KR20200086217A

KR20200086217A - 비지상 네트워크를 이용하여 통신을 수행하는 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20200086217A
Application number: KR1020190174887A
Authority: KR
Inventors: 홍성표; 김기태
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2020-07-16

Abstract

본 개시는 비지상 네트워크를 이용하여 단말과 기지국이 통신을 수행하는 기술에 관한 것이다. 본 실시예들은 비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network; NTN)를 이용하여 단말이 통신을 수행하는 방법에 있어서, 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 구성정보를 기지국으로부터 수신하는 단계와 구성정보를 이용하여 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건을 만족하는지 판단하는 단계 및 트리거 조건을 만족하는 경우, 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작을 수행하는 단계를 포함하는 방법 및 장치를 제공한다.

Description

비지상 네트워크를 이용하여 통신을 수행하는 방법 및 그 장치{METHODS FOR COMMUNICATING USING NON-TERRESTRIAL NETWORK AND APPARATUSES THEREOF}

본 개시는 비지상 네트워크를 이용하여 단말과 기지국이 통신을 수행하는 기술에 관한 것이다.

스마트 폰 등의 보급 증가와 무선 통신 기기의 다양한 활용에 따라서 무선통신 기술을 이용한 데이터 송수신 양이 급증하고 있다. 또한, 낮은 레이턴시의 중요성이 부각되면서, LTE 기술 이후의 차세대 무선통신 기술(New RAT)에 대한 개발이 진행되고 있다.

아울러, 무선통신 기술을 이용하여 통신을 수행하는 단말이 급증하고 있으며, 다양한 환경 및 위치에서의 통신 수요가 증가되고 있다. 이러한 상황에서 보다 넓은 커버리지를 제공하고 유선으로 연결되는 기지국이 구축될 수 없는 환경에서도 통신 서비스를 제공할 필요성이 제기되고 있다.

이를 위해서, 지상에 구축되는 기지국이 아닌 공중에서 무선으로 코어망과 연계되는 비지상 네트워크에 대한 연구가 진행되고 있다. 비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network)란 HAPS(High Altitude Platform)과 같은 airborne vehicles 또는 위성과 같은 spaceborne vehicle을 전송을 위해 사용하는 네트워크 또는 네트워크의 세그먼트를 나타낸다.

또한, 차세대 무선통신 기술에서는 단말에 보다 효율적인 통신 서비스를 제공하기 위해서, 빔 관련 기술이 적용된다.

다만, 비지상 네트워크의 경우에 단말과 기지국(위성 등 네트워크 노드)의 거리가 매우 멀기 때문에 빔 관련 기술을 적용할 경우에 빔 복구, 셀 변경 등을 위한 지상 기지국과는 차별되는 별도의 프로토콜에 대한 정의가 요구된다.

본 실시예들은 비지상 네트워크를 이용하여 단말과 네트워크 노드가 통신을 수행하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

일 측면에서, 본 실시예들은 비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network; NTN)를 이용하여 단말이 통신을 수행하는 방법에 있어서, 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 구성정보를 기지국으로부터 수신하는 단계와 구성정보를 이용하여 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건을 만족하는지 판단하는 단계 및 트리거 조건을 만족하는 경우, 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작을 수행하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

다른 측면에서, 본 실시예들은 비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network; NTN)를 이용하여 기지국이 통신을 수행하는 방법에 있어서, 단말의 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 구성정보를 단말로 전송하는 단계 및 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건이 만족되면, 단말과 랜덤 액세스 동작을 수행하는 단계를 포함하되, 단말은 구성정보를 이용하여 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건의 만족 여부를 판단하는 방법을 제공한다.

또 다른 측면에서, 본 실시예들은 비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network; NTN)를 이용하여 통신을 수행하는 단말에 있어서, 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 구성정보를 기지국으로부터 수신하는 수신부 및 구성정보를 이용하여 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건을 만족하는지 판단하고, 트리거 조건을 만족하는 경우, 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작을 수행하는 제어부를 포함하는 단말 장치를 제공한다.

또 다른 측면에서, 본 실시예들은 비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network; NTN)를 이용하여 통신을 수행하는 기지국에 있어서, 단말의 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 구성정보를 단말로 전송하는 송신부 및 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건이 만족되면, 단말과 랜덤 액세스 동작을 수행하는 제어부를 포함하되, 단말은 구성정보를 이용하여 상기 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건의 만족 여부를 판단하는 기지국 장치를 제공한다.

본 실시예들에 의하면, 비지상 네트워크를 이용하여 단말과 기지국이 효율적으로 통신을 수행하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 실시예가 적용될 수 있는 NR 무선 통신 시스템에 대한 구조를 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예가 적용될 수 있는 NR 시스템에서의 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술이 지원하는 자원 그리드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술이 지원하는 대역폭 파트를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술에서의 동기 신호 블록을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술에서의 랜덤 액세스 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 CORESET에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 서로 다른 서브캐리어 스페이싱을 심볼 레벨에서 정렬한 예시를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 실시예가 적용될 수 있는 NTN 시나리오를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 실시예가 적용될 수 있는 NTN 플랫폼의 유형을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 실시예가 적용될 수 있는 NTN 위성 빔의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 단말 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 기지국 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 위성 궤도 정보를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 위성 궤도 정보의 파라미터 값을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 실시예에 따른 빔 변경에 따른 빔 실패 검출 듀레이션을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 단말 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 기지국 구성을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.

또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.

구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.

구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.

본 명세서에서의 무선 통신 시스템은 음성, 데이터 패킷 등과 같은 다양한 통신 서비스를 무선자원을 이용하여 제공하기 위한 시스템을 의미하며, 단말과 기지국 또는 코어 네트워크 등을 포함할 수 있다.

이하에서 개시하는 본 실시예들은 다양한 무선 접속 기술을 사용하는 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예들은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(timedivision multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(singlecarrier frequency division multiple access) 또는 NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 다양한 무선 접속 기술에 적용될 수 있다. 또한, 무선 접속 기술은 특정 접속 기술을 의미하는 것뿐만 아니라 3GPP, 3GPP2, WiFi, Bluetooth, IEEE, ITU 등 다양한 통신 협의기구에서 제정하는 각 세대 별 통신 기술을 의미할 수 있다. 예를 들어, CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced datarates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical andelectronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTSterrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. 이와 같이 본 실시예들은 현재 개시되거나 상용화된 무선 접속 기술에 적용될 수 있고, 현재 개발 중이거나 향후 개발될 무선 접속 기술에 적용될 수도 있다.

한편, 본 명세서에서의 단말은 무선 통신 시스템에서 기지국과 통신을 수행하는 무선 통신 모듈을 포함하는 장치를 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA, LTE, NR, HSPA 및 IMT-2020(5G 또는 New Radio) 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선 기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 단말은 사용 형태에 따라 스마트 폰과 같은 사용자 휴대 기기가 될 수도 있고, V2X 통신 시스템에서는 차량, 차량 내의 무선 통신 모듈을 포함하는 장치 등을 의미할 수도 있다. 또한, 기계 형태 통신(Machine Type Communication) 시스템의 경우에 기계 형태 통신이 수행되도록 통신 모듈을 탑재한 MTC 단말, M2M 단말, URLLC 단말 등을 의미할 수도 있다.

본 명세서의 기지국 또는 셀은 네트워크 측면에서 단말과 통신하는 종단을 지칭하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), gNB(gNode-B), LPN(Low Power Node), 섹터(Sector), 싸이트(Site), 다양한 형태의 안테나, BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 포인트(예를 들어, 송신포인트, 수신포인트, 송수신포인트), 릴레이 노드(Relay Node), 메가 셀, 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀, RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), 스몰 셀(small cell) 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다. 또한, 셀은 주파수 도메인에서의 BWP(Bandwidth Part)를 포함하는 의미일 수 있다. 예를 들어, 서빙 셀은 단말의 Activation BWP를 의미할 수 있다.

앞서 나열된 다양한 셀은 하나 이상의 셀을 제어하는 기지국이 존재하므로 기지국은 두 가지 의미로 해석될 수 있다. 1) 무선 영역과 관련하여 메가 셀, 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀, 스몰 셀(small cell)을 제공하는 장치 그 자체이거나, 2) 무선 영역 그 자체를 지시할 수 있다. 1)에서 소정의 무선 영역을 제공하는 장치들이 동일한 개체에 의해 제어되거나 무선 영역을 협업으로 구성하도록 상호 작용하는 모든 장치들을 모두 기지국으로 지시한다. 무선 영역의 구성 방식에 따라 포인트, 송수신 포인트, 송신 포인트, 수신 포인트 등은 기지국의 일 실시 예가 된다. 2)에서 사용자 단말의 관점 또는 이웃하는 기지국의 입장에서 신호를 수신하거나 송신하게 되는 무선 영역 그 자체를 기지국으로 지시할 수도 있다.

본 명세서에서 셀(Cell)은 송수신 포인트로부터 전송되는 신호의 커버리지 또는 송수신 포인트(transmission point 또는 transmission/reception point)로부터 전송되는 신호의 커버리지를 가지는 요소 반송파(component carrier), 그 송수신 포인트 자체를 의미할 수 있다.

상향링크(Uplink, UL, 또는 업링크)는 단말에 의해 기지국으로 데이터를 송수신하는 방식을 의미하며, 하향링크(Downlink, DL, 또는 다운링크)는 기지국에 의해 단말로 데이터를 송수신하는 방식을 의미한다. 하향링크(downlink)는 다중 송수신 포인트에서 단말로의 통신 또는 통신 경로를 의미할 수 있으며, 상향링크(uplink)는 단말에서 다중 송수신 포인트로의 통신 또는 통신 경로를 의미할 수 있다. 이때, 하향링크에서 송신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 또한, 상향링크에서 송신기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있다.

상향링크와 하향링크는, PDCCH(Physical Downlink Control CHannel), PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 등과 같은 제어 채널을 통하여 제어 정보를 송수신하고, PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel), PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 등과 같은 데이터 채널을 구성하여 데이터를 송수신한다.이하에서는 PUCCH, PUSCH, PDCCH 및 PDSCH 등과 같은 채널을 통해 신호가 송수신되는 상황을 'PUCCH, PUSCH, PDCCH 및 PDSCH를 전송, 수신한다'는 형태로 표기하기도 한다.

설명을 명확하게 하기 위해, 이하에서는 본 기술 사상을 3GPP LTE/LTE-A/NR(New RAT) 통신 시스템을 위주로 기술하지만 본 기술적 특징이 해당 통신 시스템에 제한되는 것은 아니다.

3GPP에서는 4G(4th-Generation) 통신 기술에 대한 연구 이후에 ITU-R의 차세대 무선 접속 기술의 요구사항에 맞추기 위한 5G(5th-Generation)통신 기술을 개발한다. 구체적으로, 3GPP는 5G 통신 기술로 LTE-Advanced 기술을 ITU-R의 요구사항에 맞추어 향상 시킨 LTE-A pro와 4G 통신 기술과는 별개의 새로운 NR 통신 기술을 개발한다. LTE-A pro와 NR은 모두 5G 통신 기술을 의미하는 것으로, 이하에서는 특정 통신 기술을 특정하는 경우가 아닌 경우에 NR을 중심으로 5G 통신 기술을 설명한다.

