해 정의될 수 있다.
인공 신경망은 입력층(Input Layer), 출력층(Output Layer), 그리고 선택적으로 하나 이상의 은닉층(Hidden Layer)를 포함할 수 있다. 각 층은 하나 이상의 뉴런을 포함하고, 인공 신경망은 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스를 포함할 수 있다. 인공 신경망에서 각 뉴런은 시냅스를 통해 입력되는 입력 신호들, 가중치, 편향에 대한 활성 함수의 함숫값을 출력할 수 있다.
모델 파라미터는 학습을 통해 결정되는 파라미터를 의미하며, 시냅스 연결의 가중치와 뉴런의 편향 등이 포함된다. 그리고, 하이퍼파라미터는 머신 러닝 알고리즘에서 학습 전에 설정되어야 하는 파라미터를 의미하며, 학습률(Learning Rate), 반복 횟수, 미니 배치 크기, 초기화 함수 등이 포함된다.
인공 신경망의 학습의 목적은 손실 함수를 최소화하는 모델 파라미터를 결정하는 것으로 볼 수 있다. 손실 함수는 인공 신경망의 학습 과정에서 최적의 모델 파라미터를 결정하기 위한 지표로 이용될 수 있다.
머신 러닝은 학습 방식에 따라 지도 학습(Supervised Learning), 비지도 학습(Unsupervised Learning), 강화 학습(Reinforcement Learning)으로 분류할 수 있다.
지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블(label)이 주어진 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미하며, 레이블이란 학습 데이터가 인공 신경망에 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과 값)을 의미할 수 있다. 비지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블이 주어지지 않는 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미할 수 있다. 강화 학습은 어떤 환경 안에서 정의된 에이전트가 각 상태에서 누적 보상을 최대화하는 행동 혹은 행동 순서를 선택하도록 학습시키는 학습 방법을 의미할 수 있다.
인공 신경망 중에서 복수의 은닉층을 포함하는 심층 신경망(DNN: Deep Neural Network)으로 구현되는 머신 러닝을 딥 러닝(심층 학습, Deep Learning)이라 부르기도 하며, 딥 러닝은 머신 러닝의 일부이다. 이하에서, 머신 러닝은 딥 러닝을 포함하는 의미로 사용된다.
로봇(Robot)
로봇은 스스로 보유한 능력에 의해 주어진 일을 자동으로 처리하거나 작동하는 기계를 의미할 수 있다. 특히, 환경을 인식하고 스스로 판단하여 동작을 수행하는 기능을 갖는 로봇을 지능형 로봇이라 칭할 수 있다.
로봇은 사용 목적이나 분야에 따라 산업용, 의료용, 가정용, 군사용 등으로 분류할 수 있다.
로봇은 액츄에이터 또는 모터를 포함하는 구동부를 구비하여 로봇 관절을 움직이는 등의 다양한 물리적 동작을 수행할 수 있다. 또한, 이동 가능한 로봇은 구동부에 휠, 브레이크, 프로펠러 등이 포함되어, 구동부를 통해 지상에서 주행하거나 공중에서 비행할 수 있다.
자율 주행(Self-Driving, Autonomous-Driving)
자율 주행은 스스로 주행하는 기술을 의미하며, 자율 주행 차량은 사용자의 조작 없이 또는 사용자의 최소한의 조작으로 주행하는 차량(Vehicle)을 의미한다.
예컨대, 자율 주행에는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등이 모두 포함될 수 있다.
차량은 내연 기관만을 구비하는 차량, 내연 기관과 전기 모터를 함께 구비하는 하이브리드 차량, 그리고 전기 모터만을 구비하는 전기 차량을 모두 포괄하며, 자동차뿐만 아니라 기차, 오토바이 등을 포함할 수 있다.
이때, 자율 주행 차량은 자율 주행 기능을 가진 로봇으로 볼 수 있다.
확장 현실(
XR
:
eXtended
Reality)
확장 현실은 가상 현실(VR: Virtual Reality), 증강 현실(AR: Augmented Reality), 혼합 현실(MR: Mixed Reality)을 총칭한다. VR 기술은 현실 세계의 객체나 배경 등을 CG 영상으로만 제공하고, AR 기술은 실제 사물 영상 위에 가상으로 만들어진 CG 영상을 함께 제공하며, MR 기술은 현실 세계에 가상 객체들을 섞고 결합시켜서 제공하는 컴퓨터 그래픽 기술이다.
MR 기술은 현실 객체와 가상 객체를 함께 보여준다는 점에서 AR 기술과 유사하다. 그러나, AR 기술에서는 가상 객체가 현실 객체를 보완하는 형태로 사용되는 반면, MR 기술에서는 가상 객체와 현실 객체가 동등한 성격으로 사용된다는 점에서 차이점이 있다.
XR 기술은 HMD(Head-Mount Display), HUD(Head-Up Display), 휴대폰, 태블릿 PC, 랩탑, 데스크탑, TV, 디지털 사이니지 등에 적용될 수 있고, XR 기술이 적용된 장치를 XR 장치(XR Device)라 칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 장치(100)를 나타낸다.
AI 장치(100)는 TV, 프로젝터, 휴대폰, 스마트폰, 데스크탑 컴퓨터, 노트북, 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 태블릿 PC, 웨어러블 장치, 셋톱박스(STB), DMB 수신기, 라디오, 세탁기, 냉장고, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지, 로봇, 차량 등과 같은, 고정형 기기 또는 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다.
도 1을 참조하면, 단말기(100)는 통신부(110), 입력부(120), 러닝 프로세서(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(170) 및 프로세서(180) 등을 포함할 수 있다.
통신부(110)는 유무선 통신 기술을 이용하여 다른 AI 장치(100a 내지 100e)나 AI 서버(200) 등의 외부 장치들과 데이터를 송수신할 수 있다. 예컨대, 통신부(110)는 외부 장치들과 센서 정보, 사용자 입력, 학습 모델, 제어 신호 등을 송수신할 수 있다.
이때, 통신부(110)가 이용하는 통신 기술에는 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), LTE(Long Term Evolution), 5G, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), 블루투스(Bluetooth?), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등이 있다.
입력부(120)는 다양한 종류의 데이터를 획득할 수 있다.
이때, 입력부(120)는 영상 신호 입력을 위한 카메라, 오디오 신호를 수신하기 위한 마이크로폰, 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 사용자 입력부 등을 포함할 수 있다. 여기서, 카메라나 마이크로폰을 센서로 취급하여, 카메라나 마이크로폰으로부터 획득한 신호를 센싱 데이터 또는 센서 정보라고 할 수도 있다.
입력부(120)는 모델 학습을 위한 학습 데이터 및 학습 모델을 이용하여 출력을 획득할 때 사용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다. 입력부(120)는 가공되지 않은 입력 데이터를 획득할 수도 있으며, 이 경우 프로세서(180) 또는 러닝 프로세서(130)는 입력 데이터에 대하여 전처리로써 입력 특징점(input feature)을 추출할 수 있다.
러닝 프로세서(130)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 학습시킬 수 있다. 여기서, 학습된 인공 신경망을 학습 모델이라 칭할 수 있다. 학습 모델은 학습 데이터가 아닌 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론해 내는데 사용될 수 있고, 추론된 값은 어떠한 동작을 수행하기 위한 판단의 기초로 이용될 수 있다.
이때, 러닝 프로세서(130)는 AI 서버(200)의 러닝 프로세서(240)과 함께 AI 프로세싱을 수행할 수 있다.
이때, 러닝 프로세서(130)는 AI 장치(100)에 통합되거나 구현된 메모리를 포함할 수 있다. 또는, 러닝 프로세서(130)는 메모리(170), AI 장치(100)에 직접 결합된 외부 메모리 또는 외부 장치에서 유지되는 메모리를 사용하여 구현될 수도 있다.
센싱부(140)는 다양한 센서들을 이용하여 AI 장치(100) 내부 정보, AI 장치(100)의 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.
이때, 센싱부(140)에 포함되는 센서에는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰, 라이다, 레이더 등이 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시킬 수 있다.
이때, 출력부(150)에는 시각 정보를 출력하는 디스플레이부, 청각 정보를 출력하는 스피커, 촉각 정보를 출력하는 햅틱 모듈 등이 포함될 수 있다.
메모리(170)는 AI 장치(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리(170)는 입력부(120)에서 획득한 입력 데이터, 학습 데이터, 학습 모델, 학습 히스토리 등을 저장할 수 있다.
프로세서(180)는 데이터 분석 알고리즘 또는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 결정되거나 생성된 정보에 기초하여, AI 장치(100)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있다. 그리고, 프로세서(180)는 AI 장치(100)의 구성 요소들을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다.
이를 위해, 프로세서(180)는 러닝 프로세서(130) 또는 메모리(170)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 상기 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 AI 장치(100)의 구성 요소들을 제어할 수 있다.
이때, 프로세서(180)는 결정된 동작을 수행하기 위하여 외부 장치의 연계가 필요한 경우, 해당 외부 장치를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 해당 외부 장치에 전송할 수 있다.
프로세서(180)는 사용자 입력에 대하여 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 사용자의 요구 사항을 결정할 수 있다.
이때, 프로세서(180)는 음성 입력을 문자열로 변환하기 위한 STT(Speech To Text) 엔진 또는 자연어의 의도 정보를 획득하기 위한 자연어 처리(NLP: Natural Language Processing) 엔진 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여, 사용자 입력에 상응하는 의도 정보를 획득할 수 있다.
이때, STT 엔진 또는 NLP 엔진 중에서 적어도 하나 이상은 적어도 일부가 머신 러닝 알고리즘에 따라 학습된 인공 신경망으로 구성될 수 있다. 그리고, STT 엔진 또는 NLP 엔진 중에서 적어도 하나 이상은 러닝 프로세서(130)에 의해 학습된 것이나, AI 서버(200)의 러닝 프로세서(240)에 의해 학습된 것이거나, 또는 이들의 분산 처리에 의해 학습된 것일 수 있다.
프로세서(180)는 AI 장치(100)의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리(170) 또는 러닝 프로세서(130)에 저장하거나, AI 서버(200) 등의 외부 장치에 전송할 수 있다. 수집된 이력 정보는 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.
프로세서(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, AI 장치(100)의 구성 요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, AI 장치(100)에 포함된 구성 요소들 중 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 서버(200)를 나타낸다.
도 2를 참조하면, AI 서버(200)는 머신 러닝 알고리즘을 이용하여 인공 신경망을 학습시키거나 학습된 인공 신경망을 이용하는 장치를 의미할 수 있다. 여기서, AI 서버(200)는 복수의 서버들로 구성되어 분산 처리를 수행할 수도 있고, 5G 네트워크로 정의될 수 있다. 이때, AI 서버(200)는 AI 장치(100)의 일부의 구성으로 포함되어, AI 프로세싱 중 적어도 일부를 함께 수행할 수도 있다.
AI 서버(200)는 통신부(210), 메모리(230), 러닝 프로세서(240) 및 프로세서(260) 등을 포함할 수 있다.
통신부(210)는 AI 장치(100) 등의 외부 장치와 데이터를 송수신할 수 있다.
메모리(230)는 모델 저장부(231)를 포함할 수 있다. 모델 저장부(231)는 러닝 프로세서(240)을 통하여 학습 중인 또는 학습된 모델(또는 인공 신경망, 231a)을 저장할 수 있다.
러닝 프로세서(240)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망(231a)을 학습시킬 수 있다. 학습 모델은 인공 신경망의 AI 서버(200)에 탑재된 상태에서 이용되거나, AI 장치(100) 등의 외부 장치에 탑재되어 이용될 수도 있다.
학습 모델은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 학습 모델의 일부 또는 전부가 소프트웨어로 구현되는 경우 학습 모델을 구성하는 하나 이상의 명령어(instruction)는 메모리(230)에 저장될 수 있다.
프로세서(260)는 학습 모델을 이용하여 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 시스템(1)을 나타낸다.
도 3을 참조하면, AI 시스템(1)은 AI 서버(200), 로봇(100a), 자율 주행 차량(100b), XR 장치(100c), 스마트폰(100d) 또는 가전(100e) 중에서 적어도 하나 이상이 클라우드 네트워크(10)와 연결된다. 여기서, AI 기술이 적용된 로봇(100a), 자율 주행 차량(100b), XR 장치(100c), 스마트폰(100d) 또는 가전(100e) 등을 AI 장치(100a 내지 100e)라 칭할 수 있다.
클라우드 네트워크(10)는 클라우드 컴퓨팅 인프라의 일부를 구성하거나 클라우드 컴퓨팅 인프라 안에 존재하는 네트워크를 의미할 수 있다. 여기서, 클라우드 네트워크(10)는 3G 네트워크, 4G 또는 LTE(Long Term Evolution) 네트워크 또는 5G 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다.
즉, AI 시스템(1)을 구성하는 각 장치들(100a 내지 100e, 200)은 클라우드 네트워크(10)를 통해 서로 연결될 수 있다. 특히, 각 장치들(100a 내지 100e, 200)은 기지국을 통해서 서로 통신할 수도 있지만, 기지국을 통하지 않고 직접 서로 통신할 수도 있다.
AI 서버(200)는 AI 프로세싱을 수행하는 서버와 빅 데이터에 대한 연산을 수행하는 서버를 포함할 수 있다.
AI 서버(200)는 AI 시스템(1)을 구성하는 AI 장치들인 로봇(100a), 자율 주행 차량(100b), XR 장치(100c), 스마트폰(100d) 또는 가전(100e) 중에서 적어도 하나 이상과 클라우드 네트워크(10)을 통하여 연결되고, 연결된 AI 장치들(100a 내지 100e)의 AI 프로세싱을 적어도 일부를 도울 수 있다.
이때, AI 서버(200)는 AI 장치(100a 내지 100e)를 대신하여 머신 러닝 알고리즘에 따라 인공 신경망을 학습시킬 수 있고, 학습 모델을 직접 저장하거나 AI 장치(100a 내지 100e)에 전송할 수 있다.
이때, AI 서버(200)는 AI 장치(100a 내지 100e)로부터 입력 데이터를 수신하고, 학습 모델을 이용하여 수신한 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성하여 AI 장치(100a 내지 100e)로 전송할 수 있다.
또는, AI 장치(100a 내지 100e)는 직접 학습 모델을 이용하여 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수도 있다.
이하에서는, 상술한 기술이 적용되는 AI 장치(100a 내지 100e)의 다양한 실시 예들을 설명한다. 여기서, 도 3에 도시된 AI 장치(100a 내지 100e)는 도 1에 도시된 AI 장치(100)의 구체적인 실시 예로 볼 수 있다.
AI+로봇
로봇(100a)은 AI 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.
로봇(100a)은 동작을 제어하기 위한 로봇 제어 모듈을 포함할 수 있고, 로봇 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다.
로봇(100a)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 로봇(100a)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 사용자 상호작용에 대한 응답을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다.
여기서, 로봇(100a)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.
로봇(100a)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 로봇(100a)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 동작을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 로봇(100a)에서 직접 학습되거나, AI 서버(200) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.
이때, 로봇(100a)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(200) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.
로봇(100a)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 로봇(100a)을 주행시킬 수 있다.
맵 데이터에는 로봇(100a)이 이동하는 공간에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 벽, 문 등의 고정 객체들과 화분, 책상 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.
또한, 로봇(100a)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이때, 로봇(100a)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.
AI+자율주행
자율 주행 차량(100b)은 AI 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다.
자율 주행 차량(100b)은 자율 주행 기능을 제어하기 위한 자율 주행 제어 모듈을 포함할 수 있고, 자율 주행 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다. 자율 주행 제어 모듈은 자율 주행 차량(100b)의 구성으로써 내부에 포함될 수도 있지만, 자율 주행 차량(100b)의 외부에 별도의 하드웨어로 구성되어 연결될 수도 있다.
자율 주행 차량(100b)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 자율 주행 차량(100b)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다.
여기서, 자율 주행 차량(100b)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 로봇(100a)과 마찬가지로, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.
특히, 자율 주행 차량(100b)은 시야가 가려지는 영역이나 일정 거리 이상의 영역에 대한 환경이나 객체는 외부 장치들로부터 센서 정보를 수신하여 인식하거나, 외부 장치들로부터 직접 인식된 정보를 수신할 수 있다.
자율 주행 차량(100b)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(100b)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 주행 동선을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 자율 주행 차량(100b)에서 직접 학습되거나, AI 서버(200) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.
이때, 자율 주행 차량(100b)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(200) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.
자율 주행 차량(100b)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 자율 주행 차량(100b)을 주행시킬 수 있다.
맵 데이터에는 자율 주행 차량(100b)이 주행하는 공간(예컨대, 도로)에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 가로등, 바위, 건물 등의 고정 객체들과 차량, 보행자 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.
또한, 자율 주행 차량(100b)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이때, 자율 주행 차량(100b)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.
AI+XR
XR 장치(100c)는 AI 기술이 적용되어, HMD(Head-Mount Display), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 휴대폰, 스마트 폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지, 차량, 고정형 로봇이나 이동형 로봇 등으로 구현될 수 있다.
XR 장치(100c)는 다양한 센서들을 통해 또는 외부 장치로부터 획득한 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터를 분석하여 3차원 포인트들에 대한 위치 데이터 및 속성 데이터를 생성함으로써 주변 공간 또는 현실 객체에 대한 정보를 획득하고, 출력할 XR 객체를 렌더링하여 출력할 수 있다. 예컨대, XR 장치(100c)는 인식된 물체에 대한 추가 정보를 포함하는 XR 객체를 해당 인식된 물체에 대응시켜 출력할 수 있다.
XR 장치(100c)는 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, XR 장치(100c)는 학습 모델을 이용하여 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터에서 현실 객체를 인식할 수 있고, 인식한 현실 객체에 상응하는 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 XR 장치(100c)에서 직접 학습되거나, AI 서버(200) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.
이때, XR 장치(100c)는 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(200) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.
AI+로봇+자율주행
로봇(100a)은 AI 기술 및 자율 주행 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.
AI 기술과 자율 주행 기술이 적용된 로봇(100a)은 자율 주행 기능을 가진 로봇 자체나, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a) 등을 의미할 수 있다.
자율 주행 기능을 가진 로봇(100a)은 사용자의 제어 없이도 주어진 동선에 따라 스스로 움직이거나, 동선을 스스로 결정하여 움직이는 장치들을 통칭할 수 있다.
자율 주행 기능을 가진 로봇(100a) 및 자율 주행 차량(100b)은 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정하기 위해 공통적인 센싱 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 기능을 가진 로봇(100a) 및 자율 주행 차량(100b)은 라이다, 레이더, 카메라를 통해 센싱된 정보를 이용하여, 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정할 수 있다.
자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)과 별개로 존재하면서, 자율 주행 차량(100b)의 내부 또는 외부에서 자율 주행 기능에 연계되거나, 자율 주행 차량(100b)에 탑승한 사용자와 연계된 동작을 수행할 수 있다.
이때, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)을 대신하여 센서 정보를 획득하여 자율 주행 차량(100b)에 제공하거나, 센서 정보를 획득하고 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 생성하여 자율 주행 차량(100b)에 제공함으로써, 자율 주행 차량(100b)의 자율 주행 기능을 제어하거나 보조할 수 있다.
또는, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)에 탑승한 사용자를 모니터링하거나 사용자와의 상호작용을 통해 자율 주행 차량(100b)의 기능을 제어할 수 있다. 예컨대, 로봇(100a)은 운전자가 졸음 상태인 경우로 판단되는 경우, 자율 주행 차량(100b)의 자율 주행 기능을 활성화하거나 자율 주행 차량(100b)의 구동부의 제어를 보조할 수 있다. 여기서, 로봇(100a)이 제어하는 자율 주행 차량(100b)의 기능에는 단순히 자율 주행 기능뿐만 아니라, 자율 주행 차량(100b)의 내부에 구비된 네비게이션 시스템이나 오디오 시스템에서 제공하는 기능도 포함될 수 있다.
또는, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)의 외부에서 자율 주행 차량(100b)에 정보를 제공하거나 기능을 보조할 수 있다. 예컨대, 로봇(100a)은 스마트 신호등과 같이 자율 주행 차량(100b)에 신호 정보 등을 포함하는 교통 정보를 제공할 수도 있고, 전기 차량의 자동 전기 충전기와 같이 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하여 충전구에 전기 충전기를 자동으로 연결할 수도 있다.
AI+로봇+XR
로봇(100a)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇, 드론 등으로 구현될 수 있다.
XR 기술이 적용된 로봇(100a)은 XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 로봇을 의미할 수 있다. 이 경우, 로봇(100a)은 XR 장치(100c)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.
XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 로봇(100a)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하면, 로봇(100a) 또는 XR 장치(100c)는 센서 정보에 기초한 XR 영상을 생성하고, XR 장치(100c)는 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 로봇(100a)은 XR 장치(100c)를 통해 입력되는 제어 신호 또는 사용자의 상호작용에 기초하여 동작할 수 있다.
예컨대, 사용자는 XR 장치(100c) 등의 외부 장치를 통해 원격으로 연동된 로봇(100a)의 시점에 상응하는 XR 영상을 확인할 수 있고, 상호작용을 통하여 로봇(100a)의 자율 주행 경로를 조정하거나, 동작 또는 주행을 제어하거나, 주변 객체의 정보를 확인할 수 있다.
AI+자율주행+XR
자율 주행 차량(100b)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다.
XR 기술이 적용된 자율 주행 차량(100b)은 XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율 주행 차량이나, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량 등을 의미할 수 있다. 특히, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량(100b)은 XR 장치(100c)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.
XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율 주행 차량(100b)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하고, 획득한 센서 정보에 기초하여 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(100b)은 HUD를 구비하여 XR 영상을 출력함으로써, 탑승자에게 현실 객체 또는 화면 속의 객체에 대응되는 XR 객체를 제공할 수 있다.
이때, XR 객체가 HUD에 출력되는 경우에는 XR 객체의 적어도 일부가 탑승자의 시선이 향하는 실제 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 반면, XR 객체가 자율 주행 차량(100b)의 내부에 구비되는 디스플레이에 출력되는 경우에는 XR 객체의 적어도 일부가 화면 속의 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(100b)은 차로, 타 차량, 신호등, 교통 표지판, 이륜차, 보행자, 건물 등과 같은 객체와 대응되는 XR 객체들을 출력할 수 있다.
XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량(100b)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하면, 자율 주행 차량(100b) 또는 XR 장치(100c)는 센서 정보에 기초한 XR 영상을 생성하고, XR 장치(100c)는 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 자율 주행 차량(100b)은 XR 장치(100c) 등의 외부 장치를 통해 입력되는 제어 신호 또는 사용자의 상호작용에 기초하여 동작할 수 있다.
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.
뉴머롤로지(numerology): 주파수 영역에서 하나의 subcarrier spacing에 대응한다. Reference subcarrier spacing을 정수 N으로 scaling함으로써, 상이한 numerology가 정의될 수 있다.
NR: NR Radio Access 또는 New Radio
시스템 일반
도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NR의 전체적인 시스템 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 4를 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 5는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 프레임과 하향링크 프레임 간의 관계를 나타낸다.
도 5에 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 유추될 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 6은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 지원하는 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 6을 참고하면, 자원 그리드가 주파수 영역 상으로 
서브캐리어들로 구성되고, 하나의 서브프레임이 14 x 2u 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 7과 같이, 뉴머롤로지 
및 안테나 포트 p 별로 하나의 자원 그리드가 설정될 수 있다.
도 7은 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.
Self-contained 슬롯 구조
TDD 시스템에서 데이터 전송의 latency를 최소화하기 위하여 5세대 New RAT(NR)에서는 도 8과 같은 self-contained slot structure를 고려하고 있다.
즉, 도 8은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 self-contained slot 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 8에서, 빗금 친 영역(810)은 하향링크 제어(downlink control) 영역을 나타내고, 검정색 부분(820)은 상향링크 제어(uplink control) 영역을 나타낸다.
아무런 표시가 없는 부분(830)은 downlink data 전송을 위해 사용될 수도 있고, uplink data 전송을 위해 사용될 수도 있다.
이러한 구조의 특징은 한 개의 slot 내에서 DL 전송과 UL 전송이 순차적으로 진행되고, 하나의 slot 내에서 DL data를 보내고, UL Ack/Nack도 송수신할 수 있다.
이와 같은 slot을 'self-contained slot'이라고 정의할 수 있다.
즉, 이러한 slot 구조를 통해서, 기지국은 데이터 전송 에러 발생시에 단말로 데이터 재전송까지 걸리는 시간을 줄이게 되며, 이로 인해 최종 데이터 전달의 latency를 최소화할 수 있다.
이러한 self-contained slot 구조에서, 기지국과 단말은 송신 모드에서 수신모드로 전환하는 과정 또는 수신모드에서 송신모드로 전환하는 과정을 위한 시간 간격(time gap)이 필요하다.
이를 위하여 해당 slot 구조에서, DL에서 UL로 전환되는 시점의 일부 OFDM symbol이 보호 구간(guard period, GP)로 설정된다.
아날로그/하이브리드 빔포밍(Analog/Hybrid beamforming)
도 9는, 아날로그 빔 포머(analog beamformer) 및 RF chain이 있는 송신기(transmitter)의 블록도를 나타낸 도면이고, 도 10은, 디지털 빔 포머(analog beamformer) 및 RF chain이 있는 송신기(transmitter)의 블록도를 나타낸 도면이다.
다중 안테나를 사용한 기존의 빔 형성 기술은 크게 빔 형성 가중치 벡터 (weight vector/precoding vector)를 적용하는 위치에 따라 아날로그 빔 형성 기술과 디지털 빔 형성 기술로 구분할 수 있다.
우선 아날로그 빔 형성 방법은 초기 다중 안테나 구조에 적용된 대표적인 빔 형성 기법으로 디지털 신호처리가 완료된 아날로그 신호를 다수의 경로로 분기하여 각 경로의 위상 이동(phase-shift, PS)와 전력 증폭(Power amplifier, PA) 설정을 통한 빔 형성을 수행한다. 아날로그 빔 형성을 위해서는 도 9와 같이 단일 디지털 신호로부터 파생된 아날로그 신호를 각 안테나에 연결된 PA와 PS가 처리하는 구조가 요구된다. 즉 아날로그 단에서 complex weight를 PS와 PA가 처리하게 된다. 여기에서 RF chain은 BB신호가 아날로그 신호로 변환되는 처리 블록을 의미하며, 그 구성은 도 10과 같다. 그러나 아날로그 빔 형성 기법은 PS와 PA의 소자의 특성에 따라 빔의 정확도가 결정되고, 소자의 제어 특성상 협대역 전송에 유리하다. 또한 다중 스트림 전송을 구현하기 어려운 하드웨어 구조로 인하여 전송률 증대를 위한 다중화 이득이 상대적으로 작으며, 직교 자원할당 기반의 사용자 별 빔 형성이 어렵다.
다음으로 디지털 빔 형성 기법은 아날로그 빔 형성 기법과 달리 MIMO 환경에서 다이버시티와 다중화 이득을 최대화 하기 위해 BB 프로세스를 이용하여 디지털 단에서 빔 형성을 수행한다. 즉 도 10과 같이 프로코딩을 BB 프로세스에서 수행함으로써 빔 형성이 가능하다 (단 여기에서 RF chain은 PA를 포함한다). 이것은 빔 형성을 위해 도출된 complex weight를 송신 데이터에 직접적으로 적용하기 때문이다. 또한 사용자 별 상이한 빔 형성이 가능하기 때문에, 동시에 다중 사용자 빔 형성을 지원할 수 있고, 직교 자원이 할당된 사용자 별 독립적인 빔 형성이 가능하여 스케줄링 유연성이 높아 시스템 목적에 부합하는 전송단 운용이 가능한 특징을 가지고 있다. 또한, 광대역 전송 환경에서 MIMO-OFDM과 같은 기술을 적용하면, subcarrier별 독립적인 빔을 형성할 수 있다. 따라서 디지털 빔 형성 기법은 시스템 용량 증대와 강화된 빔 이득을 기반으로 단일 사용자의 최대 전송률을 극대화 할 수 있다. 따라서 3G/4G시스템에서는 디지털 빔포밍 기반 MIMO기술이 도입되었다.
다음으로 송수신 안테나가 크게 증가하는 Massive MIMO 환경을 가정해 본다.
일반적으로 셀룰러 통신에서는 MIMO 환경에 적용되는 최대 송수신 안테나를 8개로 가정한다. 그러나 Massive MIMO로 진화하면서 안테나 수는 수십 또는 수백 개 이상으로 증가한다. Massive MIMO환경에서 디지털 빔 형성 기술을 적용한다면, 송신단의 디지털 신호 처리를 위한 수백 개의 안테나 에 대한 신호처리를 BB프로세스를 통해 수행해야 하므로 신호처리 복잡도가 매우 커지고, 안테나 수만큼의 RF체인이 필요하므로 하드웨어 구현 복잡도가 매우 커진다. 또한, 모든 안테나에 대해 독립적인 채널 추정이 필요하고, FDD시스템의 경우 모든 안테나로 구성된 거대한 MIMO채널에 대한 피드백 정보가 필요하므로, 파일럿 및 피드백 오버헤드가 매우 커진다. Massive-MIMO 환경에서 아날로그 빔 형성 기술을 적용한다면, 송신단의 하드웨어 복잡도는 상대적으로 낮은 반면, 다수 안테나를 이용한 성능 증가 정도가 미미하고, 자원 할당의 유연성이 떨어진다. 특히, 광대역 전송 시 주파수 별로 빔을 제어하기가 매우 어렵다. 따라서 Massive MIMO 환경에서는 아날로그 빔 형성과 디지털 빔 형성 기법 중 한 개만을 배타적으로 선택하는 것이 아닌, 아날로그 빔 형성과 디지털 빔 형성 구조가 결합된 하이브리드 형태의 송신단 구성 방식이 필요하다. 즉, 아날로그 빔 형성 기법과 디지털 빔 형성 기법의 성능 이득과 복잡도 관계를 이용해서 송신단의 하드웨어 구현 복잡도를 낮추고, Massive 안테나를 이용한 빔 형성 이득을 최대로 얻을 수 있는 하이브리드 타입의 송신단 구조 설계가 필요하게 된다.