NR에서의 운영 시나리오는 기존 4G LTE의 시나리오에서 위성, 자동차, 그리고 새로운 버티컬 등에 대한 고려를 추가하여 다양한 동작 시나리오를 정의하였으며, 서비스 측면에서 eMBB(Enhanced Mobile Broadband) 시나리오, 높은 단말 밀도를 가지되 넓은 범위에 전개되어 낮은 데이터 레이트(data rate)와 비동기식 접속이 요구되는 mMTC(Massive Machine Communication) 시나리오, 높은 응답성과 신뢰성이 요구되고 고속 이동성을 지원할 수 있는 URLLC(Ultra Reliability and Low Latency) 시나리오를 지원한다.

이러한 시나리오를 만족하기 위해서 NR은 새로운 waveform 및 프레임 구조 기술, 낮은 지연속도(Low latency) 기술, 초고주파 대역(mmWave) 지원 기술, 순방향 호환성(Forward compatible) 제공 기술이 적용된 무선 통신 시스템을 개시한다. 특히, NR 시스템에서는 순방향(Forard) 호환성을 제공하기 위해서 유연성 측면에서 다양한 기술적 변화를 제시하고 있다. NR의 주요 기술적 특징은 아래에서 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 실시예가 적용될 수 있는 NR 시스템에 대한 구조를 간략하게 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, NR 시스템은 5GC(5G Core Network)와 NR-RAN파트로 구분되며, NG-RAN은 사용자 평면(SDAP/PDCP/RLC/MAC/PHY) 및 UE(User Equipment)에 대한 제어 평면(RRC) 프로토콜 종단을 제공하는 gNB와 ng-eNB들로 구성된다.gNB 상호 또는 gNB와 ng-eNB는 Xn 인터페이스를 통해 상호 연결된다. gNB와 ng-eNB는 각각 NG 인터페이스를 통해 5GC로 연결된다. 5GC는 단말 접속 및 이동성 제어 기능 등의 제어 평면을 담당하는 AMF (Access and Mobility Management Function)와 사용자 데이터에 제어 기능을 담당하는 UPF (User Plane Function)를 포함하여 구성될 수 있다. NR에서는 6GHz 이하 주파수 대역(FR1, Frequency Range 1)과 6GHz 이상 주파수 대역(FR2, Frequency Range 2)에 대한 지원을 모두 포함한다.

gNB는 단말로 NR 사용자 평면 및 제어 평면 프로토콜 종단을 제공하는 기지국을 의미하고, ng-eNB는 단말로 E-UTRA 사용자 평면 및 제어 평면 프로토콜 종단을 제공하는 기지국을 의미한다. 본 명세서에서 기재하는 기지국은 gNB및 ng-eNB를 포괄하는 의미로 이해되어야 하며, 필요에 따라 gNB 또는 ng-eNB를 구분하여 지칭하는 의미로 사용될 수도 있다.

NR에서는 하향링크 전송을 위해서 Cyclic prefix를 사용하는 CP-OFDM 웨이브 폼을 사용하고, 상향링크 전송을 위해서 CP-OFDM 또는 DFT-s-OFDM을 사용한다. OFDM 기술은 MIMO(Multiple Input Multiple Output)와 결합이 용이하며, 높은 주파수 효율과 함께 저 복잡도의 수신기를 사용할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

한편, NR에서는 전술한 3가지 시나리오 별로 데이터 속도, 지연속도, 커버리지 등에 대한 요구가 서로 상이하기 때문에 임의의 NR 시스템을 구성하는 주파수 대역을 통해 각각의 시나리오 별 요구사항을 효율적으로 만족시킬 필요가 있다. 이를 위해서, 서로 다른 복수의 뉴머롤러지(numerology) 기반의 무선 자원을 효율적으로 멀티플렉싱(multiplexing)하기 위한 기술이 제안되었다.

구체적으로, NR 전송 뉴머롤러지는 서브캐리어 간격(sub-carrier spacing)과 CP(Cyclic prefix)에 기초하여 결정되며, 아래 표 1과 같이 15kHz를 기준으로 μ 값이 2의 지수 값으로 사용되어 지수적으로 변경된다.

μ	서브캐리어 간격	Cyclic prefix	Supported for data	Supported for synch
0	15	Normal	Yes	Yes
1	30	Normal	Yes	Yes
2	60	Normal, Extended	Yes	No
3	120	Normal	Yes	Yes
4	240	Normal	No	Yes

위 표 1과 같이 NR의 뉴머롤러지는 서브캐리어 간격에 따라 5가지로 구분될 수 있다. 이는 4G 통신 기술 중 하나인 LTE의 서브캐리어 간격이 15kHz로 고정되는 것과는 차이가 있다. 구체적으로, NR에서 데이터 전송을 위해서 사용되는 서브캐리어 간격은 15, 30, 60, 120kHz이고, 동기 신호 전송을 위해서 사용되는 서브캐리어 간격은 15, 30, 120, 240kHz이다. 또한, 확장 CP는 60kHz 서브캐리어 간격에만 적용된다. 한편, NR에서의 프레임 구조(frame structure)는 1ms의 동일한 길이를 가지는 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되는 10ms의 길이를 가지는 프레임(frame)이 정의된다. 하나의 프레임은 5ms의 하프 프레임으로 나뉠 수 있으며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임을 포함한다. 15kHz 서브캐리어 간격의 경우에 하나의 서브프레임은 1개의 슬롯(slot)으로 구성되고, 각 슬롯은 14개의 OFDM 심볼(symbol)로 구성된다.도 2는 본 실시예가 적용될 수 있는 NR 시스템에서의 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 슬롯은 노멀 CP의 경우에 고정적으로 14개의 OFDM 심볼로 구성되나, 슬롯의 시간 도메인에서 길이는 서브캐리어 간격에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 15kHz 서브캐리어 간격을 가지는 뉴머롤러지의 경우에 슬롯은 1ms 길이로 서브프레임과 동일한 길이로 구성된다. 이와 달리, 30kHz 서브캐리어 간격을 가지는 뉴머롤러지의 경우에 슬롯은 14개의 OFDM 심볼로 구성되나, 0.5ms의 길이로 하나의 서브프레임에 두 개의 슬롯이 포함될 수 있다. 즉, 서브프레임과 프레임은 고정된 시간 길이를 가지고 정의되며, 슬롯은 심볼의 개수로 정의되어 서브캐리어 간격에 따라 시간 길이가 달라질 수 있다.

한편, NR은 스케줄링의 기본 단위를 슬롯으로 정의하고, 무선 구간의 전송 지연을 감소시키기 위해서 미니 슬롯(또는 서브 슬롯 또는 non-slot based schedule)도 도입하였다. 넓은 서브캐리어 간격을 사용하면 하나의 슬롯의 길이가 반비례하여 짧아지기 때문에 무선 구간에서의 전송 지연을 줄일 수 있다. 미니 슬롯(또는 서브 슬롯)은 URLLC 시나리오에 대한 효율적인 지원을 위한 것으로 2, 4, 7개 심볼 단위로 스케줄링이 가능하다.

또한, NR은 LTE와 달리 상향링크 및 하향링크 자원 할당을 하나의 슬롯 내에서 심볼 레벨로 정의하였다. HARQ 지연을 줄이기 위해 전송 슬롯 내에서 바로 HARQ ACK/NACK을 송신할 수 있는 슬롯 구조가 정의되었으며, 이러한 슬롯 구조를 자기 포함(self-contained) 구조로 명명하여 설명한다.

NR에서는 총 256개의 슬롯 포맷을 지원할 수 있도록 설계되었으며, 이중 62개의 슬롯 포맷이 3GPP Rel-15에서 사용된다. 또한, 다양한 슬롯의 조합을 통해서 FDD 또는 TDD 프레임을 구성하는 공통 프레임 구조를 지원한다. 예를 들어, 슬롯의 심볼이 모두 하향링크로 설정되는 슬롯 구조와 심볼이 모두 상향링크로 설정되는 슬롯 구조 및 하향링크 심볼과 상향링크 심볼이 결합된 슬롯 구조를 지원한다. 또한, NR은 데이터 전송이 하나 이상의 슬롯에 분산되어 스케줄링됨을 지원한다. 따라서, 기지국은 슬롯 포맷 지시자(SFI, Slot Format Indicator)를 이용하여 단말에 슬롯이 하향링크 슬롯인지, 상향링크 슬롯인지 또는 플렉시블 슬롯인지를 알려줄 수 있다. 기지국은 단말 특정하게(UE-specific) RRC 시그널링을 통해서 구성된 테이블의 인덱스를 SFI를 이용하여 지시함으로써 슬롯 포맷을 지시할 수 있으며, DCI(Downlink Control Information)를 통해서 동적으로 지시하거나 RRC를 통해서 정적 또는 준정적으로 지시할 수도 있다.

NR에서의 물리 자원(physical resource)과 관련하여, 안테나 포트(antenna port), 자원 그리드(resource grid), 자원 요소(resource element), 자원 블록(resource block), 대역폭 파트(bandwidth part) 등이 고려된다.

안테나 포트는 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널이 동일한 안테나 포트 상의 다른 심볼이 운반되는 채널로부터 추론될 수 있도록 정의된다. 하나의 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널의 광범위 특성(large-scale property)이 다른 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널로부터 추론될 수 있는 경우, 2 개의 안테나 포트는 QC/QCL(quasi co-located 혹은 quasi co-location) 관계에 있다고 할 수 있다. 여기에서, 광범위 특성은 지연 확산(Delay spread), 도플러 확산(Doppler spread), 주파수 시프트(Frequency shift), 평균 수신 파워(Average received power) 및 수신 타이밍(Received Timing) 중 하나 이상을 포함한다.

도 3은 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술이 지원하는 자원 그리드를 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 자원 그리드(Resource Grid)는 NR이 동일 캐리어에서 복수의 뉴머롤러지를 지원하기 때문에 각 뉴머롤러지에 따라 자원 그리드가 존재할 수 있다. 또한, 자원 그리드는 안테나 포트, 서브캐리어 간격, 전송 방향에 따라 존재할 수 있다.

자원 블록(resource block)은 12개의 서브캐리어로 구성되며, 주파수 도메인 상에서만 정의된다. 또한, 자원 요소(resource element)는 1개의 OFDM 심볼과 1개의 서브캐리어로 구성된다. 따라서, 도 3에서와 같이 하나의 자원 블록은 서브캐리어 간격에 따라 그 크기가 달라질 수 있다. 또한, NR에서는 자원 블록 그리드를 위한 공통 참조점 역할을 수행하는 "Point A"와 공통 자원 블록, 가상 자원 블록 등을 정의한다.

도 4는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술이 지원하는 대역폭 파트를 설명하기 위한 도면이다.

NR에서는 캐리어 대역폭이 20Mhz로 고정된 LTE와 달리 서브캐리어 간격 별로 최대 캐리어 대역폭이 50Mhz에서 400Mhz로 설정된다. 따라서, 모든 단말이 이러한 캐리어 대역폭을 모두 사용하는 것을 가정하지 않는다. 이에 따라서 NR에서는 도 4에 도시된 바와 같이 캐리어 대역폭 내에서 대역폭 파트(BWP)를 지정하여 단말이 사용할 수 있다. 또한, 대역폭 파트는 하나의 뉴머롤러지와 연계되며 연속적인 공통 자원 블록의 서브 셋으로 구성되고, 시간에 따라 동적으로 활성화 될 수 있다. 단말에는 상향링크 및 하향링크 각각 최대 4개의 대역폭 파트가 구성되고, 주어진 시간에 활성화된 대역폭 파트를 이용하여 데이터가 송수신된다.