일반적으로 아날로그 빔포밍이 사용되는 송수신 구조는 순수 아날로그 빔포밍 송수신단과 하이브리드 빔포밍 송수신단을 뽑을 수 있다. 일반적으로 아날로그 빔 스캐닝은 동일한 시간에 한 개의 빔에 대한 추정이 가능하다. 따라서 빔 스캐닝에 필요한 트레이닝(training) 시간은 전체 후보 빔 수에 비례한다.
순수 아날로그 빔포밍은 송수신단 빔 추정을 위해서도 시간 영역에서 빔 스캐닝 과정이 필요하다. 즉 아날로그 빔 추정을 위해서는 송수신 각 빔 개수 
만큼의 시간이 필요하다. 하나의 빔 스캐닝을 위한 시간을 t_s 라고 할 때, 전체 송수신 빔에 대한 추정 시간 T_s는 아래 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
예를 들어 전체 송신 빔의 개수 K_T = L 이고, 수신 빔의 개수 K_R = 1이라고 가정하면, 전체 후보 빔 개수는 총 L개가 되어 시간 영역에서 L개의 시간 구간이 필요하다.
도 11은 아날로그 빔 추정(tracking)을 위해 필요한 시간 영역 빔 추정 구간을 나타낸 도면이다. 도 11에서와 같이 아날로그 빔 추정을 위해서는 단일 시간 구간에서 1개의 빔 추정만이 가능하며, 전체 L개 빔 추정을 위해서는 L개 시간 구간이 필요함을 알 수 있다. 단말에서는 아날로그 빔 추정 프로세스가 종료되면 가장 높은 신호 세기를 갖는 빔 ID를 기지국에 피드백한다.
즉 송수신 안테나 수 증가로 인한 개별 빔 수가 증가할수록 보다 긴 트레이닝 시간이 필요함을 알 수 있다.
따라서 아날로그 빔포밍은 DAC 이후 시영역의 연속적인 파장(Continuous waveform)의 크기와 위상각을 변화시키기 때문에 디지털 빔포밍과 달리 개별 빔에 대한 트레이닝 구간이 보장되어야 한다. 이 구간이 길어질수록 시스템의 손실이 증가하며, 단말의 이동 및 채널 변화를 추가 빔 스캐닝 시 시스템 손실은 더욱 증가할 수 있다.
실제 빔 스캐닝 방법에 대해 도 12 및 도 13을 참고하여 살펴본다.
도 12는 빔 스캐닝을 나타낸 도면으로, 도 12(a)는 완전 탐색(Exhaustive search)에 대한 도면이고, 도 12(b)는 멀티-레벨 탐색(Multi-level search)에 대한 도면이다.
도 12(a)가 나타내는 완전 탐색의 검색 공간(search space)의 수는 아래 표 4와 같다.
도 12(b)가 나타내는 멀티-레벨 탐색의 검색 공간의 수는 아래 표 5와 같다.
도 13은 빔 탐색 절차에 대한 도면으로, 도 13(a)는 완전 탐색에 대한 절차를 나타낸 도면이고, 도 13(b)는 멀티-레벨 탐색에 대한 절차를 나타낸 도면이다.
완전 탐색의 경우에는 최적의 전송 빔 ID(Best Tx beam ID)가 피드백되고, 멀티-레벨 탐색의 경우에는, i) coarse beam의 경우 최적의 섹터 빔 ID(Best Sector beam ID)가 피드백되고, ii)fine beam의 경우 최적의 fine beam ID(Best fine beam ID)가 피드백 된다.
NR에서의 기준 신호 (Reference signals(RS) in NR)
NR시스템의 하향링크(downlink, DL) 물리계층 신호는 다음과 같다.
- CSI-RS: DL CSI(channel state information) acquisition, DL beam measurement를 위한 신호
- TRS(tracking RS): 단말의 fine time/frequency tracking을 위한 신호
- DL DMRS: PDSCH demodulation을 위한 RS
- DL PT-RS(phase-tracking RS): 단말의 phase noise 보상을 위해 전송하는 RS
- SSB(synchronization signal block): primary synchronization signal(PSS), secondary synchronization signal (SSS) 및 PBCH (+PBCH DMRS)로 구성된 시간/주파수 측으로 연속적인 특정 개수의 symbols & resource blocks로 구성된 자원 블록을 의미(한 SSB내의 신호들은 동일 빔을 적용)
NR시스템의 상향링크(uplink, UL) 물리계층 신호는 다음과 같다.
- SRS: UL CSI(channel state information) acquisition, UL beam measurement, antenna port selection을 위한 신호
- UL DMRS: PUSCH demodulation을 위한 RS
- UL PT-RS(phase-tracking RS): 기지국의 phase noise 보상을 위해 전송하는 RS
빔 매니지먼트 및 빔 회복 (Beam management and beam recovery)
기지국은 단말에게 periodic CSI/beam 보고(report), semi-persistent CSI/beam 보고(특정 시간 구간 동안에만 주기적 보고가 activation됨 혹은 연속적인 복수 번의 보고를 수행), 또는 aperiodic CSI/beam 보고를 요청할 수 있다. 여기서 CSI 보고 정보는 RI(rank indicator), PMI(precoder matrix indication), CQI(channel quality information), CRI(CSI-RS resource indicator), LI(layer indicator)의 특정 조합으로 구성될 수 있다. 여기서 beam 보고 정보는 빔 품질 측정을 위한 RS가 CSI-RS인 경우 선호 빔 인덱스를 나타내는 CRI, 빔 품질 측정 RS가 SSB인 경우 선호 빔 인덱스를 나타내는 SSBID, 빔 품질을 나타내는 RSRP(RS received power) 정보의 특정 조합으로 구성될 수 있다.
Periodic 그리고 semi-persistent(SP) CSI/beam reporting은 보고가 활성화 된 기간에는 단말에게 특정 주기로 CSI/beam보고를 위한 UL (uplink) 물리 채널 (예: PUCCH, PUSCH)이 할당된다. 단말의 CSI 측정을 위해서는 기지국의 downlink(DL) reference signal (RS)의 전송이 필요하다. (아날로그) 빔포밍이 적용된 beamformed system에서는 상기 DL RS 전송/수신을 위한 DL transmission(Tx)/reception(Rx) beam pair와 UCI(uplink control information 예: CSI, ACK/NACK) 전송/수신을 위한 UL Tx/Rx beam pair의 결정이 필요하다. DL beam pair 결정 절차는 복수 개의 TRP Tx beam에 해당하는 DL RS를 기지국이 전송하여 단말이 이 중 하나를 선택 및/또는 보고 하는 TRP Tx beam 선택 절차와 각 TRP Tx beam에 해당하는 동일한 RS 신호를 반복 전송하고 반복 전송된 신호들에 서로 다른 UE Rx beam으로 측정하여 UE Rx beam을 선택하는 절차의 조합으로 구성될 수 있다. UL beam pair 결정 절차는 복수 개의 UE Tx beam에 해당하는 UL RS를 단말이 전송하여 기지국이 이 중 하나를 선택 및/또는 signaling 하는 UE Tx beam 선택 절차와 각 UE Tx beam에 해당하는 동일한 RS 신호를 반복 전송하고 반복 전송된 신호들에 서로 다른 TRP Rx beam으로 측정하여 TRP Rx beam을 선택하는 절차의 조합으로 구성될 수 있다. DL/UL의 beam reciprocity(또는 beam correspondence)가 성립하는 경우, 즉 기지국과 단말 간 통신에서 기지국 DL Tx 빔과 기지국 UL Rx 빔이 일치하고, 단말 UL Tx 빔과 단말 DL Rx 빔이 일치한다고 가정할 수 있는 경우, DL beam pair와 UL beam pair 중 어느 하나만 결정하면 다른 하나를 결정하는 절차를 생략 가능하다.
DL 및/또는 UL 빔 pair에 대한 결정과정은 주기적 혹은 비주기적으로 수행될 수 있다. 후보 빔 수가 많은 경우, 요구되는 RS overhead가 클 수 있으므로 본 과정이 자주 발생하는 것은 바람직하지 않다. DL/UL 빔 pair 결정 과정이 완료된 이후 periodic or SP CSI reporting 을 수행한다고 가정하자. 여기서 단말의 CSI측정을 위한 단일 혹은 복수 개의 antenna port를 포함하는 CSI-RS는 DL 빔으로 결정된 TRP Tx beam으로 빔포밍되어 전송될 수 있고, CSI-RS의 전송 주기는 CSI 보고 주기와 같거나 혹은 더 자주 전송할 수 있다. 또는 aperiodic CSI-RS를 CSI 보고 주기에 맞춰서 혹은 보다 자주 전송하는 것도 가능하다. 단말(UE)은 측정된 CSI 정보를 주기적으로 UL beam pair결정과정에서 기 결정된 UL Tx beam으로 전송한다.
DL/UL beam management 과정을 수행함에 있어 설정된 beam management 의 주기에 따라 빔 mismatch문제가 발생할 수 있다. 특히, 단말이 위치를 이동하거나, 회전하거나, 혹은 주변 물체의 이동으로 무선 채널 환경이 바뀌는 경우(예를 들어, LoS(Line Of Sight) 환경이다가 빔이 block되어 Non-LoS환경으로 바뀜), 최적의 DL/UL beam pair는 바뀔 수 있는데, 이러한 변화를 일반적으로 네트워크 지시에 의해 수행하는 빔 management 과정으로 tracking이 실패하였을 때 beam failure event가 발생하였다고 할 수 있다. 이러한 beam failure event의 발생 여부는 단말이 하향링크 RS의 수신 품질을 통해 판단할 수 있으며, 이러한 상황에 대한 보고 메시지 혹은 빔 복구 요청을 위한 메시지(이하, beam failure recovery request(BFRQ) message라 함)가 단말로부터 전달되어야 한다. 이러한 메시지를 수신한 기지국은 빔 복구를 위해 beam RS 전송, beam reporting 요청 등 다양한 과정을 통해 beam 복구를 수행할 수 있다. 이러한 일련의 빔 복구 과정을 beam failure recovery(BFR)라 한다.
BFR과정은 다음으로 구성된다.
1) 빔 실패 감지(Beam failure detection, BFD)
모든 PDCCH 빔이 정해진 품질 값(Q_out) 이하로 떨어지는 경우, 한 번의 빔 실패 인스턴스(beam failure instance)가 발생한 것으로 판단되고, 이를 기준으로 한다. (이 때, 상기 품질 값은 hypothetical BLER(block error rate)을 기준으로 함)
BLER이란, 해당 PDCCH로 제어 정보가 전송되었다고 가정할 경우 해당 정보의 복조에 실패할 확률을 의미한다.
여기서 모든 PDCCH 빔이라 함은, PDCCH를 모니터링 할 검색 공간(search space)들이 단말에 하나 또는 복수 개 설정될 수 있는데, 각 검색 공간 별로 빔이 다르게 설정될 수 있으며, 이 때 모든 빔이 BLER 경계 값(threshold) 아래로 떨어지는 경우를 의미한다.
a) BFD RS들의 암시적 설정(implicit configuration of BFD RSs)
보다 구체적으로는, 각 검색 공간에는 PDCCH가 전송될 수 있는 자원 영역인 제어 자원 세트(control resource set, CORESET) ID가 설정되며, 각 CORESET ID마다 spatial RX parameter관점에서 QCL되어 있는 RS 정보(예: CSI-RS resource ID, SSB ID)가 지시/설정될 수 있다.
이 때, QCL되어 있는 RS는 TCI(transmit configuration information)을 통해 지시/설정될 수 있다. 여기서 spatial RX parameter관점에서 QCL되어 있는 RS란(즉, QCL Type D) 단말이 해당 PDCCH DMRS 수신에 있어 해당 spatially QCL된 RS 수신에 사용했던 빔을 그대로 사용하라(또는 사용해도 된다)는 것을 기지국이 알려주는 것을 의미한다. 결국 기지국 관점에서는 spatially QCL된 안테나 포트들 간에는 동일 전송 빔 혹은 유사한 전송 빔(예: 빔 방향은 동일/유사하면서 빔 폭이 상이한 경우)을 적용하여 전송할 것임을 단말에게 알려주는 방법이다.
b) BFD RS들의 명시적인 설정(explicit configuration of BFD RSs)
또는, 기지국이 상기 용도(빔 실패 감지 용)로 beam RS(s)를 명시적으로 설정할 수 있으며 이 경우 해당 beam RS(s)가 상기 '모든 PDCCH 빔'에 해당한다.
이 때, 단말은 미리 설정된 횟수만큼 빔 실패 인스턴스가 발생하면 빔 실패가 일어난 것으로 선언(declare)할 수 있다.
한편, 단말은 연속적으로 미리 설정된 횟수만큼 빔 실패 인스턴스가 발생 한 경우, 빔 실패가 일어난 것으로 선언 할 수도 있다.
2) 새로운 빔 식별 및 선택(New beam identification & selection)
새로운 빔 식별 및 선택 과정은 아래 3 단계로 이루어질 수 잇다.
(단계 1)
단말은 기지국이 후보 빔 RS 세트(candidate beam RS set)로 설정한 RS 들 중에서 정해진 품질 값(Q_in) 이상을 갖는 빔을 찾는다.
하나의 빔 RS가 품질 값을 넘으면 해당 빔 RS를 선택하고, 복수 개의 빔 RS가 품질 값을 넘으면 해당 빔 RS들 중에서 임의의 하나를 선택하고, 만약 품질 값을 넘는 빔이 없으면 단계 2를 수행한다.
이 때, 빔 품질은 RSRP를 기준으로 결정될 수 있다.
또한, 상기 기지국이 설정한 RS 빔 세트는 아래 세 가지의 경우가 있을 수 있다.
i) RS 빔 세트 내의 빔 RS들이 모두 SSB들로 구성되는 경우, ii) RS 빔 세트 내의 빔 RS들이 모두 CSI-RS자원들로 구성되는 경우, iii) RS 빔 세트 내의 빔 RS들이 SSB들과 CSI-RS자원들로 구성되는 경우가 있을 수 있다.
(단계 2)
단말은 SSB들 중에서 정해진 품질 값(Q_in) 이상을 갖는 빔을 찾을 수 있다. 이 때 SSB들은 경쟁 기반 PRACH(contention based PRACH)와 연결된 SSB 일 수 있다.
하나의 SSB가 품질 값을 넘으면 해당 빔 RS를 선택하고, 복수 개의 SSB가 품질 값을 넘으면 해당 빔 RS들 중에서 임의의 하나를 선택하고, 만약 품질 값을 넘는 빔이 없으면 단계 3을 수행할 수 있다.
(단계 3)
단말은 품질 값과 무관하게 SSB들 중 임의의 SSB를 선택할 수 있다. 이 때 SSB들은 경쟁 기반 PRACH와 연결된 SSB일 수 있다.
3) BFRQ 및 gNB의 응답 모니터링(BFRQ & monitoring gNB's response)
단말은 상술한 2)의 과정에서 선택한 빔 RS(CSI-RS or SSB)와 직접적 혹은 간접적으로 연결 설정된 PRACH 자원 및 프리앰블을 기지국으로 전송할 수 있다.
이 때, 직접적 연결 설정은 아래와 같은 2 가지 경우에 사용될 수 있다.
i) BFR용도로 별도 설정된 후보 빔 RS 세트 내의 특정 RS에 대해 비 경쟁 PRACH 자원 및 프리앰블(contention-free PRACH resource & preamble)이 설정된 경우
ii) 랜덤 엑세스 등 타 용도로 범용적으로 설정된 SSB들과 일대일로 맵핑된 PRACH 자원 및 프리앰블이 설정된 경우 (이 때, PRACH는 경쟁 기반 PRACH일 수 있음)
이 때, 간접적 연결 설정은 아래의 경우에 사용될 수 있다.
i) BFR용도로 별도 설정된 후보 빔 RS 세트 내의 특정 CSI-RS에 대해 비 경쟁 PRACH 자원 및 프리앰블이 설정되지 않은 경우
이 때 단말은 해당 CSI-RS와 동일 수신 빔으로 수신 가능하다고 지정된(즉, quasi-co-located(QCLed) with respect to spatial Rx parameter) SSB와 연결된 비 경쟁 PRACH 자원 및 프리앰블을 선택한다.
그리고, 단말은 해당 PRACH 전송에 대한 기지국(gNB)의 회신을 모니터링 한다.
여기서, 상기 비 경쟁 PRACH 자원 및 프리앰블에 대한 응답은 C-RNTI로 마스킹(masking)된 PDCCH로 전송되며 상기 PDCCH는 BFR용으로 별도로 RRC 설정 된 검색 공간에서 수신된다.
이 때, 상기 검색 공간은 (BFR용) 특정 CORESET에 설정 될 수 있다.
경쟁 기반 PRACH에 대한 응답은, 일반적인 경쟁 PRACH 기반 랜덤 엑세스(contention PRACH based random access)과정을 위해 설정된 CORESET (예: CORESET 0 or CORESET 1) 및 검색 공간을 그대로 재사용할 수 있다.
만약 일정 시간 동안 회신이 없으면, 새로운 빔 식별 및 선택(New beam identification & selection) 과정 및 BFRQ 및 기지국 응답 모니터링 과정을 반복한다.
상기 과정은 PRACH 전송을 미리 설정된 최대 회수 N_max까지 도달하거나 설정된 타이머가 만료(expire)될 때까지 수행되고, 상기 타이머가 만료되면 단말은 비 경쟁 기반 PRACH 전송을 중단하지만, SSB선택에 의한 경쟁 기반 PRACH의 전송은 N_max가 도달할 때까지 수행된다.
3GPP TS38.321에 개시된 빔 실패 감지 및 복구 절차를 살펴보면 다음과 같다.
빔 실패 감지 및 복구 절차(Beam Failure Detection and Recovery procedure)
MAC entity는 서빙SSB(들)/CSI-RS(들)에서 빔 실패가 감지되면 새로운 SSB 또는 CSI-RS의 서빙 gNB에 지시하기 위해 사용되는 빔 실패 복구 절차를 RRC에 의해 설정 받을 수 있다.
빔 실패는 하위 계층에서 MAC entity까지의 빔 실패 인스턴스(instance) 카운팅에 의해 감지될 수 있다.
빔 실패 감지 및 복구 절차를 위한 RRC가 설정하는 'BeamFailureRecoveryConfig'에서의 파라미터들은 아래 표 6과 같다.
빔 실패 감지 절차를 위해서 UE 변수(variables)가 사용될 수 있다.
-BFI _COUNTER: 초기에 0으로 설정된 빔 실패 인스턴스 표시를 위한 카운터(counter for beam failure instance indication which is initially set to 0)
MAC entity는 다음과 같이 동작할 수 있다.
1) 하위 계층으로부터 빔 실패 인스턴스 지시(beam failure instance indication)가 수신된 경우,
2) beamFailureDetectionTimer를 시작 또는 재시작 하고, BFI _COUNTER를 1씩 증가시킨다.
이 때, 만약 BFI _COUNTER가 beamFailureInstanceMaxCount 보다 같거나 크고,
3) beamFailureRecoveryConfig가 설정된 경우,
beamFailureRecoveryTimer 를 시작하고, RRC로부터 수신되는 beamFailureRecoveryConfig의 powerRampingStep , preambleReceivedTargetPower , preambleTransMax 파라미터를 적용하여 SpCell 상에서 랜덤 엑세스 절차를 시작한다.
3-1) beamFailureRecoveryConfig가 설정되지 않은 경우,
SpCell 상에서 랜덤 엑세스 절차를 시작한다.
만약, beamFailureDetectionTimer가 만료(expires)된 경우, BFI _COUNTER를 0으로 설정한다.
만약, 랜덤 엑세스 절차가 성공적으로 완료되었다면, beamFailureRecoveryTimer를 중지하고, 빔 실패 복구 절차가 성공적으로 완료된 것으로 간주한다.
상술한 바와 같이, BFD이후 단말은 기지국으로 BFRQ를 위한 PRACH(Physical Random Access Channel)를 전송한다. 이하 본 명세서에서는, 상기 PRACH 전송 이후 전송되는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 및/또는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)의 빔을 어떻게 설정/규정하는지에 대한 방법에 대해서 설명한다.
NR 시스템은 상위 계층 시그널링으로 전송되는 공간 관계 정보 필드(spatial relation information field)를 이용하여 각 PUCCH자원 별로 빔을 지정할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 spatial relation information으로 상향링크 신호인 SRS(Sounding Reference Signal) 자원 ID 또는 하향링크 신호인 CSI-RS 자원 ID 또는 SSB 자원 ID를 지정할 수 있다.
즉, 상위 계층 시그널링을 통해 기지국은, 이전에 전송되었던 SRS빔 중 특정 빔과 동일한 빔을 사용하여 PUCCH를 전송하도록 지시하거나, 특정 하향링크 빔에 최적화된 수신 빔에 해당하는 송신 빔을 전송하도록 단말에게 지시할 수 있다.
이 때, 송수신 빔간의 빔 대응 관계가 활용 될 수 있다.
이 때, 상기 PUCCH 빔 지시 방법은 RRC로 지시될 수 있고, 또는 RRC계층에서 복수 개의 spatial relation information을 설정한 후 MAC-CE 메시지로 복수 개의 spatial relation information 중에서 하나의 information을 지정하는 형태로 지시될 수 있으며, 지시된 빔은 PUCCH자원 별로 다를 수 있다.
NR에서의 PUCCH자원은 해당 PUCCH가 전송되는 시간 및/또는 주파수 자원의 위치 및 UCI(uplink control information)를 전송할 PUCCH의 형태, 즉 PUCCH 포맷을 정의한다. NR에서는 PUCCH의 용도(예: 스케줄링 요구(scheduling request, SR), HARQ ACK/NACK, CSI 보고), 하나의 PUCCH에서 전송 가능한 UCI payload 크기의 범위, PUCCH의 심볼 수(symbol duration)에 따라 다양한 PUCCH 포맷을 정의한다.
이 때, NR에서 한 단말에게 최대 128개의 PUCCH자원이 설정될 수 있으며, PUCCH자원들의 집합인 PUCCH 자원 세트로 묶어서 설정될 수도 있다. PUCCH 자원 세트는 주로 DL-SCH (또는 PDSCH)에 대한 HARQ ACK/NACK을 전송하는 PUCCH자원을 하나의 PUCCH자원에서 보낼 수 있도록 ACK/NACK 페이로드 크기의 범위에 따라 묶어서 설정하는 용도로 주로 사용 될 수 있다.
예를 들어, PUCCH 자원 세트 #A에는 ACK/NACK 페이로드 크기가 X bits 이하인 PUCCH자원들이 그룹핑되고, PUCCH 자원 세트 #B에는 ACK/NACK 페이로드 크기가 X bits 이상인 PUCCH자원들이 그룹핑 될 수 있다.
특정 PDSCH에 대한 HARQ-ACK/NACK을 어떠한 PUCCH자원을 통해 전송할 지는 해당 PDSCH를 할당하는 PDCCH에서 전달하는 DCI(downlink control information)에 포함된 PRI(PUCCH resource indicator) 정보를 통해 동적으로 지시 가능하다.
이 때, PRI 정보는 PDSCH 스케줄링 목적으로 규정된 DCI 포맷 1_0 (폴백 DCI 포맷)과 DCI 포맷 1_1에 모두 포함되어 있을 수 있다.
이하, PUCCH 자원 세트들의 구체적인 내용에 대해 살펴본다.
UE는 상위 계층 파라미터 PUCCH - ResourceSet에 의해 최대 4개의 PUCCH 자원 세트를 구성 할 수 있다.
PUCCH 자원 세트는, 상위 계층 파라미터 pucch - ResourceSetId에 의해 제공되는 PUCCH 자원 세트 인덱스와 연관되어 있고, PUCCH 자원 세트에 사용 된 pucch-ResourceID 세트를 제공하는 상위 계층 파라미터 resourceList에 의해 제공되는 PUCCH 자원 인덱스들과 연관되어 있고, 상위 계층 파라미터 maxpayloadMinus1에 의해 제공되는 PUCCH 자원 세트에서의 PUCCH 자원을 사용하여 UE가 전송할 수 있는 최대 개수의 UCI 정보 비트와 연관되어 있다.
첫 번째 PUCCH 자원 세트의 경우 최대 UCI 정보 비트 수는 2로 고정된다.
이 때, 첫 번째 인덱스 이외의 인덱스가 가장 큰 PUCCH 리소스 세트의 경우 최대 UCI 정보 비트는 1706 비트이다.
PUCCH 자원 세트에 대한 최대 PUCCH 자원 인덱스 수는 상위 계층 파라미터 maxNrofPUCCH-ResourcesPerSet에 의해 제공된다.
첫 번째 PUCCH 자원 세트의 최대 PUCCH 자원 수는 32이고 다른 PUCCH 자원 세트의 최대 PUCCH 자원 수는 8이다.
UE가 HARQ-ACK 정보 비트에 포함된 UCI 정보 비트 
를 전송하는 경우, UE는 PUCCH 자원 세트를 다음과 같이 설정하도록 결정한다.
i) HARQ-ACK 정보와 SR이 동시에 전송될 때, 하나의 SR 전송 시점에서 
가 2 이하이고, 1 또는 2 비트의 HARQ-ACK 정보 및 포지티브 또는 네거티브(positive or negative) SR을 포함하는 경우, PUCCH 자원들의 첫번째 세트는 pucch-ResourceSetID = 0 이거나,
ii) 
가 pucch - ResourceSetID = 1 과 PUCCH 자원 세트를 위한 상위 계층 파라미터 maxPayloadMinus1에 의해 주어지는 값일 때, 
로 상위 계층에서 주어지는 경우, PUCCH 자원들의 두번째 세트는 pucch - ResourceSetID = 1 이거나,
iii) 
가 pucch - ResourceSetID =2 와 PUCCH 자원 세트를 위한 상위 계층 파라미터 maxPayloadMinus1에 의해 주어지는 값일 때, 
로 상위 계층에서 주어지는 경우, PUCCH 자원들의 세번째 세트는 pucch - ResourceSetID = 2 이거나,
iv) 
로 상위 계층에서 주어지는 경우, PUCCH 자원들의 네번째 세트는 pucch - ResourceSetID = 3 이다.
UE에 의한 PUCCH에서의 HARQ-ACK 정보의 전송을 위해, UE는 HARQ-ACK 정보 비트에 대한 PUCCH 자원들의 세트를 결정한 후 HARQ_ACK 정보 전송을 위한 PUCCH 자원을 결정한다.
PUCCH 자원의 결정은, 동일한 슬롯을 나타내는 PDSCH-to-HARQ 피드백 타이밍 지시자 필드의 값을 갖는 DCI 포맷 1_0 또는 DCI 포맷 1_1 중 마지막 DCI 포맷 1_0 또는 DCI 포맷 1_1의 PUCCH 자원 지시자 필드에 기초한다.
UE는 UE를 PUCCH에서 대응하는 HARQ-ACK 정보를 검출하고 전송한다.
이 때, PUCCH 자원 결정을 위해 검출 된 DCI 포맷들은 먼저 서빙 셀 인덱스에서 내림차순으로 인덱싱 된 다음 PDCCH 모니터링 기회 인덱스(occasion index)에서 오름차순으로 인덱싱 된다.
PUCCH 자원 지시자 필드 값은 표 7에 나타난 바와 같이 상위 계층 파라미터 PUCCH-ResourceSet에 의해 제공되는 PUCCH 자원 세트로부터 PUCCH 자원에 대한 상위 계층 파라미터 ResourceList에 의해 제공되는 PUCCH 자원 인덱스 세트의 값에 매핑되고 최대 8개의 PUCCH 자원들이 있다.
PUCCH 자원의 첫번째 세트 및 상위 계층 파라미터 resourceList의 크기 
가 8보다 큰 경우, UE가 마지막 DCI 포맷 1_0 또는 DCI 포맷 1_1의 검출에 응답하여 PUCCH 전송에서 HARQ-ACK 정보를 제공할 때, UE는 PUCCH 자원 인덱스 
를 아래 수학식 3과 같이 결정한다.
이 때, 
는, 
이다.
수학식 3에서, 
는 DCI 포맷 1_0 또는 DCI포맷 1_1에 대한 PDCCH 응답과 대응되는 제어 리소스 세트(control resource set) 
의 제어 채널 요소(Control Channel Element, CCE)들의 수이다.
결국 전송할 HARQ-ACK bit수에 따라 PUCCH 자원 세트가 결정되고, 해당 PUCCH 자원 세트 내에서 resourceList로 설정된 PUCCH자원들 중에서 어느 자원을 사용해서 ACK/NACK을 전송할 지가 PRI를 통해 DCI로 지시된다.