페어드 스펙트럼(paired spectrum)의 경우 상향링크 및 하향링크 대역폭 파트가 독립적으로 설정되며, 언페어드 스펙트럼(unpaired spectrum)의 경우 하향링크와 상향링크 동작 간에 불필요한 주파수 리튜닝(re-tunning)을 방지하기 위해서 하향링크와 상향링크의 대역폭 파트가 중심 주파수를 공유할 수 있도록 쌍을 이루어 설정된다.

NR에서 단말은 기지국에 접속하여 통신을 수행하기 위해서 셀 검색 및 랜덤 액세스 절차를 수행한다.

셀 검색은 기지국이 전송하는 동기 신호 블록(SSB, Synchronization Signal Block)를 이용하여 단말이 해당 기지국의 셀에 동기를 맞추고, 물리계층 셀 ID를 획득하며, 시스템 정보를 획득하는 절차이다.

도 5는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술에서의 동기 신호 블록을 예시적으로 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, SSB는 각각 1개 심볼 및 127개 서브 캐리어를 점유하는 PSS(primarysynchronization signal) 및 SSS(secondary synchronization signal) 및 3개의 OFDM 심볼 및 240 개의 서브캐리어에 걸쳐있는 PBCH로 구성된다.

단말은 시간 및 주파수 도메인에서 SSB를 모니터링하여 SSB를 수신한다.

SSB는 5ms 동안 최대 64번 전송될 수 있다. 다수의 SSB는 5ms 시간 내에서 서로 다른 전송 빔으로 전송되며, 단말은 전송에 사용되는 특정 하나의 빔을 기준으로 볼 때에는 20ms의 주기마다 SSB가 전송된다고 가정하고 검출을 수행한다. 5ms 시간 내에서 SSB 전송에 사용할 수 있는 빔의 개수는 주파수 대역이 높을수록 증가할 수 있다. 예를 들어, 3GHz 이하에서는 최대 4개의 SSB 빔 전송이 가능하며, 3~6GHz까지의 주파수 대역에서는 최대 8개, 6GHz 이상의 주파수 대역에서는 최대 64개의 서로 다른 빔을 사용하여 SSB를 전송할 수 있다.

SSB는 하나의 슬롯에 두 개가 포함되며, 서브캐리어 간격에 따라 아래와 같이 슬롯 내에서의 시작 심볼과 반복 횟수가 결정된다.

한편, SSB는 종래 LTE의 SS와 달리 캐리어 대역폭의 센터 주파수에서 전송되지 않는다. 즉, SSB는 시스템 대역의 중심이 아닌 곳에서도 전송될 수 있고, 광대역 운영을 지원하는 경우 주파수 도메인 상에서 복수의 SSB가 전송될 수 있다. 이에 따라서, 단말은 SSB를 모니터링 하는 후보 주파수 위치인 동기 래스터(synchronization raster)를 이용하여 SSB를 모니터링 한다. 초기 접속을 위한 채널의 중심 주파수 위치 정보인 캐리어래스터(carrier raster)와 동기 래스터는 NR에서 새롭게 정의되었으며, 동기 래스터는 캐리어래스터에 비해서, 주파수 간격이 넓게 설정되어 있어서, 단말의 빠른 SSB 검색을 지원할 수 있다.

단말은 SSB의 PBCH를 통해서 MIB를 획득할 수 있다. MIB(Master Information Block)는 단말이 네트워크가 브로드캐스팅 하는 나머지 시스템 정보(RMSI, Remaining Minimum System Information)를 수신하기 위한 최소 정보를 포함한다. 또한, PBCH는 시간 도메인 상에서의 첫 번째 DM-RS 심볼의 위치에 대한 정보, SIB1을 단말이 모니터링하기 위한 정보(예를 들어, SIB1 뉴머롤러지 정보, SIB1 CORESET에 관련된 정보, 검색 공간 정보, PDCCH 관련 파라미터 정보 등), 공통 자원 블록과 SSB 사이의 오프셋 정보(캐리어 내에서의 절대 SSB의 위치는 SIB1을 통해서 전송) 등을 포함할 수 있다. 여기서, SIB1 뉴머롤러지 정보는 단말이 셀 검색 절차를 완료한 이후에 기지국에 접속하기 위한 랜덤 액세스 절차에서 사용되는 일부 메시지에서도 동일하게 적용된다. 예를 들어, 랜덤 액세스 절차를 위한 메시지 1 내지 4 중 적어도 하나에 SIB1의 뉴머롤러지 정보가 적용될 수 있다.

전술한 RMSI는 SIB1(System Information Block 1)을 의미할 수 있으며, SIB1은 셀에서 주기적으로(ex, 160ms) 브로드캐스팅 된다. SIB1은 단말이 초기 랜덤 액세스 절차를 수행하는데 필요한 정보를 포함하며, PDSCH를 통해서 주기적으로 전송된다. 단말이 SIB1을 수신하기 위해서는 PBCH를 통해서 SIB1 전송에 사용되는 뉴머롤러지 정보, SIB1의 스케줄링에 사용되는 CORESET(Control Resource Set) 정보를 수신해야 한다. 단말은 CORESET 내에서 SI-RNTI를 이용하여 SIB1에 대한 스케줄링 정보를 확인하고, 스케줄링 정보에 따라 SIB1을 PDSCH 상에서 획득한다. SIB1을 제외한 나머지 SIB들은 주기적으로 전송될 수도 있고, 단말의 요구에 따라 전송될 수도 있다.

도 6는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술에서의 랜덤 액세스 절차를 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 셀 검색이 완료되면 단말은 기지국으로 랜덤 액세스를 위한 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다. 랜덤 액세스 프리앰블은 PRACH를 통해서 전송된다. 구체적으로, 랜덤 액세스 프리앰블은 주기적으로 반복되는 특정 슬롯에서 연속된 무선 자원으로 구성되는 PRACH를 통해서 기지국으로 전송된다. 일반적으로, 단말이 셀에 초기 접속하는 경우에 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행되며, 빔 실패 복구(BFR, Beam Failure Recovery)를 위해서 랜덤 액세스를 수행하는 경우에는 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 수행된다.

단말은 전송한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답을 수신한다. 랜덤 액세스 응답에는 랜덤 액세스 프리앰블식별자(ID), UL Grant (상향링크 무선자원), 임시 C-RNTI(Temporary Cell - Radio Network Temporary Identifier) 그리고 TAC(Time Alignment Command) 이 포함될 수 있다. 하나의 랜덤 액세스 응답에는 하나 이상의 단말들을 위한 랜덤 액세스 응답 정보가 포함될 수 있기 때문에, 랜덤 액세스 프리앰블식별자는 포함된 UL Grant, 임시 C-RNTI 그리고 TAC가 어느 단말에게 유효한지를 알려주기 위하여 포함될 수 있다. 랜덤 액세스 프리앰블식별자는 기지국이 수신한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한식별자일 수 있다. TAC는 단말이 상향 링크 동기를 조정하기 위한 정보로서 포함될 수 있다. 랜덤 액세스 응답은 PDCCH상의 랜덤 액세스 식별자, 즉 RA-RNTI(Random Access - Radio Network Temporary Identifier)에 의해지시될 수 있다.

유효한 랜덤 액세스 응답을 수신한 단말은 랜덤 액세스 응답에 포함된 정보를 처리하고, 기지국으로스케줄링된 전송을 수행한다. 예를 들어, 단말은 TAC을 적용시키고, 임시 C-RNTI를 저장한다. 또한, UL Grant를 이용하여, 단말의 버퍼에 저장된 데이터 또는 새롭게 생성된 데이터를 기지국으로 전송한다. 이 경우 단말을 식별할 수 있는 정보가 포함되어야 한다.

마지막으로 단말은 경쟁 해소를 위한 하향링크 메시지를 수신한다.

NR에서의 하향링크 제어채널은 1~3 심볼의 길이를 가지는 CORESET(Control Resource Set)에서 전송되며, 상/하향 스케줄링 정보와 SFI(Slot format Index), TPC(Transmit Power Control) 정보 등을 전송한다.

이와 같이 NR에서는 시스템의 유연성을 확보하기 위해서, CORESET 개념을 도입하였다. CORESET(Control Resource Set)은 하향링크 제어 신호를 위한 시간-주파수 자원을 의미한다. 단말은 CORESET 시간-주파수 자원에서 하나 이상의 검색 공간을 사용하여 제어 채널 후보를 디코딩할 수 있다. CORESET 별 QCL(Quasi CoLocation) 가정을 설정하였으며, 이는 종래 QCL에 의해서 가정되는 특성인 지연 스프레드, 도플러 스프레드, 도플러 쉬프트, 평균 지연 외에 아날로그 빔 방향에 대한 특성을 알리기 위한 목적으로 사용된다.

도 7은 CORESET에 대해서 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, CORESET은 하나의 슬롯 내에서 캐리어 대역폭 내에서 다양한 형태로 존재할 수 있으며, 시간 도메인 상에서 CORESET은 최대 3개의 OFDM 심볼로 구성될 수 있다. 또한, CORESET은 주파수 도메인 상에서 캐리어 대역폭까지 6개의 자원 블록의 배수로 정의된다.

첫 번째 CORESET은 네트워크로부터 추가 구성 정보 및 시스템 정보를 수신할 수 있도록 초기 대역폭 파트 구성의 일부로 MIB를 통해서 지시된다. 기지국과의 연결 설정 후에 단말은 RRC 시그널링을 통해서 하나 이상의 CORESET 정보를 수신하여 구성할 수 있다.

본 명세서에서 NR(New Radio)과 관련한 주파수, 프레임, 서브프레임, 자원, 자원블럭, 영역(region), 밴드, 서브밴드, 제어채널, 데이터채널, 동기신호, 각종 참조신호, 각종 신호 또는 각종 메시지는 과거 또는 현재 사용되는 의미 또는 장래 사용되는 다양한 의미로 해석될 수 있다.

NR(New Radio)

3GPP에서 표준화 작업 중에 있는 차세대 무선통신 기술인 NR은 LTE 대비 향상된 데이터 전송율을 제공하고, 세분화되고 구체화된 사용 시나리오(usage scenario) 별로 요구되는 다양한 QoS 요구사항(requirements)을 만족시킬 수 있는 무선 액세스 기술이다. 특히 NR의 대표적 사용 시나리오로서 eMBB(enhancement Mobile BroadBand), mMTC(massive MTC) 및 URLLC(Ultra Reliable and Low Latency Communications)가 정의되었다. 각각의 시나리오 별 요구사항을 만족하기 위한 방법으로서 LTE 대비 유연한(flexible) 프레임 구조(frame structure)가 제공된다. NR의 프레임 구조에서는 다중 서브캐리어(multiple subcarrier) 기반의 프레임 구조를 지원한다. 기본 서브캐리어 스페이싱(SubCarrier Spacing, SCS)는 15kHz가 되며, 15kHz*2^n으로 총 5 가지 SCS 종류를 지원한다.

도 8은 서로 다른 서브캐리어 스페이싱을 심볼 레벨에서 정렬한 예시를 보여주는 도면이다.