여기서 복수 개의 PDCCH로 각각 스케줄링 된 복수 개의 PDSCH에 대한 ACK/NACK은 하나의 PUCCH자원을 통해 모아서 기지국으로 전송될 수 있으며, 이 때 어떤 PUCCH를 통해 ACK/NACK을 전송할 지는 가장 마지막에 전송된 PRI 정보에 의해 결정될 수 있다.
이는 DCI가 전송되는 slot n 과 해당 DCI에 의해 할당된 PDSCH가 전송되는 slot n+k, 그리고 해당 PDSCH에 대한 ACK/NACK이 전송되는 slot n+k+j 에 대해 k와 j가 유연(flexible)하게 설정될 수 있기 때문이다.
BFRQ를 위해 PRACH를 단말이 기지국으로 전송하고 이를 기지국(gNB)이 성공적으로 수신했다면, 기지국은 단말로 PDCCH응답(즉, msg.2)을 전송 할 수 있고, 이 때 msg.2는 임의의 DCI 포맷을 통해 전송될 수 있다. 즉, DL DCI와 UL DCI가 모두 가능하다.
만약 DL DCI가 전송된다면, 해당 DCI로 할당된 PDSCH에 대한 ACK/NACK PUCCH가 기지국으로 전송되어야 하며, 해당 PUCCH자원에 기 설정된 spatial relation information는 빔 실패 이전에 지시된 빔이라서 BFR과정을 통해 찾은 새로운 DL 빔에 상응하는 UL 빔과는 다를 수 있다.
따라서 해당 ACK/NACK 메시지가 기지국으로 전송될 확률이 떨어질 수 있는 문제가 발생 할 수 있다. 특히, 해당 ACK/NACK뿐만 아니라 상기 BFRQ에 대한 응답을 (BFR용도로 설정된 search space를 통해) 전송하는 DCI 이전 또는 이후 시점에 (즉, 다른 검색 공간을 통해) 별도의 DL DCI가 전송되고 복수 개의 PDSCH에 대한 ACK/NACK을 하나의 PUCCH자원을 통해 전송하도록 지시된 경우, 해당 PDSCH에 대한 ACK/NACK정보의 에러 확률이 함께 높아지는 문제가 발생할 수 있다.
따라서 이하 본 명세서에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법에 대해 설명한다.
(방법 1)
단말은, 빔 실패 감지 후 빔 실패 복구 요청을 위한 PRACH를 기지국으로 전송하고, BFR 검색 공간(search space)에서 기지국이 전송한 DCI를 수신하면, 상기 DCI가 할당하는 PDSCH에 대한 HARQ-ACK/NACK을 PUCCH로 전송한다.
이 때, 상기 PUCCH를 전송할 때 이용되는 전송 빔은 상기 PRACH를 전송 할 때 사용했던 빔과 동일한 빔일 수 있다.
기지국이 단말이 전송한 PRACH를 정상적으로 수신한 경우, DCI를 전송하기 때문에, PRACH 전송에 사용했던 빔은 빔 연결이 유지되고 있는 것으로 인식할 수 있기 때문이다. 이 때, PRACH는 비 경쟁 기반으로 전송 될 수 있다.
또한, 상기 PUCCH 자원에 설정된 값을 무시하고 상기 PRACH에 해당하는 새로운 빔 RS인 SSB 자원 ID 또는 CSI-RS 자원 ID로 변경할 수 있다.
이 때, 상기 PUCCH 자원에 설정된 값은 spatial relation information으로 RRC를 통해 설정된 값일 수 있고, 상기 새로운 빔 RS는 특정 시간 동안, 기지국으로부터 ACK을 수신할 때까지, 기지국으로부터 상기 PUCCH 자원에 대한 빔의 재설정/변경 지시가 있을 때까지 유지할 수 있다.
상술한 방법 1에서, 단말은 기지국으로부터 DCI를 수신한 이후 시점에는 기지국이 다른 DL DCI를 보내지 않을 것으로 가정하거나 DL DCI를 전송한다 하더라도 상기 PUCCH자원을 함께 사용하여 ACK/NACK을 보내도록 하지 않을 것이라고 가정할 수 있는데, 이 때 PUCCH자원은 상기 DCI 포맷 1_0 또는 DCI 포맷 1_1에 포함된 PRI로 지시된 PUCCH자원일 수 있다.
상술한 바와 같이 PUCCH자원이 128개까지 설정될 수 있기 때문에 상기 PUCCH 자원 이외의 다른 PUCCH 자원들은 spatial relation information에 의해 기 설정된 정보는 바꾸지 않고 유지하는 것이 바람직할 수 있다.
다만, 빔 실패 상태에서 기존 PUCCH들에 설정된 빔 정보는 현재 상태와 맞지 않을(outdated) 수 있다.
따라서, i) 해당 PUCCH 자원을 포함하고 있는 PUCCH resource set내의 모든 PUCCH자원들에 대해 상기 방법 1을 적용하거나 ii) ACK/NACK용으로 설정 된 PUCCH에 대해서만 상기 방법 1을 적용하거나 iii) ACK/NACK용 및 SR용으로 설정 된 PUCCH에 대해 상기 방법 1을 적용할 수 있다.
이 때, iii)은 CSI 보고 용도의 PUCCH 자원들을 제외한 나머지 PUCCH 자원에 상기 방법 1을 적용하는 것으로 볼 수도 있다.
CSI 보고 용도의 PUCCH 자원에서는 상기 방법 1을 적용하지 않을 수 있는데, 빔 실패 상태에서는, CSI정보가 기지국으로 전달 되더라도, 상기 CSI는 빔 실패 이전의 서빙 빔을 기준으로 측정한 CSI 이기 때문에 중요도가 떨어지는 빔일 수 있기 때문이다.
또한, 이러한 CSI용 PUCCH자원에 대해서는 상기 방법을 적용할 필요성이 약한데다, CSI보고용 PUCCH는 PUCCH자원 별로 서로 다른 TRP/gNB 또는 TRP's Rx panel/beam에 해당하도록 의도적으로 설정된 것일 수 있기 때문이다.
다음으로 PUSCH 빔을 설정하는 방법을 살펴본다.
현재 PUSCH 전송에 사용되는 빔은, 현재 폴백 DCI(즉, DCI 포맷 0_0)로 스케줄링 되는 경우, 해당 셀의 활성 상향링크 대역폭 부분(active UL BWP)내의 PUCCH 자원 중 가장 낮은 ID에 해당하는 PUCCH자원의 빔을 따르도록 설정되어 있다.
현재 PUSCH 전송에 사용되는 빔은, DCI 포맷 0_1을 사용하는 경우, 코드북 기반 상향링크 전송 및 논-코드북 기반 상향링크 전송 방식에서 SRI field로 지시되는 SRS 자원 전송 시 사용했던 빔을 해당 PUSCH전송에도 사용하도록 설정되어 있다.
그러나, DCI 포맷 0_0를 사용하는 경우, lowest ID PUCCH빔이 최적의 빔이 아닐 확률이 높다는 문제점이 있다. 비경쟁 랜덤 엑세스(contention-free random access, CFRA)기반 BFRQ에 대한 msg.2 및 후속 DCI들은 BFR 전용 검색 공간(BFR search space)에서 전송될 수 있다.
(방법 2)
기지국으로부터 BFR 검색 공간에서 DCI 포맷 0_0을 수신한 단말은, 상기 DCI가 할당하는 PUSCH에 대한 전송 빔을 BFRQ를 보낸 PRACH에 사용된 전송 빔과 동일하게 할 수 있다. 이 때, PRACH는 가장 최근에 전송된 PRACH일 수 있다.
한편, BFR 검색 공간 이외의, 사용자 특정 검색 공간(user specific search space)에서 DCI 포맷 0_0을 단말이 기지국으로부터 수신한 경우, 단말은 가장 낮은 ID의 PUCCH 빔을 사용할 수 있다.
이 때 BFR 검색 공간과 사용자 특정 검색 공간은 동일한 RNTI(C-RNTI)를 이용하여 찾을 수 있다.
기지국이 전송하는 DCI가 포맷 1_0을 사용하는 경우, SRI로 지시하는 SRS 자원 전송에 사용한 빔이 최적의 빔이 아니라는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해 방법 2와 같이 PRACH 전송에 사용했던 빔과 동일한 빔을 SRS 자원 전송을 위해 사용할 수 있다.
(방법 3)
BFR 검색 공간에서 DCI 포맷 0_1을 수신한 단말은, 상기 DCI가 할당하는 PUSCH의 전송을 위한 빔을 BFRQ를 위해 기지국으로 전송한 PRACH 전송 빔과 동일한 빔을 이용할 수 있다.
한편 또 다른 방법으로, BFR과정에서 단말이 감지한 새로운 빔 RS를 기준으로 비주기적(aperiodic, AP) SRS의 프리코딩/빔포밍을 찾아서 전송하도록 하는 것이다. 상기 SRS는 RRC를 통해 SRS 자원 세트 용도가 코드북 기반 또는 논-코드북 기반으로 설정된 경우, PUSCH전송에 직접적으로 연관되는 코드북 기반의 전송 또는 논-코드북 기반 전송 SRS일 수 있다.
한편, AP SRS는 DCI 포맷 1_1으로도 트리거 가능하므로, 기지국은 단말로 DCI를 전송함에 있어, DCI 포맷 1_1을 이용할 수도 있다.
(방법 4)
BFR 검색 공간에서 기지국이 전송한 DCI를 통해 AP SRS 트리거 요청을 수신한 단말은, 상기 SRS 자원(들)의 spatial relation information을 새로운 빔 RS(예: CSI-RS 또는 SSB)으로 자동 설정한다.
이 때, 기지국이 전송한 상기 DCI는 DCI 포맷 0_1 또는 DCI 포맷 1_1일 수 있고, 상기 새로운 빔 RS는 단말이 가장 최근에 기지국으로 전송한 PRACH 전송에 사용했던 빔일 수 있다.
상기 SRS의 spatial relation information은 PUCCH와 마찬가지로 SRS자원 ID, SSB 자원 ID, CSI-RS자원 ID중 하나로 지정될 수 있으며 상술한 방법 4를 적용하는 경우, BFR 검색 공간을 통해 트리거 된 SRS의 spatial relation information은 새로운 빔 RS 인 SSB 자원 ID 혹은 CSI-RS 자원 ID로 자동 설정되도록 하는 것이다. 이 때, 기 설정된 spatial relation information 정보와는 무관하게 자동으로 설정될 수 있다.
상술한 방법 4는, 상기 BFR 검색 공간에서 단말이 SRS 트러기링을 수신하는 경우, 항상 적용되도록 설정 될 수도 있고, 기지국으로 PRACH를 전송한 이후 최초로 전송하는 SRS전송 시점에만 적용될 수도 있고, 상기 SRS자원에 대한 spatial relation information이 기지국 지시에 의해 별도로 업데이트되기 전까지 지속적으로 적용될 수도 있다.
방법 4를 적용하면 후속하는 PUSCH에 대한 프리코딩 지시를 수행하는 SRI 필드를 상기 AP SRS자원을 기준으로 수행할 수 있다. 이를 보다 효율적으로 하기 위해 BFR 검색 공간을 통해 PUSCH가 코드북 기반 또는 논-코드북 기반 전송으로 스케줄링되는 경우(예: DCI 포맷 0_1), DCI의 SRI가 지시하는 정보는 상기 AP SRS 자원(들)에 대한 정보로 설정될 수 있다.
이 때, 기존 RRC를 통해 설정된 자원(들)에 대한 정보와는 무관하게 설정될 수 있다. 즉, 방법 4는 기 설정된 SRS자원 대신 BFR 검색 공간에서 기지국으로부터 전송된 DCI를 통해 트리거 된 AP SRS 자원(들)을 통해서 PUSCH 프리코딩/빔포밍을 수행하도록 하는 것이다.
상술한 방법 1은, 단말은 기지국으로 BFRQ를 위한 PRACH(비 경쟁 기반 PRACH일 수 있음)를 전송한 후, BFR 검색 공간에서 DCI를 수신하고, 상기 DCI가 할당하는 PDSCH에 대한 HARQ-ACK/NACK을 전송하는 PUCCH자원의 전송 빔(spatial domain filter)을 상기 PRACH 전송 빔과 동일하게 하거나 동일 spatial relation information을 갖도록 설정하는 방법에 대한 것이었다.
이 때, 단말이 수신하는 DCI는 DCI format 1_0혹은 DCI format 1_1일 수 있다.
이 때, 방법 1은 상기 ACK/NACK을 전송하는 특정 PUCCH 자원 또는 PUCCH 자원 세트에 대해 적용될 수 있다.
이하에서 어느 PUCCH자원까지 PRACH와 동일한 빔(또는 동일 spatial relation)을 적용할 것인지 설정하는 방법에 대해 설명한다.
이 때, PRACH와 동일한 빔이 적용되는 PUCCH 자원은, i) 단말의 능력(capability)에 의해 또는 ii)기지국의 지시/설정에 의해 적응적으로 적용될 수 있다.
특히, 상술한 방법 1 내지 방법 4는, 단말이 기지국으로 PRACH를 전송한 이후 기지국으로 전송하는 PUCCH는 상기 PRACH 전송에 사용한 빔과 동일한 빔을 사용하는 것에 대한 것이다.
기지국이 단말이 전송한 PRACH를 정상적으로 수신한 경우, DCI를 전송하기 때문에, 단말이 DCI를 정상적으로 수신하였다면, PRACH 전송에 사용했던 빔은 빔 연결이 유지되고 있는 것으로 인식할 수 있기 때문이다.
이 때, i) 상기 PUCCH는 PRACH 전송에 이용되는 컴포넌트 캐리어 및/또는 대역폭부분에서 전송되는 모든 PUCCH 자원에 대해 PRACH와 동일한 빔이 적용되는 것일 수 있다.
다시 말하면, 상기 PUCCH는, 상기 PRACH 전송에 사용된 셀과 동일한 셀에서 전송되는 것일 수 있다. 즉, 단말이 전송하는 모든 PUCCH의 빔을 변경하는 것이 아니라, PRACH와 동일한 셀에 포함되어 있는 PUCCH들만 변경하는 것이다.
이는 PUCCH 자원 각각 설정된 빔 중, 일부의 빔에 대해 빔 실패가 감지되는 경우, 모든 PUCCH 자원의 빔을 변경하게 하는 것은 리던던시(redundancy)가 증가하게 된다는 문제가 있고, 또한, 다른 용도로 설정된 빔에 대해서도 빔을 변경하게 되면, 기 설정된 용도로 다시 설정해주어야 하는 등의 복잡성이 있기 때문에, PRACH와 동일한 셀에 포함되어 있는 PUCCH들만 변경하는 것이 효과적일 수 있다.
ii) 한편, 기지국이 전송하는 BFR 검색 공간에서 수신된 DCI를 통해 스케줄링되는 PDSCH에 대한 ACK/NACK PUCCH 자원에 대해서만 PRACH와 동일한 빔이 적용될 수 있다.
이러한 i), ii)의 각 방식은 단말/기지국 구현/운용 방식에 따라 장단점이 분명하다.
i)의 경우, 단일 단말 송신 빔 기반으로 구현된 단말 및/또는 해당 단말과의 통신에 대해 단일 기지국/TRP 수신 빔 기반 운용 방식에 보다 적합할 수 있다. 즉, 해당 단말은 한 시점에 하나의 송신 빔을 유지하고, 빔 실패 등에 의해 상향링크 빔 페어(pair)의 변경이 필요할 때에는 모든 상향링크 빔을 변경하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 단말에 ii)를 적용하게 되면 빔 실패 복구 이후 다른 PUCCH자원들의 빔을 재설정하는 과정이 필요하게 되지만, i)을 적용하면 다른 PUCCH 자원들의 빔을 재설정하는 과정이 필요 없게 되는 효과가 있다.
ii)의 경우, 상술한 바와 같이, 다중 단말 빔 또는 다중 기지국 수신 빔 시나리오에서 빔 실패가 발생한 상황에서 기 설정된 PUCCH 빔 중 일부는 여전히 유효한 빔일 수 있기 때문에 다중 단말 빔 또는 다중 기지국 수신 빔 시나리오에서 보다 적합하다.
상술한 바와 같이 i) ii) 방식은 장단점이 명확하므로, 단말의 선호하는 방식에 대한 보고, 적용 가능한 PUCCH 빔 수에 관련한 단말의 능력 보고, 또는 기지국의 설정/지시에 의해 단말에 따라 i) 또는 ii) 중 어느 하나를 적용하는 것이 바람직할 수 있다.
이 때, 상기 단말의 능력은 PUCCH를 위한 활성 공간 관계 정보(active spatial relation information)의 총 수로 대체될 수 있으며, 여기서 활성 공간 관계 정보는, PUCCH자원에 대해 MAC CE 또는 RRC로 최종적으로 선택되어 지시된 spatial relation information을 의미한다. 상기 기지국의 설정/지시 방법에 있어서, 단말 별로 어느 방법을 적용할 것인지 반 정적(semi-static)으로 설정하는 방식과 보다 동적으로 설정하는 방식이 모두 고려될 수 있다.
이 때, 반 정적으로 설정하는 방식은 RRC 메시지로 설정할 수 있고, 동적으로 설정하는 방식은 DCI 또는 MAC-CE로 설정할 수 있다.
동적으로 지시하는 방법의 한 방법으로 단말은 BFR 검색 공간에서 DCI의 포맷이 1_0 또는 1_1인 DCI를 수신한다.
이 때 DCI에 의해 스케줄링되는 PDSCH를 통해 기지국은 단말에게 MAC 메시지를 전달하며, 해당 MAC 메시지에는 단말이 전송했던 PRACH빔으로 후속 PUCCH 빔을 모두 변경할 지( i) 방식) 또는 특정 PUCCH자원(들)에 대해서만 빔을 변경할 지( ii) 방식)에 대한 지시 정보가 포함될 수 있다.
MAC-CE를 이용하여, 특정 PUCCH자원에 대한 PUCCH spatial relation information을 지시 또는 업데이트할 수 있는데, 해당 MAC 메시지에서 PUCCH resource (set) ID field를 특정 약속된 값(예: 전부 0으로 설정)으로 지시하거나 해당 field가 존재하지 않는 경우 해당 MAC 메시지는 모든 PUCCH자원의 spatial relation information을 지시 또는 업데이트 하는 용도로 활용 될 수 있다.
또한, 해당 MAC 메시지에서 spatial relation information field를 특정 약속된 값(예: 전부 0으로 설정)으로 지시하거나 혹은 해당 field가 존재하지 않는 경우, 가장 최근에 전송된 PRACH빔과 동일한 빔(또는 동일 spatial relation)을 적용하도록 지시할 수 있다.
이 때, PRACH 빔과 동일한 빔을 사용하여 특정 PUCCH 자원 또는 모든 PUCCH 자원을 전송할 수 있고, 상기 PRACH는 BRFQ 용도로 비 경쟁 기반으로 전송되는 것일 수 있다.
상기 방식에 적용되는 MAC 메시지는 특히 BFR 검색 공간과 같은 특정 검색 공간을 통해 스케줄링 되는 PDSCH를 통한 MAC 메시지일 수 있다.
앞서 살핀 각 실시 예 또는 각 방법은 별개로 수행될 수도 있으며, 하나 또는 그 이상의 실시 예들 또는 방법들의 조합을 통해 수행됨으로써 본 명세서에서 제안하는 방법을 구현할 수 있다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 상향링크 전송을 수행하는 방법을 나타내는 순서도이다.
즉, 도 14는 무선 통신 시스템에서 상향링크를 전송을 수행하는 방법을 수행하는 단말의 동작 방법을 나타낸다.
먼저, 기지국으로부터, 빔 실패 감지(detection) 및 빔 실패 복구(recovery)에 대한 설정 정보를 RRC 시그널링을 통해 수신한다(S1410).
단말은, 상기 기지국으로부터, 기준 신호(Reference Signal, RS)를 수신한다(S1420).
단말은, 상기 RS에 대한 빔 실패가 감지되면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 빔 복구 요청(Beam Failure Recovery Request, BFRQ)을 위한 PRACH(Physical Random Access Channel)를 상기 기지국으로 전송한다(S1430).
단말은, 상기 기지국으로부터, 상기 PRACH에 대한 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 수신한다(S1430).
이 때, 상기 DCI는 상기 PRACH에 대한 응답을 검색하는 빔 복구(Beam Failure Recovery, BFR) 검색 공간 내에서 수신될 수 있다.
단말은, 상기 기지국으로 상기 DCI에 기초하여 상향링크 전송을 수행한다(S1440).
이 때, 상기 상향링크는, 상기 상향링크는, 상기 PRACH의 전송에 사용한 공간 필터(Spatial Filter)와 동일한 공간 필터를 이용하여 전송될 수 있다.
이 때, 상기 상향링크는, 상기 PRACH를 전송하는 컴포넌트 캐리어(Component Carrier, CC) 또는 대역폭 부분(Bandwidth Part, BWP)과 동일한 CC 또는 동일한 BWP 상에서 전송될 수 있다.
이 때, S1430 단계는, 한 번 이상 수신한 RS의 빔 실패 횟수를 카운팅 하는 단계, 상기 빔 실패 횟수는, 상기 한 번 이상 수신한 RS의 수신 품질이 기 설정된 기준 값 이하일 때의 횟수이고; 빔 실패 횟수가 기 설정된 값 이상이면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 BFRQ를 위한 PRACH를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 일 수 있다.
그리고, 상기 상향링크는, 기 설정된 복수의 자원 중 일부 자원을 이용하여 전송되는 PUCCH이고, 상기 일부 자원은 상기 단말 능력에 기초하여 설정되거나 상기 기지국으로부터 수신되는 지시 정보에 의해 설정 받을 수 있다.
상기 DCI는, SRS(Sounding Reference Signal) 트리거 요청을 포함할 수 있다.
상기 상향링크는, 상기 DCI에 대한 HARQ-ACK/NACK 정보를 포함하는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 이고, 상기 DCI의 포맷은 DCI 포맷 1_0 또는 DCI 포맷 1_1일 수 있다.
상기 상향링크는, PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이고, 상기 DCI의 포맷은 DCI 포맷 0_0 또는 DCI 포맷 0_1일 수 있다.
도 16 및 도 17을 참고하여 본 명세서에서 제안하는 상향링크를 전송하는 방법이 단말 장치에서 구현되는 내용에 대해 살펴본다.
무선 통신 시스템에서 상향링크를 전송하는 단말은, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 모듈; 및 상기 RF 모듈과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함할 수 있다.
먼저, 단말의 프로세서는, 기지국으로부터, 빔 실패 감지(detection) 및 빔 실패 복구(recovery)에 대한 설정 정보를 RRC 시그널링을 통해 수신하도록 상기 RF 모듈을 제어한다.
상기 프로세서는, 기준 신호(Reference Signal, RS)를 수신하도록 상기 RF 모듈을 제어한다.
상기 프로세서는, 상기 RS에 대한 빔 실패가 감지되면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 빔 복구 요청(Beam Failure Recovery Request, BFRQ)을 위한 PRACH(Physical Random Access Channel)를 상기 기지국으로 전송하도록 상기 RF 모듈을 제어한다.
상기 프로세서는, 상기 기지국으로부터, 상기 PRACH에 대한 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 수신하도록 상기 RF 모듈을 제어한다.
이 때, 상기 DCI는 상기 PRACH에 대한 응답을 검색하는 빔 복구(Beam Failure Recovery, BFR) 검색 공간 내에 수신될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 기지국으로, 상기 DCI에 기초하여 상향링크 전송을 수행하도록 상기 RF 모듈을 제어한다.
상기 상향링크는, 상기 PRACH를 전송하는 컴포넌트 캐리어(Component Carrier, CC) 또는 대역폭 부분(Bandwidth Part, BWP)과 동일한 CC 또는 동일한 BWP 상에서 전송되는 것을 특징으로 하는 단말.
상기 프로세서는, 한 번 이상 수신한 RS의 빔 실패 횟수를 카운팅 하도록 상기 RF 모듈을 제어할 수 있다.
이 때, 상기 빔 실패 횟수는, 상기 한 번 이상 수신한 RS의 수신 품질이 기 설정된 기준 값 이하일 때의 횟수일 수 있다.
상기 프로세서는, 빔 실패 횟수가 기 설정된 값 이상이면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 BFRQ를 위한 PRACH를 상기 기지국으로 전송하도록 상기 RF 모듈을 제어할 수 있다.
이 때, 상기 상향링크는, 기 설정된 복수의 자원 중 일부 자원을 이용하여 전송되는 PUCCH이고, 상기 일부 자원은 상기 단말의 능력에 기초하여 설정되거나 상기 기지국으로부터 수신되는 지시 정보에 의해 설정 받을 수 있다.
이 때, 상기 DCI는, SRS(Sounding Reference Signal) 트리거 요청을 포함할 수 있다.
상기 상향링크는, 상기 DCI에 대한 HARQ-ACK/NACK 정보를 포함하는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이고, 상기 DCI의 포맷은 DCI 포맷 1_0 또는 DCI 포맷 1_1일 수 있다.
상기 상향링크는, PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이고, 상기 DCI의 포맷은 DCI 포맷 0_0 또는 DCI 포맷 0_1일 수 있다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 상향링크 전송을 수신하는 방법을 나타낸 순서도이다.
즉, 도 15는 무선 통신 시스템에서 상향링크를 단말로부터 수신하는 기지국의 동작 방법을 나타낸다.
먼저, 기지국은 단말로, 빔 실패 감지(detectiong) 및 빔 실패 복구(recovery)에 대한 설정 정보를 RRC 시그널링을 통해 전송한다(S1510).
기지국은, 상기 단말로, 기준 신호(Reference Signal, RS)를 전송한다(S1520).
기지국은 상기 RS에 대한 빔 실패가 감지되면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 빔 복구 요청(Beam Failure Recovery Request, BFRQ)을 위한 PRACH(Physical Random Access Channel)를 상기 단말로부터 수신한다 (S1530).
기지국은, 상기 단말로, 상기 PRACH에 대한 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 전송한다(S1540).
이 때, 상기 DCI는 상기 PRACH에 대한 응답을 검색하는 빔 복구(Beam Failure Recovery, BFR) 검색 공간 내에서 전송될 수 있다.
기지국은, 상기기 단말로부터, 상기 DCI에 기초하여 상향링크 전송을 수신한다(S1550).
이 때, 상기 상향링크는, 상기 PRACH의 전송에 사용한 공간 필터(Spatial Filter)와 동일한 공간 필터를 이용하여 전송될 수 있다.
이 때, 상기 상향링크는, 상기 PRACH를 전송하는 컴포넌트 캐리어(Component Carrier, CC) 또는 대역폭 부분(Bandwidth Part, BWP)과 동일한 CC 또는 동일한 BWP 상에서 전송될 수 있다.
그리고, 상기 상향링크는, 기 설정된 복수의 자원 중 일부 자원을 이용하여 전송되는 PUCCH이고, 상기 일부 자원은 상기 단말의 능력에 기초하여 설정되거나 상기 기지국으로부터 수신되는 지시 정보에 의해 설정 받을 수 있다.
상기 DCI는, SRS(Sounding Reference Signal) 트리거 요청을 포함 할 수 있다.
상기 상향링크는, 상기 DCI에 대한 HARQ-ACK/NACK 정보를 포함하는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 이고, 상기 DCI의 포맷은 DCI 포맷 1_0 또는 DCI 포맷 1_1일 수 있다.
상기 상향링크는, PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이고, 상기 DCI의 포맷은 DCI 포맷 0_0 또는 DCI 포맷 0_1일 수 있다.
도 16 및 도 17을 참고하여 본 명세서에서 제안하는 무선 통신 시스템에서 상향링크를 단말로부터 수신하는 동작이 기지국 장치에서 구현되는 내용에 대해 살펴본다.
무선 통신 시스템에서 상향링크를 수신하는 기지국은, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 모듈; 및 상기 RF 모듈과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함할 수 있다.
먼저, 기지국의 프로세서는 단말로, 빔 실패 감지(detection) 및 빔 실패 복구(recovery)에 대한 설정 정보를 RRC 시그널링을 통해 전송하도록 상기 RF 모듈을 제어한다.
상기 프로세서는, 상기 단말로, 기준 신호(Reference Signal, RS)를 전송하도록 상기 RF 모듈을 제어한다.
상기 프로세서는, 상기 RS에 대한 빔 실패가 감지되면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 빔 복구 요청(Beam Failure Recovery Request, BFRQ)을 위한 PRACH(Physical Random Access Channel)를 상기 단말로부터 수신하도록 상기 RF 모듈을 제어한다.
상기 프로세서는, 상기기 단말로, 상기 PRACH에 대한 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 전송하도록 상기 RF 모듈을 제어한다.
이 때, 상기 DCI는 상기 PRACH에 대한 응답을 검색하는 빔 복구(Beam Failure Recovery, BFR) 검색 공간 내에 전송될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 단말로부터, 상기 DCI에 기초한 상향링크 전송을 수신하도록 상기 RF 모듈을 제어한다.
이 때, 상기 상향링크는, 상기 상향링크는, 상기 PRACH의 전송에 사용한 공간 필터(Spatial Filter)와 동일한 공간 필터를 이용하여 전송될 수 있다.
이 때, 상기 상향링크는, 상기 PRACH를 전송하는 컴포넌트 캐리어(Component Carrier, CC) 또는 대역폭 부분(Bandwidth Part, BWP)과 동일한 CC 또는 동일한 BWP 상에서 전송될 수 있다.