도 8을 참조하면, 슬롯(Slot)의 시간축 길이는 뉴머롤러지(numerology)에 따라 달라짐을 알 수 있다. 즉 Slot 길이가 짧아질수록 SCS가 커짐을 알 수 있다. 또한 NR에서 slot을 구성하는 OFDM 심볼의 개수, y값은 normal CP의 경우, SCS값에 관계 없이 y=14의 값을 갖도록 고정된다. 이에 따라 임의의 slot은 14개의 심볼로 구성된다. 또한, 해당 slot의 전송 방향(transmission direction)에 따라 모든 심볼이 DL transmission을 위해 이용되거나, 혹은 모든 심볼이 UL transmission을 위해 이용되거나, 혹은 DL portion + (gap) + UL portion의 형태로 이용될 수 있다.

또한, 임의의 numerology(혹은 SCS)에서 전술한 slot보다 적은 수의 심볼로 구성된 mini-slot이 정의된다. mini-slot 기반의 상/하향링크 데이터 송수신을 위한 짧은 길이의 time-domain scheduling interval이 설정되거나, 혹은 slot aggregation을 통해 상/하향링크 데이터 송수신을 위한 긴 길이의 time-domain scheduling interval이 구성될 수 있다. 특히, URLLC와 같이 latency에 민감한 데이터를 송수신하는 경우, 15kHz와 같이 SCS값이 작은 numerology 기반의 프레임 구조에서 정의된 1ms(14 symbols) 기반의 slot 단위 스케줄링이 이루어질 경우, latency 요구사항을 만족시키기 힘들 수 있다. 따라서, 14개의 심볼로 구성된 slot보다 적은 수의 OFDM 심볼로 구성된 mini-slot을 정의하여 이를 기반으로 URLLC의 요구사항을 만족시킬 수 있는 스케줄링이 이루어질 수 있다.

NR에서는 시간 축에서 다음과 같은 구조를 지원한다. 기존 LTE와 다른 점은 NR에서는 기본 스케줄링 유닛이 전술한 슬롯으로 변경되었다. 또한 서브캐리어 스페이싱 관계 없이 도 9와 같이 슬롯은 14개 OFDM심볼로 구성된다. 반면에 보다 작은 스케줄링 유닛인 2,4,7 OFDM 심볼로 구성된 non-slot 구조(mini-slot 구조)를 지원한다. Non-slot 구조는 URLLC 서비스를 위한 스케줄링 유닛으로 활용될 수 있다.

■ Radio frame: 뉴머롤러지(SCS)에 무관하게 10ms로 고정(Fixed 10ms regardless of numerology).

■ Subframe: 시간 도메인 상에서의 1ms로 고정(Fixed 1ms as a reference for time duration)됨. LTE와 달리 데이터 및 제어 신호에 대한 스케줄링 단위로 사용하지 않음.

■ Slot: eMBB 시나리오를 위해서 주로 사용됨(Mainly for eMBB). 14개의 OFDM 심볼을 포함함(Include 14 OFDM symbols).

■ Non-slot(i.e. mini-slot): URLLC 시나리오를 위해서 주로 사용되나, 그에 한정되는 것은 아님(Mainly for URLLC, but not limited to URLLC only). 2, 4 또는 7개의 OFDM 심볼을 포함함(Include 2, 4, or 7 OFDM symbols).

■ One TTI duration: 제어채널 또는 데이터 채널 전송을 위한 지속시간(A Time duration for data/control channel transmission). slot/non-slot 당 시간 축상에서의 OFDM 심볼이 개수(A number of OFDM symbols per a slot/non-slot in the time main)

NR에서는 아날로그 빔 포밍 진화 기술인 빔 운영(beam management) 관련 기술을 추가하였고 통상적인 디지털 빔 포밍 기술인 MIMO 코드북/피드백 기술을 발전시켰다.

아날로그 빔 포밍의 경우, 기지국/단말 빔 스위핑 전송과 빔 반복 전송 등을 통해 기지국과 단말 간에 최적의 빔 페어를 형성하는 빔 운영 관련 기술, 사용하는 서빙 빔의 품질 저하를 빠르게 극복하고 신규 빔 페어를 형성하기 위한 빔 실패 복구(Beam Failue Recovery) 기법 등으로 크게 구분할 수 있다.

초기 빔 형성(initial beam establishment)

초기 기지국과 단말 간 최적의 빔 페어(best beam pair)를 형성하는 절차, 즉 초기 빔 형성(initial beam establishment)은 초기 접속 절차에서 진행된다. 초기 셀 검색 동안에 단말은 기지국으로부터 전송된 다른 하향링크 빔들로 각각 구성된 복수의 SSB들 중 일부를 시간 순서에 따라 획득할 수 있다.

단말은 획득한 SSB들을 기초로 최적의 빔을 선택하고, 이 최적의 빔과 연관(association)된 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 기지국으로 전송한다. 구체적으로, 다른 SSB 시간 인덱스들(SSB time indices)은 다른 랜덤 액세스 채널 시간/주파수 오케이션들(RACH time/frequency occasions) 및/또는 다른 프리앰블 시퀀스와 연관되어 있다.

하나의 SSB가 둘 이상의 랜덤 액세스 시간/주파수 오케이션들과 연관된 경우의 우선 순위는, 우선순위로 주파수가 가장 우선되고 하나의 슬롯 내에서 시간이 다음으로 우선되고, 두개 슬롯들 사이에서는 시간이 우선된다.

따라서, 기지국은 최적의 빔과 연관된 랜덤 액세스 프리앰블을 통해 최적의 빔을 식별할 수 있다. 이 결과 기지국과 단말은 초기 최적의 빔 페어를 형성한다.

빔 적응(beam adjustment)

초기 빔 형성에서 상대적으로 넓은 빔들이 사용되었으므로, 초기 빔 형성 이후에 기지국과 단말이 상대적으로 좁은 빔으로 빔 적응을 수행한다. 또한, 단말의 이동이나 회전이 발생하는 경우에도 빔 적응을 수행한다.

빔 적응은 하향링크 빔 적응과 상향링크 빔 적응으로 나눌 수 있다.

하향링크 빔 적응은 하향링크 송신측 빔 적응(downlink transmitter-side beam adjustment)과 하향링크 수신측 빔 적응(downlink receiver-side beam adjustment)으로 나눌 수 있다.

예를 들어, 하향링크 송신측 빔 적응을 예를 들어 설명한다. 기지국이 둘 이상의 하향링크 신호(예를 들어 CSI-RS 또는 SSB)를 전송하면 단말은 이들에 대한 측정을 수행하고 그 결과를 기지국에 보고한다. 기지국은 단말로부터의 보고 결과에 따라 최적의 빔을 결정하고, 기지국과 단말은 그 최적의 빔을 기초로 빔 페어를 형성한다.

CSI-RS를 이용하여 기지국과 단말이 빔 페어를 형성하는 경우, 기지국은 서로 다른 빔들로 각각 구성된 2개 이상 최대 4개의 CSI-RS들을 순차적으로 단말에게 전송한다. 단말은 각 CSI-RS들의 측정, 예를 들어 L1-RSRP를 측정하고 그 결과를 기지국에 보고한다. 그 보고 결과는 최대 4개의 CSI-RS의 지시 정보, 가장 강한 빔의 측정된 L1-RSRP(measured L1-RSRP for the strong beam), 나머지 빔들의 L1-RSRP와 가장 강한 빔의 L1-RSRP의 차이값을 포함할 수 있다.

빔 지시 및 TCI

NR은 빔 지시(beam indication) 기능을 지원한다. 예를 들어, 기지국은 PDSCH와 PDCCH에서 사용되는 빔들을 구성정보(configuration information)와 TCI(Transmission Configuration Indicator)를 이용하여 단말에게 알려준다.

예를 들어, 단말은 최대 64개의 후보 TCI 상태들(up to 64 candidate TCI state)로 구성될 수 있다. PDCCH 빔 지시를 위해, M개의 구성된 후보 TCI 상태들의 서브셋이 상위계층 시그널링, 예를 들어 RRC 시그널링에 의해 배당되고, MAC 시그널링에 의해 기지국은 동적으로 특정 TCI 상태를 알려준다.

PDSCH 빔 지시를 위해, PDCCH에 포함된 PDCCH-PDSCH 타이밍 오프셋(scheduling 오프셋)이 N 심볼보다 큰 경우, 스케줄링 할당 DCI(예를 들어 3비트)은 PDSCH 전송을 위한 TCI 상태를 명시적으로 지시한다. PDCCH에 포함된 PDCCH-PDSCH 타이밍 오프셋(scheduling 오프셋)이 N 심볼과 같거나 작은 경우, 단말은 전술한 바와 같이 MAC 시그널링에 의해 지시된 PDCCH의 TCI 상태와 PDSCH 전송을 위한 TCI 상태가 동일한 것으로 가정한다.

NR 빔 복구 프로시져

NR은 빔 실패 검출과 복구 프로시져를 지원한다. 빔 실패는 하위계층으로부터 MAC 엔티티로 빔 실패 인스턴스를 카운팅함으로써 검출된다. 빔 실패 복구는 서빙 SSB/CSI-RS 상에 빔 실패가 검출될 때, 서빙 gNB에게 새로운 SSB 또는 CSI-RS를 지시하기 위해 사용된다.

RRC는 빔 실패 검출과 복구를 위해 빔실패복구구성정보(BeamFailureRecoveryConfig) 및 무선링크모니터링구성정보(RadioLinkMonitoringConfig)에 다음과 같은 파라메터 중 하나 이상을 구성할 수 있다.

- beamFailureInstanceMaxCount for the beam failure detection;

- beamFailureDetectionTimer for the beam failure detection;

- beamFailureRecoveryTimer for the beam failure recovery procedure;

- rsrp-ThresholdSSB: an RSRP threshold for the beam failure recovery;

- powerRampingStep: powerRampingStep for the beam failure recovery;

- powerRampingStepHighPriority: powerRampingStepHighPriority for the beam failure recovery;

- preambleReceivedTargetPower: preambleReceivedTargetPower for the beam failure recovery;

- preambleTransMax: preambleTransMax for the beam failure recovery;

- scalingFactorBI: scalingFactorBI for the beam failure recovery;

- ssb-perRACH-Occasion: ssb-perRACH-Occasion for the beam failure recovery;

- ra-ResponseWindow: the time window to monitor response(s) for the beam failure recovery using contention-free Random Access Preamble;

- prach-ConfigurationIndex: prach-ConfigurationIndex for the beam failure recovery;

- ra-ssb-OccasionMaskIndex: ra-ssb-OccasionMaskIndex for the beam failure recovery;

- ra-OccasionList: ra-OccasionList for the beam failure recovery.

아래에서는 빔 복구를 위한 MAC 엔티티의 동작을 설명한다.

1> 만약 빔 실패 인스탠스 지시가 하위 계층으로부터 수신되었다면,

2> 빔실패검출타이머(beamFailureDetectionTime)를 시작 또는 재시작한다;

2> BFI_COUNTER를 1만큼 증가시킨다:

2> 만약 빔실패 인스턴스 지시를 위한 카운터(BFI_COUNTER)가 beamFailureInstanceMaxCount보다 크거나 같으면;

3> 만약 액티브 UL BWP에 대해 빔실패복구구성정보가 구성되어 있다면:

4> 만약 구성되었다면, 빔실패복구타이머 (beamFailureRecoveryTimer)를 시작한다.

4> 빔실패복구구성정보에 구성된 파라메터들을 적용하여 스페셜셀 상에서 램덤액세스 프로시져를 개시한다.

3> 그렇지 않으면:

4> 스페셜셀 상에서 랜덤액세스 프로시져를 개시한다.

(The MAC entity shall:

1> if beam failure instance indication has been received from lower layers:

2> start or restart the beamFailureDetectionTimer;

2> increment BFI_COUNTER by 1;

2> if BFI_COUNTER >= beamFailureInstanceMaxCount:

3> if beamFailureRecoveryConfig is configured for the active UL BWP:

4> start the beamFailureRecoveryTimer, if configured;

4> initiate a Random Access procedure on the SpCell by applying the parameters powerRampingStep, preambleReceivedTargetPower, and preambleTransMax configured in beamFailureRecoveryConfig.

3> else:

4> initiate a Random Access procedure on the SpCell.

1> if the beamFailureDetectionTimer expires; or

1> if beamFailureDetectionTimer, beamFailureInstanceMaxCount, or any of the reference signals used for beam failure detection is reconfigured by upper layers:

2> set BFI_COUNTER to 0.

1> if the Random Access procedure is successfully completed:

2> set BFI_COUNTER to 0;

2> stop the beamFailureRecoveryTimer, if configured;

2> consider the Beam Failure Recovery procedure successfully completed.)

비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network)

비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network)란 HAPS(High Altitude Platform)과 같은 airborne vehicles 또는 위성과 같은 spaceborne vehicle을 사용하는 네트워크 또는 네트워크의 세그먼트를 나타낸다.

● Spaceborne vehicles: 위성(Low Earth Orbiting (LEO) satellites, Medium Earth Orbiting (MEO) satellites, Geostationary Earth Orbiting (GEO) satellites as well as Highly Elliptical Orbiting (HEO) satellites를 포함할 수 있다.)

● Airborne vehicles: High Altitude Platforms (HAPs) encompassing Unmanned Aircraft Systems (UAS) including Lighter than Air UAS (LTA), Heavier than Air UAS (HTA), all operating in altitudes typically between 8 and 50 km, quasi-stationary

3GPP에서는 전술한 위성 또는 항공 운송 차량을 이용하는 비지상 네트워크에서 NR 동작을 지원하는 기술에 대한 개발을 진행하고 있다. 그러나, 비지상 네트워크에서 기지국과 단말 간의 거리는 지상 기지국을 이용하는 지상 네트워크보다 길다. 이에 따라 매운 큰 라운드 트립 지연(RTD: Round Trip Delay)이 발생할 수 있다. 예를 들어, 고도 35,768km에 위치하는 GEO를 사용하는 NTN 시나리오에서 RTD는 544.751ms이며, 고도 229km에 위치하는 HAPS를 사용하는 NTN 시나리오에서 RTD는 3.053ms인 것으로 알려져 있다. 또한, LEO 위성 시스템을 이용하는 NTN 시나리오에서의 RTD는 25.76ms까지 나타날 수 있다. 이와 같이, 비지상 네트워크에서 NR 프로토콜이 적용되는 통신 동작을 수행하기 위해서는 이러한 전파 지연 하에서도 기지국과 단말이 NR 동작을 수행할 수 있도록 지원하는 기술이 요구된다.

도 9는 본 실시예가 적용될 수 있는 NTN 시나리오를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, NTN은 다음과 같이 다양한 방식으로 구현될 수 있다.

-Scenario A: Transparent GEO (NTN beam foot print fixed on earth)

-Scenario B: Regenerative GEO (NTN beam foot print fixed on earth)

-Scenario C1: Transparent LEO (NTN beam foot print fixed on earth)

-Scenario C2: Transparent LEO (NTN beam foot print moving on earth)

-Scenario D1: Regenerative LEO (NTN beam foot print fixed on earth)

-Scenario D2: Regenerative LEO (NTN beam foot print moving on earth)

여기서 transparent payload 또는 regenerative payload는 다음과 같이 정의된다.

- A transparent payload: Radio Frequency filtering, Frequency conversion and amplification. Hence, the waveform signal repeated by the payload is un-changed;

- A regenerative payload: Radio Frequency filtering, Frequency conversion and amplification as well as demodulation/decoding, switch and/or routing, coding/modulation. This is effectively equivalent to having all or part of base station functions (e.g. gNB) on board the satellite (or UAS platform).

도 9와 같이 위성이 생성하는 빔은 위성의 관측시야(field of view)에 의해 경계가 되는 주어진 서비스 영역에 대해 여러 빔을 생성한다.(The satellite (or UAS platform) generate beams typically generate several beams over a given service area bounded by its field of view.) 빔의 지상수신범위(footprint)는 전형적으로 타원형 모양이다.

도 10은 본 실시예가 적용될 수 있는 NTN 플랫폼의 유형을 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, NTN 플랫폼의 유형 별 전형적인 빔의 footprint size를 나타낸다. 예를 들어, LEO 위성의 경우 100-500km 범위의 빔 사이즈를 가지며, 각 위성 및 UAS 플랫폼은 운영 고도의 범위 및 궤도에 따라 상이하게 빔 사이즈를 가질 수 있다.

한편, 시나리오 C2와 D2와 같이 NTN 빔 foot print가 지구상에서 이동하는 경우, 즉 위성과 함께 위성 빔이 이동하는 경우 셀과 기지국 간의 연계는 변하지 않는 것으로 가정할 수 있다. 예를 들어 해당하는 위성을 통해 전송되는 위성 빔이 하나의 PCI에 1대1로 연계되어 구성될 때, 해당 PCI를 가지는 셀은 시간이 경과함에 따라 지구상에서 이동하게 된다.

설명의 편의를 위해 이하에서는 NTN에서 위성 플랫폼으로부터 생성되는 빔을 위성 빔으로 표기한다. 이는 설명의 편의를 위한 것으로 임의의 다른 용어로 대체될 수 있으며, 비지상 네트워크의 네트워크 노드가 통신을 위해서 생성하는 특정 반경의 통신 커버리지를 의미하는 것을 의미한다.

반면 다른 시나리오들에서 사용되는 어스 고정 빔(earth fixed beam)은 위성이 그 위성의 가시시간(visibility time) 동안 빔포밍 테크닉을 이용하여 지구상에서 고정된 점으로 빔을 조종(steer)하는 것을 의미한다. 이와 같이 steerable 빔의 경우 위성이 이동하더라도 일정시간 동안 지구 상에서 위성 빔의 foot print가 고정될 수 있다.

NR 기술을 기반으로 NTN 시나리오를 구현할 때, NR 규격을 최대한 재활용하여 효율적으로 NTN을 제공하기 위해서, 단말 관점에서 임의의 위성 빔, 위성 또는 위성 셀이 일반 NR 셀과 구분되어 보일 수 없는 것(Satellite beams, satellites or satellite cells are not considered to be visible from UE perspective)으로 가정할 수 있다. 예를 들어 단말 관점에서 NR에서 규격화된 PCI(Physical Cell ID), SSB, CSI-RS 만을 볼 수 있다. 또한, 단말은 빔 기반 이동성을 제공하는 것을 가정할 수 있다. 이를 통해 단말은 서빙 SSB/CSI-RS 상에서 빔 실패가 검출될 때 기지국에 새로운 SSB 또는 CSI-RS를 지시할 수 있다. 하지만 비지상망은 기지국과 단말 간의 큰 전파 지연으로 인해 빔 실패복구 절차를 수행하는데 큰 지연이 수반될 수 있다. 이에 따라 종래의 빔 실패 절차를 그대로 이용한다면, 빔 실패 복구 과정에서 비효율적인 동작이 발생할 수 있다. 즉, NR 기술을 기반으로 비지상망을 구축하는 경우 빔 실패 복구 과정에서 지연이 커지게 되며, 이 과정에서 무선환경 변화를 효과적으로 고려하지 못하는 문제가 있다.

본 개시는 이러한 문제점을 해결하기 위해 비지상 네트워크를 통해 서비스되는 단말의 빔 실패 복구를 효율적으로 제공하는 구체적인 방법 및 장치를 제안한다.

종래 NR 규격에서 하나의 셀에 대한 명시적인 정의는 없다. 하지만, NR 규격에서 PCI(Physical Cell Identifier)가 사용된다. 하나의 캐리어의 주파수 스팬 내에서, 복수의 SSBs가 전송될 수 있다. 그 SSBs의 PCIs가 유일할 필요는 없다. 하지만 하나의 SSB가 하나의 RMSI에 연계될 때, 그 SSB는 하나의 유일한 NR 셀 글로벌 식별자를 가지는 하나의 개별 셀에 해당된다. 이러한 SSB를 CD-SSB(Cell-Defining SSB)로 부른다. (Within the frequency span of a carrier, multiple SSBs can be transmitted. The PCIs of those SSBs do not have to be unique, i.e. different SSBs can have different PCIs. However, when an SSB is associated with an RMSI, the SSB corresponds to an individual cell, which has a unique NCGI. Such an SSB is referred to as a Cell-Defining SSB (CD-SSB). A PCell is always associated to a CD-SSB located on the synchronization raster.) 단말 관점에서 각각의 서빙 셀은 많아야 하나의 단일 SSB에 연계된다. 종래 NR 규격에서 SSB는 NR-PSS, NR-SSS 그리고 NR-PBCH가 전송되는 물리적임 빔에 의해 서비스되었으며, 하나의 셀에서 복수의 SSB은 동일한 PCI를 공유했다. 그리고 SSB는 빔 스위핑에 의해 TDM 방식으로 전송되었다.

하나의 위성 빔(satellite beam)은 하나의 위성 플랫폼으로부터 생성되는 하나의 빔으로, 하나의 위성 빔에 의해 하나의 지구 수신 범위(earth footprint) 또는 무선 커버리지가 형성된다. 예를 들어 해당 무선 커버리지는 빔의 가장 큰 신호에서 어떤 임계 값만큼 큰 값을 가진 신호를 수신할 수 있는 영역이 될 수 있다. NR 규격을 최대한 재활용하여 효율적으로 NTN을 제공하기 위해, 단말은 NR 셀과 구분되는 위성 빔, 위성 또는 위성 셀을 구분해 볼 수 있는 것은 고려되지 않는 것으로 가정한다.

도 11은 본 실시예가 적용될 수 있는 NTN 위성 빔의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.

도 11을 참조하여, NR 기반으로 NTN을 구축할 때 위성 빔의 구성 예를 살펴본다. 먼저, 옵션 a와 같이, 여러 개의(e.g. L개) 위성 빔에 대해 동일한 PCI가 설정되도록 구성될 수 있다. PCI와 SSB간의 연계는 NR과 유사한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어 하나의 PCI마다 하나의 SSB가 제공될 수 있다. 또는 하나의 PCI에 복수의 SSB가 제공될 수 있다. 복수의 SSB들은 하나의 위성 빔에 의해 TDM 방식으로 제공될 수 있다. 이를 통해 동일한 셀 식별정보를 가지지만 위성 빔을 구분하여 빔 이동성을 제공할 수 있다. 한편, NTN은 단말과 위성간 지연이 크기 때문에 TDM 방식으로 복수의 SSB를 사용할 때 효과가 제한적일 수 있다. 따라서 만약 동일한 PCI에 대해 복수의 SSB를 제공한다면, 이를 FDM 방식으로 제공함으로써 서로 다른 위성 빔이 서로 다른 SSB를 가지도록 구성할 수도 있다. 이러한 경우 동일한 PCI에 대해 서로 다른 SSB를 제공하는 위성 빔들은 각각의 주파수를 구분하기 위해 하나 이상의 정보요소가 서로 다른 MIB 정보 및 서로 다른 SIB1을 통해 제공될 수 있다. 이를 통해 동일한 셀 식별정보(PCI)를 가지지만 위성 빔을 구분하여 빔 이동성을 제공할 수 있다. 또는 동일한 PCI에 대해 서로 다른 SSB를 제공하는 위성 빔들은 하나 이상의 정보요소가 동일한 MIB 정보를 가지지만 하나 이상의 정보요소가 서로 다른 SIB1을 통해 제공될 수도 있다.