그리고, 상기 상향링크는, 기 설정된 복수의 자원 중 일부 자원을 이용하여 전송되는 PUCCH이고, 상기 일부 자원은 상기 단말의 능력에 기초하여 설정되거나 상기 기지국으로부터 수신되는 지시 정보에 의해 설정 받을 수 있다.
상기 DCI는, SRS(Sounding Reference Signal) 트리거 요청을 포함 할 수 있다.
상기 상향링크는, 상기 DCI에 대한 HARQ-ACK/NACK 정보를 포함하는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 이고, 상기 DCI의 포맷은 DCI 포맷 1_0 또는 DCI 포맷 1_1일 수 있다.
상기 상향링크는, PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이고, 상기 DCI의 포맷은 DCI 포맷 0_0 또는 DCI 포맷 0_1일 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
이하, 본 발명이 적용될 수 있는 장치에 대하여 설명한다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 장치를 나타낸다.
도 16을 참조하면, 무선 통신 시스템은 제 1 장치(1610)와 제 2 장치(1620)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 장치(1610)는 기지국, 네트워크 노드, 전송 단말, 수신 단말, 무선 장치, 무선 통신 장치, 차량, 자율주행 기능을 탑재한 차량, 커넥티드카(Connected Car), 드론(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AI(Artificial Intelligence) 모듈, 로봇, AR(Augmented Reality) 장치, VR(Virtual Reality) 장치, MR(Mixed Reality) 장치, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, IoT 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, 5G 서비스와 관련된 장치 또는 그 이외 4차 산업 혁명 분야와 관련된 장치일 수 있다.
상기 제 2 장치(1620)는 기지국, 네트워크 노드, 전송 단말, 수신 단말, 무선 장치, 무선 통신 장치, 차량, 자율주행 기능을 탑재한 차량, 커넥티드카(Connected Car), 드론(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AI(Artificial Intelligence) 모듈, 로봇, AR(Augmented Reality) 장치, VR(Virtual Reality) 장치, MR(Mixed Reality) 장치, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, IoT 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, 5G 서비스와 관련된 장치 또는 그 이외 4차 산업 혁명 분야와 관련된 장치일 수 있다.
예를 들어, 단말은 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털 방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, HMD는 머리에 착용하는 형태의 디스플레이 장치일 수 있다. 예를 들어, HMD는 VR, AR 또는 MR을 구현하기 위해 사용될 수 있다.
예를 들어, 드론은 사람이 타지 않고 무선 컨트롤 신호에 의해 비행하는 비행체일 수 있다. 예를 들어, VR 장치는 가상 세계의 객체 또는 배경 등을 구현하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, AR 장치는 현실 세계의 객체 또는 배경 등에 가상 세계의 객체 또는 배경을 연결하여 구현하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, MR 장치는 현실 세계의 객체 또는 배경 등에 가상 세계의 객체 또는 배경을 융합하여 구현하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 홀로그램 장치는 홀로그래피라는 두 개의 레이저 광이 만나서 발생하는 빛의 간섭현상을 활용하여, 입체 정보를 기록 및 재생하여 360도 입체 영상을 구현하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공공 안전 장치는 영상 중계 장치 또는 사용자의 인체에 착용 가능한 영상 장치 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, MTC 장치 및 IoT 장치는 사람의 직접적인 개입이나 또는 조작이 필요하지 않는 장치일 수 있다. 예를 들어, MTC 장치 및 IoT 장치는 스마트 미터, 벤딩 머신, 온도계, 스마트 전구, 도어락 또는 각종 센서 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 질병을 진단, 치료, 경감, 처치 또는 예방할 목적으로 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 상해 또는 장애를 진단, 치료, 경감 또는 보정할 목적으로 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 구조 또는 기능을 검사, 대체 또는 변형할 목적으로 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 임신을 조절할 목적으로 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 진료용 장치, 수술용 장치, (체외) 진단용 장치, 보청기 또는 시술용 장치 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보안 장치는 발생할 우려가 있는 위험을 방지하고, 안전을 유지하기 위하여 설치한 장치일 수 있다. 예를 들어, 보안 장치는 카메라, CCTV, 녹화기(recorder) 또는 블랙박스 등일 수 있다. 예를 들어, 핀테크 장치는 모바일 결제 등 금융 서비스를 제공할 수 있는 장치일 수 있다. 예를 들어, 핀테크 장치는 결제 장치 또는 POS(Point of Sales) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기후/환경 장치는 기후/환경을 모니터링 또는 예측하는 장치를 포함할 수 있다.
상기 제 1 장치(1610)는 프로세서(1611)와 같은 적어도 하나 이상의 프로세서와, 메모리(1612)와 같은 적어도 하나 이상의 메모리와, 송수신기(1613)과 같은 적어도 하나 이상의 송수신기를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(1611)는 전술한 기능, 절차, 및/또는 방법들을 수행할 수 있다. 상기 프로세서(1611)는 하나 이상의 프로토콜을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세서(1611)는 무선 인터페이스 프로토콜의 하나 이상의 계층들을 수행할 수 있다. 상기 메모리(1612)는 상기 프로세서(1611)와 연결되고, 다양한 형태의 정보 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 상기 송수신기(1613)는 상기 프로세서(1611)와 연결되고, 무선 시그널을 송수신하도록 제어될 수 있다.
상기 제 2 장치(1620)는 프로세서(1621)와 같은 적어도 하나의 프로세서와, 메모리(1622)와 같은 적어도 하나 이상의 메모리 장치와, 송수신기(1623)와 같은 적어도 하나의 송수신기를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(1621)는 전술한 기능, 절차, 및/또는 방법들을 수행할 수 있다. 상기 프로세서(1621)는 하나 이상의 프로토콜을 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세서(1621)는 무선 인터페이스 프로토콜의 하나 이상의 계층들을 구현할 수 있다. 상기 메모리(1622)는 상기 프로세서(1621)와 연결되고, 다양한 형태의 정보 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 상기 송수신기(1623)는 상기 프로세서(1621)와 연결되고, 무선 시그널을 송수신하도록 제어될 수 있다.
상기 메모리(1612) 및/또는 상기 메모리(1622)는, 상기 프로세서(1611) 및/또는 상기 프로세서(1621)의 내부 또는 외부에서 각기 연결될 수도 있고, 유선 또는 무선 연결과 같이 다양한 기술을 통해 다른 프로세서에 연결될 수도 있다.
상기 제 1 장치(1610) 및/또는 상기 제 2 장치(1620)는 하나 이상의 안테나를 가질 수 있다. 예를 들어, 안테나(1614) 및/또는 안테나(1624)는 무선 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다.
도 17은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도의 또 다른 예시이다.
도 17을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(1710)과 기지국 영역 내에 위치한 다수의 단말(1720)을 포함한다. 기지국은 송신 장치로, 단말은 수신 장치로 표현될 수 있으며, 그 반대도 가능하다. 기지국과 단말은 프로세서(processor, 1711,1721), 메모리(memory, 1714,1724), 하나 이상의 Tx/Rx RF 모듈(radio frequency module, 1715,1725), Tx 프로세서(1712,1722), Rx 프로세서(1713,1723), 안테나(1716,1726)를 포함한다. 프로세서는 앞서 살핀 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 보다 구체적으로, DL(기지국에서 단말로의 통신)에서, 코어 네트워크로부터의 상위 계층 패킷은 프로세서(1711)에 제공된다. 프로세서는 L2 계층의 기능을 구현한다. DL에서, 프로세서는 논리 채널과 전송 채널 간의 다중화(multiplexing), 무선 자원 할당을 단말(1720)에 제공하며, 단말로의 시그널링을 담당한다. 전송(TX) 프로세서(1712)는 L1 계층 (즉, 물리 계층)에 대한 다양한 신호 처리 기능을 구현한다. 신호 처리 기능은 단말에서 FEC(forward error correction)을 용이하게 하고, 코딩 및 인터리빙(coding and interleaving)을 포함한다. 부호화 및 변조된 심볼은 병렬 스트림으로 분할되고, 각각의 스트림은 OFDM 부반송파에 매핑되고, 시간 및/또는 주파수 영역에서 기준 신호(Reference Signal, RS)와 멀티플렉싱되며, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 사용하여 함께 결합되어 시간 영역 OFDMA 심볼 스트림을 운반하는 물리적 채널을 생성한다. OFDM 스트림은 다중 공간 스트림을 생성하기 위해 공간적으로 프리코딩된다. 각각의 공간 스트림은 개별 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,1715)를 통해 상이한 안테나(1716)에 제공될 수 있다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 전송을 위해 각각의 공간 스트림으로 RF 반송파를 변조할 수 있다. 단말에서, 각각의 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,1725)는 각 Tx/Rx 모듈의 각 안테나(1726)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 캐리어로 변조된 정보를 복원하여, 수신(RX) 프로세서(1723)에 제공한다. RX 프로세서는 layer 1의 다양한 신호 프로세싱 기능을 구현한다. RX 프로세서는 단말로 향하는 임의의 공간 스트림을 복구하기 위해 정보에 공간 프로세싱을 수행할 수 있다. 만약 다수의 공간 스트림들이 단말로 향하는 경우, 다수의 RX 프로세서들에 의해 단일 OFDMA 심볼 스트림으로 결합될 수 있다. RX 프로세서는 고속 푸리에 변환 (FFT)을 사용하여 OFDMA 심볼 스트림을 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환한다. 주파수 영역 신호는 OFDM 신호의 각각의 서브 캐리어에 대한 개별적인 OFDMA 심볼 스트림을 포함한다. 각각의 서브캐리어 상의 심볼들 및 기준 신호는 기지국에 의해 전송된 가장 가능성 있는 신호 배치 포인트들을 결정함으로써 복원되고 복조된다. 이러한 연 판정(soft decision)들은 채널 추정 값들에 기초할 수 있다. 연판정들은 물리 채널 상에서 기지국에 의해 원래 전송된 데이터 및 제어 신호를 복원하기 위해 디코딩 및 디인터리빙 된다. 해당 데이터 및 제어 신호는 프로세서(1721)에 제공된다.
UL(단말에서 기지국으로의 통신)은 단말(1720)에서 수신기 기능과 관련하여 기술된 것과 유사한 방식으로 기지국(1710)에서 처리된다. 각각의 Tx/Rx 모듈(1725)는 각각의 안테나(1726)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 반송파 및 정보를 RX 프로세서(1723)에 제공한다. 프로세서 (1721)는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리 (1724)와 관련될 수 있다. 메모리는 컴퓨터 판독 가능 매체로서 지칭될 수 있다.
본 발명이 적용되는 통신 시스템 예
본 명세서에 개시된 구성은 이로 제한되는 것은 아니지만, 본 명세서에 개시된 본 발명의 다양한 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 기기들간에 무선 통신/연결(예, 5G)을 필요로 하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 예시한다. 이하의 도면/설명에서 동일한 도면 부호는 다르게 기술하지 않는 한, 동일하거나 대응되는 하드웨어 블록, 소프트웨어 블록 또는 기능 블록을 예시할 수 있다.
도 18은 본 발명에 적용될 수 있는 통신 시스템(10000)을 예시한다.
도 18을 참조하면, 본 발명에 적용되는 통신 시스템(10000)은 무선 기기, 기지국 및 네트워크를 포함한다. 여기서, 무선 기기는 무선 접속 기술(예, 5G NR(New RAT), LTE(Long Term Evolution))을 이용하여 통신을 수행하는 기기를 의미하며, 통신/무선/5G 기기로 지칭될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(10000a), 차량(10000b-1, 10000b-2), XR(eXtended Reality) 기기(10000c), 휴대 기기(Hand-held device)(10000d), 가전(10000e), IoT(Internet of Thing) 기기(10000f), AI기기/서버(40000)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 무선 통신 기능이 구비된 차량, 자율 주행 차량, 차량간 통신을 수행할 수 있는 차량 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량은 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)(예, 드론)를 포함할 수 있다. XR 기기는 AR(Augmented Reality)/VR(Virtual Reality)/MR(Mixed Reality) 기기를 포함하며, HMD(Head-Mounted Device), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 컴퓨터(예, 노트북 등) 등을 포함할 수 있다. 가전은 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함할 수 있다. IoT 기기는 센서, 스마트미터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국, 네트워크는 무선 기기로도 구현될 수 있으며, 특정 무선 기기(20000a)는 다른 무선 기기에게 기지국/네트워크 노드로 동작할 수도 있다.
무선 기기(10000a~10000f)는 기지국(20000)을 통해 네트워크(30000)와 연결될 수 있다. 무선 기기(10000a~10000f)에는 AI(Artificial Intelligence) 기술이 적용될 수 있으며, 무선 기기(10000a~10000f)는 네트워크(30000)를 통해 AI 서버(40000)와 연결될 수 있다. 네트워크(30000)는 3G 네트워크, 4G(예, LTE) 네트워크 또는 5G(예, NR) 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다. 무선 기기(10000a~10000f)는 기지국(20000)/네트워크(30000)를 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국/네트워크를 통하지 않고 직접 통신(e.g. 사이드링크 통신(sidelink communication))할 수도 있다. 예를 들어, 차량들(10000b-1, 10000b-2)은 직접 통신(e.g. V2V(Vehicle to Vehicle)/V2X(Vehicle to everything) communication)을 할 수 있다. 또한, IoT 기기(예, 센서)는 다른 IoT 기기(예, 센서) 또는 다른 무선 기기(10000a~10000f)와 직접 통신을 할 수 있다.
무선 기기(10000a~10000f)/기지국(20000), 기지국(20000)/기지국(20000) 간에는 무선 통신/연결(15000a, 15000b, 15000c)이 이뤄질 수 있다. 여기서, 무선 통신/연결은 상향/하향링크 통신(15000a)과 사이드링크 통신(15000b)(또는, D2D 통신), 기지국간 통신(15000c)(e.g. relay, IAB(Integrated Access Backhaul)과 같은 다양한 무선 접속 기술(예, 5G NR)을 통해 이뤄질 수 있다. 무선 통신/연결(15000a, 15000b, 15000c)을 통해 무선 기기와 기지국/무선 기기, 기지국과 기지국은 서로 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신/연결(15000a, 15000b, 15000c)은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 송신/수신할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 다양한 제안들에 기반하여, 무선 신호의 송신/수신을 위한 다양한 구성정보 설정 과정, 다양한 신호 처리 과정(예, 채널 인코딩/디코딩, 변조/복조, 자원 매핑/디매핑 등), 자원 할당 과정 등 중 적어도 일부가 수행될 수 있다.
본 발명이 적용되는 무선 기기 예
도 19는 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 19를 참조하면, 제1 무선 기기(1910)와 제2 무선 기기(1920)는 다양한 무선 접속 기술(예, LTE, NR)을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, {제1 무선 기기(1910), 제2 무선 기기(1920)}은 도 18의 {무선 기기(10000x), 기지국(20000)} 및/또는 {무선 기기(10000x), 무선 기기(10000x)}에 대응할 수 있다.