NR SIB1은 서빙 셀 선택을 위한 셀선택정보(cellSelectionInfo), PLMN ID를 포함하는 셀액세스 관련 정보(CellAccessRelatedInfo), 연결설정실패제어를 위한 정보(ConnEstFailureControl), 시스템정보에 대한 스케줄링정보(si-SchedulingInfo), 서빙셀의 공통구성정보(servingCellConfigCommon), 통합액세스 바링 정보(uac-BarringInfo), IMS 긴급 베어러 서비스 지원을 위한 정보(ims-EmergencySupport), 단말이 사용할 타이머와 상수 값 정보(ue-TimersAndConstants) 등을 포함한다. 이중 서빙셀의 공통구성정보는 PCI, 다운링크공통구성정보(downlinkConfigCommon), 업링크공통구성정보(uplinkConfigCommon) 등을 포함한다. 다운링크공통구성정보는 다운링크주파수정보(frequencyInfoDL)와 초기 다운링크 BWP(initialDownlinkBWP) 정보를 업링크공통구성정보는 업링크주파수정보(frequencyInfoUL)와 초기 업링크 BWP(initialuplinkBWP) 정보를 포함한다. 동일한 PCI에 대해 서로 다른 SSB를 제공하는 위성 빔들은 동일한 MIB 정보를 가지지만 각각의 SSB를 제공하는 위성 빔들에 대해 개별적인 SIB 정보 요소(e.g. 다운링크주파수정보, 업링크주파수정보)를 포함하도록 하여 제공될 수 있다.

또는 동일한 PCI에 대해 서로 다른 SSB를 제공하는 위성 빔들은 하나 이상의 정보요소가 동일한 MIB 그리고 동일한 SIB1을 통해 제공될 수 있다. 또는 동일한 PCI에 대해 서로 다른 SSB를 제공하는 위성 빔들은 하나 이상의 정보요소가 서로 다른 MIB 정보를 가지지만 동일한 SIB1을 제공할 수 있다.

다른 예를 들어 옵션 b와 같이, 위성 빔마다 하나의 PCI를 가지도록 구성될 수도 있다. NTN의 커버리지는 고주파수 기반의 지상 NR에 비해 크기 때문에 동일한 PCI에 대해 반드시 복수의 SSB를 제공할 필요는 없다. 따라서 하나의 위성 빔을 하나의 셀로 구성할 수 있다. 이를 통해 서로 다른 위성 빔이 서로 다른 PCI(또는 NGCI)를 가지도록 구성될 수 있다. PCI와 SSB 간의 연계는 NR과 유사한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어 하나의 PCI마다 하나의 SSB가 제공될 수 있다. 또는 하나의 PCI에 복수의 SSB가 제공될 수 있다. 복수의 SSB들은 하나의 위성 빔에 의해 TDM 방식으로 제공될 수 있다. 전술한 설명에서 하나의 PCI를 하나 또는 복수의 SSB에 연계하는 예에 대해 설명하였지만 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 하나의 셀을 동일한 PCI를 가진 복수의 위성 빔으로 구분해 전송하는 임의의 시나리오에서 본 개시가 적용될 수 있다.

전술한 바와 같이 비지상망은 기지국과 단말 간의 큰 전파 지연으로 인해 빔 실패복구 절차에서도 큰 지연이 발생할 수 있다. 만약 빔 실패복구 과정에서 무선품질이 좋아진다면, 빔 실패 복구를 위해 불필요하게 무선자원이 낭비될 수 있다. 반면 만약 빔 실패복구 과정에서 위성 빔이 변경된다면, 접속에 실패할 수 있다. 이로 인해 무선링크 실패로 인해 또 다른 중단이 발생할 수도 있다. 이러한 경우들을 효과적으로 처리하기 위한 단말 및 기지국의 동작과 구체적인 실시예를 아래에서 설명한다.

본 명세서에서의 기지국은 NTN 상황에서 단말에 정보를 전송하고, 수신하는 위성 등의 공중 개체를 의미할 수 있다. 또는 위성 등의 공중 개체를 통해서 송수신되는 데이터를 생성하는 지상 개체를 의미할 수도 있다. 즉, 본 개시에서의 기지국은 NTN 상황에서 단말과 데이터를 송수신하는 개체를 의미하는 것으로 그 용어에 제한은 없다.

도 12는 일 실시예에 따른 단말 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 12를 참조하면, 비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network; NTN)를 이용하여 통신을 수행하는 단말은 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 구성정보를 기지국으로부터 수신하는 단계를 수행한다(S1210).

예를 들어, 단말은 셀 변경 또는 빔 실패복구를 진행할 때 사용되는 정보요소를 포함하는 구성정보를 기지국으로부터 수신한다. 일 예로, 구성정보는 셀 변경 또는 빔 변경을 위한 주기정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 구성정보는 셀 변경 또는 빔 실패복구를 실행하기 위한 트리거 조건을 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 구성정보는 전술한 주기정보 및 트리거 조건을 모두 포함할 수도 있다.

구체적으로, 구성정보는 단말이 빔 실패를 검출하기 위해서 사용하는 듀레이션 정보를 포함할 수 있다. 또는 구성정보는 기지국의 위치정보(좌표정보)와 궤도이동 정보 등을 포함할 수도 있다. 또는 구성정보는 복수의 기지국(위성)의 좌표정보와 궤도이동 정보를 포함할 수도 있다. 필요에 따라, 구성정보는 위성 빔 별 궤도정보와 이를 연계하기 위한 SSB 또는 CSI-RS 인덱스 정보를 포함할 수도 있다.

또한, 구성정보는 셀 변경 또는 빔 실패복구를 특정 시점 또는 특정 영역에서만 수행하도록 하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말의 특정 위치에 있거나, 또는 특정 시점에 도달하기까지 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작을 비활성화 하기 위한 정보가 구성정보에 포함될 수 있다. 이를 위해서, 구성정보는 타이머 값, 카운터 값 등을 포함할 수 있으며, 빔실패복구 구성정보, 무선링크모니터링 구성정보를 포함하거나 이를 지칭하는 것일 수 있다.

구성정보는 각 실시예에 따라 상이할 수 있는 바, 아래의 개별 실시예 동작에서 기지국이 단말로 전송하는 정보가 구성정보에 포함될 수 있다.

단말은 구성정보를 이용하여 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건을 만족하는지 판단하는 단계를 수행한다(S1220).

예를 들어, 트리거 조건은, 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행 시작 시간을 지시하는 타이머 값, 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작이 실행되는 듀레이션 정보 및 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행에 적용되는 하나 이상의 측정 임계값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

트리거 조건은 전술한 바와 같이, 구성정보에 포함되어 단말에 구성될 수 있다. 단말은 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행 시작 시간에서 일정 듀레이션 동안 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 동작을 수행하고, 그 외 시간에는 해당 동작을 비활성화 할 수 있다. 또는 단말은 측정 임계값을 복수로 구성하여 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행을 특정 시간 또는 특정 단말 위치에서만 활성화되도록 할 수 있다. 구체적인 실시예 및 단말 동작은 아래의 개별 실시예 동작을 통해서 보다 상세하게 설명한다.

하나 이상의 측정 임계값은, 이벤트 A2, 이벤트 A3 및 이벤트 A4 중 적어도 하나를 이용하여 지시된다.

예를 들어, 소스 셀의 품질이 절대 임계값보다 나쁜 것을 나타내는 이벤트 A2(Serving becomes worse than absolute threshold), 타겟 셀의 품질이 절대 임계값보다 더 나은 것을 나타내는 이벤트 A4(Neighbour becomes better than absolute threshold) 및 일반적인 핸드오버를 위한 이벤트 A3(Neighbour becomes amount of offset better than PCell/PSCell;) 중 하나 이상의 조합을 통해 측정 임계값에 대한 조건 정보가 구성될 수 있다.

단말은 트리거 조건을 만족하는 경우, 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작을 수행하는 단계를 수행한다(S1230).

단말은 전술한 트리거 조건을 만족하면, 구성정보를 이용하여 위성 빔을 모니터링하고, 위성 또는 단말의 이동에 따른 셀 변경 동작을 수행할 수 있다. 동일하게 단말은 트리거 조건을 만족하면, 빔 실패를 검출하기 위한 모니터링 동작을 수행하고, 빔 실패가 검출되면 빔 실패복구를 위한 동작을 수행한다.

예를 들어, 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작은, 랜덤 액세스 동작을 포함할 수 있다. 일 예로, 셀 변경 이벤트가 감지되면, 단말은 타켓 셀로의 핸드오버 동작을 수행할 수 있다. 핸드오버를 위해서 단말은 타켓 셀에 랜덤 액세스 동작을 수행한다. 다른 예로, 빔 실패복구 동작을 수행하기 위해서 단말은 실패된 빔이 아닌 다른 빔 또는 실패를 검출한 빔에 대한 랜덤 액세스 동작을 수행하여 빔을 복구하거나 변경한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시에서는 일반적인 지상 기지국을 이용한 빔 실패복구 동작을 수행하는 것이 아닌 특정 조건(시간 또는 위치)을 미리 기지국이 설정하고 해당 조건을 만족하는 상황에만 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작을 개시함으로써 단말과 기지국 간의 높은 시간지연에 따라 발생되는 문제점을 해결할 수 있다.

도 13은 일 실시예에 따른 기지국 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 13을 참조하면, 비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network; NTN)를 이용하여 통신을 수행하는 기지국은, 단말의 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 구성정보를 단말로 전송하는 단계를 수행한다(S1310).

일 예로, 구성정보는 셀 변경 또는 빔 변경을 위한 주기정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 구성정보는 셀 변경 또는 빔 실패복구를 실행하기 위한 트리거 조건을 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 구성정보는 전술한 주기정보 및 트리거 조건을 모두 포함할 수도 있다.

구체적으로, 구성정보는 단말의 빔 실패를 검출하기 위해서 사용되는 듀레이션 정보를 포함할 수 있다. 또는 구성정보는 기지국의 위치정보(좌표정보)와 궤도이동 정보 등을 포함할 수도 있다. 또는 구성정보는 복수의 기지국(위성)의 좌표정보와 궤도이동 정보를 포함할 수도 있다. 필요에 따라, 구성정보는 위성 빔 별 궤도정보와 이를 연계하기 위한 SSB 또는 CSI-RS 인덱스 정보를 포함할 수도 있다.

또한, 구성정보는 셀 변경 또는 빔 실패복구를 특정 시점 또는 특정 영역에서만 수행하도록 하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말이 특정 위치에 있거나, 또는 특정 시점에 도달하기까지 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작을 비활성화 하기 위한 정보가 구성정보에 포함될 수 있다. 이를 위해서, 구성정보는 타이머 값, 카운터 값 등을 포함할 수 있으며, 빔실패복구 구성정보, 무선링크모니터링 구성정보를 포함하거나 이를 지칭하는 것일 수 있다.

기지국은 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건이 만족되면, 단말과 랜덤 액세스 동작을 수행하는 단계를 수행한다(S1320).