제1 무선 기기(1910) 하나 이상의 프로세서(1912) 및 하나 이상의 메모리(1914)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(1916) 및/또는 하나 이상의 안테나(1918)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(1912)는 메모리(1914) 및/또는 송수신기(1916)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1912)는 메모리(1914) 내의 정보를 처리하여 제1 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(1916)을 통해 제1 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(1912)는 송수신기(1916)를 통해 제2 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제2 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(1914)에 저장할 수 있다. 메모리(1914)는 프로세서(1912)와 연결될 수 있고, 프로세서(1912)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1914)는 프로세서(1912)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(1912)와 메모리(1914)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(1916)는 프로세서(1912)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(1918)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(1916)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(1916)는 RF(Radio Frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
제2 무선 기기(1920)는 하나 이상의 프로세서(1922), 하나 이상의 메모리(1924)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(1926) 및/또는 하나 이상의 안테나(1928)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(1922)는 메모리(1924) 및/또는 송수신기(1926)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1922)는 메모리(1924) 내의 정보를 처리하여 제3 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(1926)를 통해 제3 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(1922)는 송수신기(1926)를 통해 제4 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제4 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(1924)에 저장할 수 있다. 메모리(1924)는 프로세서(1922)와 연결될 수 있고, 프로세서(1922)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1924)는 프로세서(202)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(1922)와 메모리(1924)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(1926)는 프로세서(1922)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(1928)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(1926)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다 송수신기(1926)는 RF 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
이하, 무선 기기(1910, 1920)의 하드웨어 요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 하나 이상의 프로토콜 계층이 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)는 하나 이상의 계층(예, PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC, SDAP와 같은 기능적 계층)을 구현할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 하나 이상의 PDU(Protocol Data Unit) 및/또는 하나 이상의 SDU(Service Data Unit)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)는 본 문서에 개시된 기능, 절차, 제안 및/또는 방법에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 포함하는 신호(예, 베이스밴드 신호)를 생성하여, 하나 이상의 송수신기(1916, 1926)에게 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)는 하나 이상의 송수신기(1916, 1926)로부터 신호(예, 베이스밴드 신호)를 수신할 수 있고, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 획득할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(1912, 1922)는 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 하나 이상의 DSP(Digital Signal Processor), 하나 이상의 DSPD(Digital Signal Processing Device), 하나 이상의 PLD(Programmable Logic Device) 또는 하나 이상의 FPGA(Field Programmable Gate Arrays)가 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)에 포함될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있고, 펌웨어 또는 소프트웨어는 모듈, 절차, 기능 등을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 수행하도록 설정된 펌웨어 또는 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)에 포함되거나, 하나 이상의 메모리(1914, 1924)에 저장되어 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)에 의해 구동될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 코드, 명령어 및/또는 명령어의 집합 형태로 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다.
하나 이상의 메모리(1914, 1924)는 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)와 연결될 수 있고, 다양한 형태의 데이터, 신호, 메시지, 정보, 프로그램, 코드, 지시 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 하나 이상의 메모리(1914, 1924)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 레지스터, 캐쉬 메모리, 컴퓨터 판독 저장 매체 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 메모리(1914, 1924)는 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(1914, 1924)는 유선 또는 무선 연결과 같은 다양한 기술을 통해 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)와 연결될 수 있다.
하나 이상의 송수신기(1916, 1926)는 하나 이상의 다른 장치에게 본 문서의 방법들 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 전송할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(1916, 1926)는 하나 이상의 다른 장치로부터 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송수신기(1916, 1926)는 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)와 연결될 수 있고, 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)는 하나 이상의 송수신기(1916, 1926)가 하나 이상의 다른 장치에게 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)는 하나 이상의 송수신기(1916, 1926)가 하나 이상의 다른 장치로부터 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송수신기(1916, 1926)는 하나 이상의 안테나(1918, 1928)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 송수신기(1916, 1926)는 하나 이상의 안테나(1918, 1928)를 통해 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 송수신하도록 설정될 수 있다. 본 문서에서, 하나 이상의 안테나는 복수의 물리 안테나이거나, 복수의 논리 안테나(예, 안테나 포트)일 수 있다. 하나 이상의 송수신기(1916, 1926)는 수신된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)를 이용하여 처리하기 위해, 수신된 무선 신호/채널 등을 RF 밴드 신호에서 베이스밴드 신호로 변환(Convert)할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(1916, 1926)는 하나 이상의 프로세서(1912, 1922)를 이용하여 처리된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 베이스밴드 신호에서 RF 밴드 신호로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 하나 이상의 송수신기(1916, 1926)는 (아날로그) 오실레이터 및/또는 필터를 포함할 수 있다.
본 발명이 적용되는 무선 기기 활용 예
도 20은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다(도 18 참조).
도 20을 참조하면, 무선 기기(1910, 1920)는 도 19의 무선 기기(1910,1920)에 대응하며, 다양한 요소(element), 성분(component), 유닛/부(unit), 및/또는 모듈(module)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(1910, 1920)는 통신부(2010), 제어부(2020), 메모리부(2030) 및 추가 요소(2040)를 포함할 수 있다. 통신부는 통신 회로(2012) 및 송수신기(들)(2114)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(2012)는 도 19의 하나 이상의 프로세서(1912,1922) 및/또는 하나 이상의 메모리(1914,1924) 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(2014)는 도 19의 하나 이상의 송수신기(1916,1926) 및/또는 하나 이상의 안테나(1918,1928)을 포함할 수 있다. 제어부(2020)는 통신부(2010), 메모리부(2030) 및 추가 요소(2040)와 전기적으로 연결되며 무선 기기의 제반 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(2020)는 메모리부(2030)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보에 기반하여 무선 기기의 전기적/기계적 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(2020)는 메모리부(2030)에 저장된 정보를 통신부(2010)을 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로 무선/유선 인터페이스를 통해 전송하거나, 통신부(2010)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로부터 무선/유선 인터페이스를 통해 수신된 정보를 메모리부(2030)에 저장할 수 있다.
추가 요소(2040)는 무선 기기의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가 요소(2040)는 파워 유닛/배터리, 입출력부(I/O unit), 구동부 및 컴퓨팅부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(도 18, 10000a), 차량(도 18, 10000b-1, 10000b-2), XR 기기(도 18, 10000c), 휴대 기기(도 18, 10000d), 가전(도 18, 10000e), IoT 기기(도 18, 10000f), 디지털 방송용 단말, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, AI 서버/기기(도 18, 40000), 기지국(도 18, 20000), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.
도 20에서 무선 기기(1910, 1920) 내의 다양한 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 전체가 유선 인터페이스를 통해 상호 연결되거나, 적어도 일부가 통신부(2010)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(1910, 1920) 내에서 제어부(2020)와 통신부(2010)는 유선으로 연결되며, 제어부(2020)와 제1 유닛(예, 2030, 2040)은 통신부(2010)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 무선 기기(1910, 1920) 내의 각 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(2020)는 하나 이상의 프로세서 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(2020)는 통신 제어 프로세서, 어플리케이션 프로세서(Application processor), ECU(Electronic Control Unit), 그래픽 처리 프로세서, 메모리 제어 프로세서 등의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리부(2030)는 RAM(Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리(flash memory), 휘발성 메모리(volatile memory), 비-휘발성 메모리(non-volatile memory) 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
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 발명은 3GPP LTE/LTE-A/NR 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/LTE-A/NR 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.
Claims (19)
- 무선 통신 시스템에서 상향링크(Uplink, UL) 전송을 수행하는 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 방법은,
기지국으로부터, 빔 실패 감지(detection) 및 빔 실패 복구(recovery)에 대한 설정 정보를 RRC 시그널링을 통해 수신하는 단계;
상기 기지국으로부터, 기준 신호(Reference Signal, RS)를 수신하는 단계;
상기 RS에 대한 빔 실패가 감지되면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 빔 복구 요청(Beam Failure Recovery Request, BFRQ)을 위한 PRACH(Physical Random Access Channel)를 상기 기지국으로 전송하는 단계;
상기 기지국으로부터, 상기 PRACH에 대한 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 수신하는 단계,
상기 DCI는 상기 PRACH에 대한 응답을 검색하는 빔 복구(Beam Failure Recovery, BFR) 검색 공간 내에서 수신되고; 및
상기 기지국으로, 상기 DCI에 기초하여 상향링크 전송을 수행하는 단계; 를 포함하고,
상기 상향링크는, 상기 PRACH의 전송에 사용한 공간 필터(Spatial Filter)와 동일한 공간 필터를 이용하여 전송되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 상향링크는, 상기 PRACH를 전송하는 컴포넌트 캐리어(Component Carrier, CC) 또는 대역폭 부분(Bandwidth Part, BWP)과 동일한 CC 또는 동일한 BWP 상에서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1항에 있어서, PRACH를 상기 기지국으로 전송하는 단계는,
한 번 이상 수신한 RS의 빔 실패 횟수를 카운팅 하는 단계,
상기 빔 실패 횟수는, 상기 한번 이상 수신한 RS의 수신 품질이 기 설정된 기준 값 이하일 때의 횟수이고;
빔 실패 횟수가 기 설정된 값 이상이면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 BFRQ를 위한 PRACH를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 인 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 상향링크는, 기 설정된 복수의 자원들 중 일부 자원을 이용하여 전송되는 PUCCH이고,
상기 일부 자원은 상기 단말의 능력에 기초하여 설정되거나 상기 기지국으로부터 수신되는 지시 정보에 의해 설정 받는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 DCI는, SRS(Sounding Reference Signal) 트리거 요청을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 상향링크는, 상기 DCI에 대한 HARQ-ACK/NACK 정보를 포함하는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 인 것을 특징으로 하는 방법. - 제 6항에 있어서,
상기 DCI의 포맷은 DCI 포맷 1_0 또는 DCI 포맷 1_1인 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 상향링크는, PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)인 것을 특징으로 하는 방법. - 제 8항에 있어서,
상기 DCI의 포맷은 DCI 포맷 0_0 또는 DCI 포맷 0_1인 것을 특징으로 하는 방법. - 무선 통신 시스템에서 상향링크(Uplink, UL)전송을 수행하는 단말에 있어서,
무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 모듈; 및
상기 RF 모듈과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
기지국으로부터, 빔 실패 감지(detection) 및 빔 실패 복구(recovery)에 대한 설정 정보를 RRC 시그널링을 통해 수신하고,
상기 기지국으로부터, 기준 신호(Reference Signal, RS)를 수신하고,
상기 RS에 대한 빔 실패가 감지되면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 빔 복구 요청(Beam Failure Recovery Request, BFRQ)을 위한 PRACH(Physical Random Access Channel)를 상기 기지국으로 전송하고,
상기 기지국으로부터, 상기 PRACH에 대한 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 수신하고,
상기 DCI는 상기 PRACH에 대한 응답을 검색하는 빔 복구(Beam Failure Recovery, BFR) 검색 공간 내에서 수신되고,
상기 기지국으로, 상기 DCI에 기초하여 상향링크 전송을 수행하며,
상기 상향링크는, 상기 PRACH의 전송에 사용한 공간 필터(Spatial Filter)와 동일한 공간 필터를 이용하여 전송되는 것을 특징으로 하는 단말. - 제 10항에 있어서,
상기 상향링크는, 상기 PRACH를 전송하는 컴포넌트 캐리어(Component Carrier, CC) 또는 대역폭 부분(Bandwidth Part, BWP)과 동일한 CC 또는 동일한 BWP 상에서 전송되는 것을 특징으로 하는 단말. - 제 10항에 있어서, 상기 프로세서는,
한 번 이상 수신한 RS의 빔 실패 횟수를 카운팅 하는 단계,
상기 빔 실패 횟수는, 상기 한번 이상 수신한 RS의 수신 품질이 기 설정된 기준 값 이하일 때의 횟수이고;
빔 실패 횟수가 기 설정된 값 이상이면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 BFRQ를 위한 PRACH를 상기 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 단말. - 제 10항에 있어서,
상기 상향링크는, 기 설정된 복수의 자원들 중 일부 자원을 이용하여 전송되는 PUCCH이고,
상기 일부 자원은 상기 단말의 능력에 기초하여 설정되거나 상기 기지국으로부터 수신되는 지시 정보에 의해 설정 받는 것을 특징으로 하는 단말. - 제 10항에 있어서,
상기 DCI는, SRS(Sounding Reference Signal) 트리거 요청을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말. - 제 10항에 있어서,
상기 상향링크는, 상기 DCI에 대한 HARQ-ACK/NACK 정보를 포함하는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 인 것을 특징으로 하는 단말. - 제 15항에 있어서,
상기 DCI의 포맷은 DCI 포맷 1_0 또는 DCI 포맷 1_1인 것을 특징으로 하는 단말. - 제 10항에 있어서,
상기 상향링크는, PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)인 것을 특징으로 하는 단말. - 제 17항에 있어서,
상기 DCI의 포맷은 DCI 포맷 0_0 또는 DCI 포맷 0_1인 것을 특징으로 하는 단말. - 무선 통신 시스템에서 상향링크(Uplink, UL) 전송을 수신하는 방법에 있어서, 기지국에 의해 수행되는 방법은,
단말로 빔 실패 감지(detection) 및 빔 실패 복구(recovery)에 대한 설정 정보를 RRC 시그널링을 통해 전송하는 단계;
상기 단말로, 기준 신호(Reference Signal, RS)를 전송하는 단계;
상기 RS에 대한 빔 실패가 감지되면, 상기 설정 정보에 기초하여, 수신 품질이 기 설정된 임계 값 이상인 새로운 빔 RS와 연관된 빔 복구 요청(Beam Failure Recovery Request, BFRQ)을 위한 PRACH(Physical Random Access Channel)를 상기 단말로부터 수신하는 단계;
상기 단말로, 상기 PRACH에 대한 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 전송하는 단계,
상기 DCI는 상기 PRACH에 대한 응답을 검색하는 빔 복구(Beam Failure Recovery, BFR) 검색 공간 내에서 전송되고; 및
상기 단말로부터, 상기 DCI에 기초하여 상향링크 전송을 수신하는 단계; 를 포함하고,
상기 상향링크는, 상기 PRACH의 전송에 사용한 공간 필터(Spatial Filter)와 동일한 공간 필터를 이용하여 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
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| 3GPP R1-1712300* * |
| 3GPP R1-1719534* * |
| 3GPP R1-1720182* * |
| 3GPP R1-1806508* * |
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| 3GPP R1-1809237* * |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2022158846A1 (ko) * | 2021-01-22 | 2022-07-28 | 엘지전자 주식회사 | 무선 통신 시스템에서 빔 실패 복구 절차를 수행하기 위한 방법 및 그 장치 |
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