단말은 구성정보를 이용하여 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건의 만족 여부를 판단한다.

트리거 조건은 전술한 바와 같이, 구성정보에 포함되어 단말에 구성될 수 있다. 단말은 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행 시작 시간에서 일정 듀레이션 동안 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 동작을 수행하고, 그 외 시간에는 해당 동작을 비활성화 할 수 있다. 또는 단말은 측정 임계값을 복수로 구성하여 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행을 특정 시간 또는 특정 단말 위치에서만 활성화되도록 할 수 있다. 구체적인 실시예 및 동작은 아래의 개별 실시예 동작을 통해서 보다 상세하게 설명한다.

단말의 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작에 따라 기지국은 단말과 랜덤 액세스 동작을 수행할 수 있다. 또는 기지국은 단말이 다른 기지국으로의 핸드오버를 요청하는 경우, 핸드오버를 수행하기 위한 핸드오버 동작을 수행할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 단말과 기지국은 특정 상황 하에서만 단말의 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작이 트리거되도록 하기 위한 동작을 수행한다.

아래에서는 전술한 단말 및 기지국이 수행할 수 있는 다양한 동작을 각 실시예를 구분하여 설명한다. 각 실시예는 개별적으로 또는 임의의 결합에 의해서 적용될 수 있다.

1) 위성 궤도정보를 고려해 빔 실패 검출 듀레이션 구성

일 예로 전술한 시나리오 C2와 D2의 경우, 위성에 의해 제공되는 셀 또는 위성 빔이 지구상에서 이동한다. 다른 예로 어스 고정 빔(earth fixed beam)을 사용하는 다른 시나리오의 경우, 위성의 이동에 따라 특정 영역은 해당 영역을 커버하는 하나의 위성에 의해 제공되는 셀 또는 위성 빔에서 다른 위성에 의해 제공되는 셀 또는 위성 빔으로 변경되어 커버될 수 있다.

따라서, 이러한 시나리오에서는 RRC 연결 상태 단말이 이동하지 않더라도 위성의 이동이 단말과 기지국 간의 빔 변경을 유발할 수 있다. 하나의 위성 빔을 하나의 셀로 구성하는 경우, 빔 변경은 셀 변경을 의미할 수 있다. 이하에서 설명의 편의를 위해 빔 변경으로 표기되더라도 빔 변경은 셀 변경의 경우를 포함하는 의미로 이해되어야 한다.

LEO 위성의 이동 속도는 7.56km/sec로 매우 빠르기 때문에, 단말이 이동하지 않더라도 잦은 위성 빔 변경이 유발될 수 있으며, 이에 따라 빔 실패가 발생 될 수 있다.

한편 위성의 궤도정보(ephemeris)는 공개되어 있다. 이는 시간(년, 월, 일, 시간, 초 정보를 포함하는 epoch)에 따른 지구중심고정좌표계 (earth-centered, earth-fixed)에서 x, y, z 좌표정보와 속도정보를 포함한다. 도 14는 일 실시예에 따른 위성 궤도 정보를 예시적으로 도시한 도면이다. 도 15는 일 실시예에 따른 위성 궤도 정보의 파라미터 값을 설명하기 위한 도면이다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 위성의 궤도정보는 위성의 궤도 궤적(orbital trajectories)에 관한 정보로 반장축(semi-major axis), 이심률(eccentricity), inclination(경사도), 시경(right ascension of the ascending node), 근지점(argument of periapsis), 평균근점(mean anomaly at a reference point in time), 및 위성궤도정보 레퍼런스시간(the epoch) 정보를 포함한다.

네트워크(또는 단말)가 위성 궤도 정보를 활용할 수 있다면, 빔 변경 또는 빔 실패복구에 도움이 될 수 있다. 이를 위해 위성 빔 별로 궤도정보를 구성할 필요가 있다. 각 위성 빔은 해당 위성 빔을 식별하기 위한 식별자에 연계될 수 있다. 예를 들어 위성 빔은 SSB index에 연계될 수 있다. 또는 위성 빔은 CSI-RS index에 연계될 수 있다.

기지국은 특정 단말의 현재 위치(또는 단말이 현재 위치한 지리영역/구역/존)를 커버하는 시간에 따른 위성 빔의 정보가 구비하도록 할 수 있다. 이를 위해 도 14 또는 도 15와 같은 위성별 궤도정보는 위성 빔 별로 구분되어 활용되어야 한다. 위성 빔은 기지국 별로 SSB index에 연계될 수 있다. 또는 위성 빔은 기지국별로 CSI-RS index에 연계될 수 있다. 기지국 식별을 위해 gNB ID가 사용될 수 있다. 예를 들어 특정 위성 빔은 기지국 식별자와 SSB-index 조합을 통해 식별될 수 있다.

기지국은 그 기지국이 전송하는 위성 빔 별 궤도정보가 사전 구성되어 저장될 수 있다. 또는, 또 다른 네트워크 엔티티/노드/응용서버나 OAM을 통해 해당 정보가 사전 구성되어 저장되고, 기지국은 이를 조회하여 수신할 수 있다. 예를 들어 일 기지국은 다른/이웃 기지국으로부터 그 기지국이 전송하는 위성 빔별 궤도정보를 수신받을 수 있다.

기지국은 해당 기지국이 전송하는 임의의 위성 빔에 의해 서비스 되는 위치/지리영역/구역/존 별로 시간에 따른(시간별) 위성 빔 정보가 사전 구성되어 저장될 수 있다. 또는, 또 다른 네트워크 엔티티/노드/응용서버나 OAM을 통해 해당 정보가 사전 구성되어 저장되고, 기지국은 이를 조회하여 수신 받을 수 있다.

단말을 서비스할 모든 위성/위성빔/셀에 대한 궤도정보가 단말 내(e.g. USIM)에 사전 저장/프로비져닝/구성될 수 있다. 각각의 위성에 대한 궤도정보는 이를 식별하기 위한 ID/인덱스가 할당되어 구분될 수 있다. 기지국은 시스템 정보를 통해 해당 위성 ID/식별자 정보를 브로드캐스트 할 수 있다. 단말은 이를 통해 단말 내(e.g. USIM)에 저장된 궤도정보로부터 해당 위성의 세부 궤도정보를 추출할 수 있으며, 이에 따라 서빙 위성의 위치정보(e.g. 좌표정보)를 유도할 수 있다. 또는 단말은 기지국이 시스템 정보를 통해 지시하는 임의의 궤도정보로부터 기지국의 위치정보를 유도할 수도 있다. 기지국이 시스템 정보를 통해 지시하는 궤도정보는 도 14 또는 도 15 중의 임의의 정보 또는 이를 임의의 형태로 가공한 정보가 될 수 있다.

기지국은 단말로부터 단말의 현재 위치 정보를 요청해 수신하고 단말로부터 수신한 정보를 기반으로 단말의 위치를 추정할 수 있다. 기지국은 단말의 위치를 추정하기 위한 도움정보를 단말로 요청해 수신할 수 있다. 예를 들어 단말의 속도, 이동방향, 이동 경로, 목적지, 목적지 도달시간 등 단말의 위치를 추정하기 위해 도움이 되는 정보를 단말로부터 획득할 수 있다. 항공기와 같은 비행체 단말은 비행 스케줄에 따라 시간대 별 이동 경로 정보를 가질 수 있다. 기지국은 단말의 위치정보를 추정하기 위해 필요한 정보의 포맷을 지정해 단말로 이를 요청할 수 있다. 일 예를 들어 이웃 위성/위성 빔의 커버리지 내에 포함되는 에지/경계/센터까지의 거리까지의 도달 시간 정보를 요청할 수 있다. 다른 예를 들어 이동방향과 단말의 속도 정보를 요청할 수 있다.

만약 단말이 위치를 산출/결정할 수 있는 캐퍼빌리티를 가지고 있다면 (e.g. GNSS 사용), 기지국의 요청/지시에 의해 단말은 단말의 위치정보를 기지국으로 리포팅할 수 있다. 만약 단말이 그 위치를 산출/결정할 수 없다면, 단말이 위치한 영역은 단말의 현재 빔ID, 셀ID, TAC 단위 등으로 구별될 수 있다. 네트워크는 연결 단말의 현재 위성 빔, 셀, TA를 알 수 있다. 기지국은 수신된 정보와 위성의 궤도정보를 이용하여 특정 단말에 대해 다음 후보 위성 빔을 결정할 수 있다. 또는 기지국은 임의의 위치/지리영역/구역/존에서 위성 빔 변경 주기/간격 등을 고려하여 특정 단말이 현재 위치에서 다음 후보 위성 빔 정보를 알 수 있다. 예를 들어 위성 빔 변경 주기/간격이 5분이고 현재 위치가 빔이 변경된 후 2분이 지난 것으로 추정되는 경우, 3분 후에 위성 빔#2에 의해, 8분 후에 위성 빔#3에 의해, 13분 후에 위성 빔#4에 의해 서비스될 것으로 추정할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 비지상망은 기지국과 단말 간의 큰 전파 지연으로 인해 빔실패복구 절차를 수행하는데 큰 지연이 수반될 수 있다. 따라서 단말이 특정 위성 빔에 의해 서비스 될 것으로 기대되는 영역 내에 있을 때, 예를 들어 단말이 해당 위성 빔 커버리지의 센터 부근에 있을 때 보다는 해당 위성 빔 커버리지의 에지 부근에 있을 때 빔변경이나 빔실패를 경험할 가능성이 높을 수 있다. 따라서 기지국은 단말이 위성 빔 커버리지의 에지/경계부근에서 빔변경을 트리거/실행하거나, 빔실패를 검출하고 복구하도록 지시하는 것이 바람직할 수 있다. 이를 지시하기 위해 기지국은 단말에 빔변경 또는 빔실패 검출 듀레이션을 구성할 수 있다. 설명의 편의를 위해 이하에서는 셀/위성 빔 변경의 실행 또는 빔실패 검출/복구를 위한 모니터링 위치범위/위치영역/존/듀레이션/유효시간/시간범위/실행시간/트리거만족시간(timer to trigger), 셀/위성 빔 변경 또는 빔실패 검출/복구이 기대되는 듀레이션/유효시간/시간범위/실행시간/트리거만족시간(timer to trigger) 또는 셀/위성 빔 변경 또는 빔실패 검출/복구를 실행하기 위해 특정 기준이 만족되는 위치범위/위치영역/존/듀레이션/유효시간/시간범위/실행시간/트리거만족시간(timer to trigger)을 빔 실패 검출 듀레이션으로 표기한다. 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 임의의 다른 용어로 대체될 수 있다.

도 16은 본 실시예에 따른 빔 변경에 따른 빔 실패 검출 듀레이션을 설명하기 위한 도면이다.

도 16을 참조하면, 각 위성 빔에서 점선으로 표시된 작은 원(1610, 1620, 1630)은 실선으로 표시된 해당 위성 빔 커버리지(1615, 1625, 1635)의 센터부분을 나타낸다. 단말이 센터부분에 있을 때, 단말은 빔변경이나 빔실패 검출/복구가 기대되지 않는 영역이 될 수 있다. 반면 단말이 각 위성 빔 커버리지의 에지/경계 부분, 예를 들어 점선으로 표시된 작은 원(1610, 1620, 1630)을 벗어난 부분(작은원 밖)에 있을 때, 단말은 빔변경이나 빔실패 검출/복구가 기대된다. 기지국은 빔변경이나 빔실패 검출/복구가 기대되는 구간을 빔실패 듀레이션 정보를 통해서 단말에 구성할 수 있다. 본 예시는 위성 빔 이동 시나리오(Earth moving beam footprint)에 적용될 수 있다. 또한 본 예시는 위성 빔 고정 시나리오(Earth fixed beam)에 모두 적용될 수 있다. 두 시나리오 특정 위치/위치영역/존에서 시간이 지남에 따라 위성/위성 빔이 변경되기 때문에 시나리오에 관계없이 본 발명을 적용할 수 있다. 예를 들어 도 16에서 t=0에서 단말이 위성 빔#1을 통해 RRC 연결을 설정/셋업해 연결상태로 천이한 경우, 단말은 t=2까지는 빔변경이나 빔실패 검출/복구가 기대되지 않는다. t=2에서 t=4까지의 듀레이션 동안 단말은 빔변경이나 빔실패 검출/복구가 기대된다. 즉, 빔 변경 또는 빔 실패 복구를 위한 듀레이션 정보를 통해서 특정 시간 영역 또는 특정 위치에서만 단말이 빔 변경 또는 빔 실패 복구를 위한 동작을 수행하도록 설정할 수 있다.

2) 빔 실패 검출 및 복구 파라메터 구성

단말이 빔변경이나 빔실패 검출/복구가 기대되지 않는 영역인 위성 빔의 센터부분에 있을 때, 또는 단말이 빔변경이나 빔실패 검출/복구가 기대되지 않는 듀레이션에 있을 때, 단말이 빔변경 또는 단말이 빔실패 검출과 복구 프로시져를 수행하는 것은 비효율적일 수 있다.

일 예를 들어, 기지국은 빔실패 검출과 복구 프로시져를 disable하도록 지시할 수 있다. 이를 위한 일 예로 기지국은 빔실패 검출과 복구 프로시져를 disable하도록 지시하기 위한 정보요소를 정의하여 단말에 지시할 수 있다. 다른 예로 기지국은 빔실패 검출 듀레이션이 구성될 때, 빔실패 검출 듀레이션이 동작하지 않으면(또는 해당 지시정보에 따른 타이머가 시작되지 않으면 또는 해당 듀레이션이 아닌 경우), 빔변경 또는 빔실패 검출과 복구 프로시져를 수행하지 않는다. 또 다른 예로 기지국은 빔실패 검출과 복구를 위해 빔실패복구구성정보(BeamFailureRecoveryConfig) 및 무선링크모니터링구성정보(RadioLinkMonitoringConfig)에 포함된 파라메터 중 하나 이상의 파라메터 값에 새로운 값을 정의하여 빔실패 검출과 복구 프로시져가 수행되더라도 랜덤 액세스 프로시져가 개시되지 않도록 할 수 있다. 예를 들어 빔실패검출타이머를 무한대로 세팅하기 위한 값을 정의하거나, beamFailureInstanceMaxCount를 무한대로 세팅하기 위한 값을 정의할 수 있다. 설명의 편의를 위해 일부 파라메터에 대해서만 기술하지만, 전술한 빔실패복구구성정보 그리고 무선링크모니터링구성정보에 포함된 임의의 파라메터도 본 실시예의 범주에 포함될 수 있다.

다른 예를 들어, 기지국은 단말이 위성 빔의 센터부분에 있을 때와 위성 빔의 에지/경계부분에 있을 때(또는 기지국은 단말이 빔변경이나 빔실패 검출/복구가 기대되지 않는 듀레이션에 있을 때와 빔변경이나 빔실패 검출/복구가 기대되는 듀레이션에 있을 때), 빔실패 검출과 복구 프로시져를 위한 파라메터 셋을 구분하여 구성하도록 할 수 있다. 일 예로 구분되어 세팅될 수 있는 파라메터는 빔실패 검출과 복구를 위해 빔실패복구구성정보 그리고 무선링크모니터링구성정보에 포함된 파라메터 중 하나 이상의 파라메터가 될 수 있다. 예를 들어 위성 빔의 센터부분에 있을 때를 중심으로 설명한다. 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 단말이 빔변경이나 빔실패 검출/복구가 기대되지 않는 듀레이션에 있을 때에도 동일하게 적용될 수 있다. 위성 빔의 센터부분에 있을 때, 제1 beamFailureInstanceMaxCount 값과 위성 빔의 에지/경계부분에 있을 때(또는 단말이 빔변경이나 빔실패 검출/복구가 기대되는 듀레이션에 있을 때, 이하에서 설명의 편의를 위해 ‘단말이 빔변경이나 빔실패 검출/복구가 기대되는 듀레이션에 있을 때’를 ‘위성 빔의 에지/경계부분에 있을 때’로 표기한다) 제2 beamFailureInstanceMaxCount 값을 서로 다른 값으로 구성할 수 있다. 제1 beamFailureInstanceMaxCount 값은 제2 beamFailureInstanceMaxCount 값보다 큰 값을 가질 수 있다. 또는 위성 빔의 센터부분에 있을 때 제1 rsrp-ThresholdSSB 값과 위성 빔의 에지/경계부분에 있을 때 제2 rsrp-ThresholdSSB 값을 서로 다른 값으로 구성할 수 있다. 설명의 편의를 위해 일부 파라메터에 대해서만 기술하지만, 전술한 빔실패복구구성정보 그리고 무선링크모니터링구성정보에 포함된 임의의 파라메터도 본 실시예의 범주에 포함될 수 있다.

또 다른 예를 들어, 위성 빔이 이동할 때 또는 특정 영역에서 위성 빔이 변경될 때, 단말의 위치도 변경될 수 있다. 이에 따라 빔실패 듀레이션의 시작시점 및/또는 종료시점이 변경될 수 있다. 이는 단말의 이동성 수준에 따라 달라질 수 있다. 기지국은 단말에 빔실패 듀레이션을 구성할 때 단말의 이동을 보정하기 위한 오프셋 값을 단말에 함께 지시할 수 있다. 해당 정보가 구성되면 단말은 해당 값을 활용해 연산(e.g. 가산, 감산, 스케일링)한 값을 산출하고, 이를 이용하여 빔실패 듀레이션을 동작시킬 수 있다.

또 다른 예를 들어, 기지국은 빔실패 듀레이션을 구성할 때 단말의 이동성을 보정하기 위한 스케일링 파라메터를 단말로 지시할 수 있다. 해당 정보가 구성되면 단말은 스케일링 파라메터를 빔실패 듀레이션에 곱한 값을 이용하여 타이머를 동작시킬 수 있다.

또 다른 예를 들어, 기지국이 전술한 오프셋 파라메터 또는 스케일링 파라메터를 산출하기 위해 이동성 히스토리 리포트에 위성 빔 정보를 포함할 수 있다. 이는 기지국 식별자와 SSB index 또는 CSI-RS index 및 타임스탬프 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다. 단말은 위성 빔 단위의 이동성 정보(예를 들어 이동성히스토리리포트)를 기지국으로 리포팅하도록 할 수 있다. 이는 RRC 아이들 단말의 RRC 연결 설정 또는 RRC 인액티브 단말의 RRC 연결 재개 또는 RRC 연결 단말의 경우 기지국의 요청에 의해 수행될 수 있다. 또는 RRC 연결 설정 또는 RRC 연결 재개 과정에서 이동성 히스토리 정보가 가용함을 지시하는 정보를 포함했을 때, 기지국은 단말로부터 해당 정보를 수신할 수 있다.

또 다른 예를 들어, 단말은 빔실패 듀레이션을 포함한 구성정보를 수신하면 이를 적용한다. 일 예로 빔실패 듀레이션의 시작시간이 2초 후로 지시된다면, 단말은 수신된 값으로 세팅된 타이머를 시작한다. 이 타이머가 만료되면(2초가 지나면), 단말은 빔변경 또는 빔실패 검출/복구 프로시져를 개시할 수 있다. 또는 전술한 각 실시예에 따른 동작을 수행할 수 있다. 다른 예로 빔실패 듀레이션의 종료시간이 3초 후로 지시된다면, 빔실패 듀레이션이 시작된 후 빔실패 듀레이션(3초-2초=1초) 값으로 세팅된 또 다른 타이머를 시작한다. 이 또 다른 타이머가 만료되기 전에 빔실패를 검출하면, 예를 들어 만약 빔실패 인스턴스 지시를 위한 카운터(BFI_COUNTER)가 beamFailureInstanceMaxCount보다 크거나 같으면, 단말은 빔실패복구구성정보에 구성된 파라메터를 이용하여 랜덤 액세스 프로시져를 개시한다. 해당 타이머가 만료되면(또 다른 1초가 지나면), 단말은 랜덤 액세스 프로시져를 개시할 수 있다. 단말은 빔변경 또는 빔실패 검출/복구 프로시져를 수행할 때 또는 랜덤 액세스 프로시져를 개시할 때 사용할 파라메터를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 랜덤액세스프리앰블인덱스, SSB index 및 ra-OccasionList 중 하나 이상의 정보를 단말에 지시해 구성할 수 있다. 만약 해당 위성 빔이 서빙 위성 빔과 다른 위성(또는 기지국)을 통한 것이라면, 서빙 위성 빔을 제공하는 위성(또는 기지국은) 및 해당 위성 빔을 제공하는 다른 위성(또는 기지국)으로부터 전술한 정보를 요청해 수신할 수 있다.

전술한 타이머는 국제표준시(e.g. Coordinated Universal Time)에 기반한 값을 이용해 지시될 수 있다. 단말은 국제표준시에 기반해 지시된 값을 조건으로 사용하여 적용할 수 있다. 일 예로 기지국은 해당 RRC 메시지가 전송되는 PDSCH 끝 경계 후 SFN 경계에 해당하는 Coordinated Universal Time을 지시하고 이로부터 빔변경 또는 빔실패 듀레이션의 시작까지의 오프셋 시간을 지시할 수 있다. 다른 예로 기지국은 다음에 발생할 빔변경 또는 빔실패 듀레이션의 시작 Coordinated Universal Time 시간을 지시할 수 있다. 단말은 시스템정보(e.g. SIB9)를 통해 이미 Coordinated Universal Time을 알고 있을 수 있다. 따라서 단말은 이를 활용할 수 있다. 다른 예로 기지국은 다음에 발생할 빔변경 또는 빔실패 듀레이션의 시작까지의 경과시간(또는 오프셋 시간)을 지시할 수 있다.

한편, 기지국은 단말이 빔변경이나 빔실패 검출/복구가 기대되는 구간에 들어가기 위한 조건을 단말에 지시할 수도 있다. 일 예로 해당 위성 빔에 대한 측정 임계값(ex, RSRP 임계값)을 구성할 수 있다. 측정 임계값(RSRP 임계값)은 측정구성정보에 포함되는 측정ID를 통해 연계해 구성할 수 있다. 예를 들어, 측정 임계값에 대한 조건 정보는 소스 셀의 품질이 절대 임계값보다 나쁜 것을 나타내는 이벤트 A2(Serving becomes worse than absolute threshold) 또는 타겟 셀의 품질이 절대 임계값보다 더 나은 것을 나타내는 이벤트 A4(Neighbour becomes better than absolute threshold) 및 일반적인 핸드오버를 위한 이벤트 A3(Neighbour becomes amount of offset better than PCell/PSCell;) 중 하나 이상의 조합을 통해 구성될 수 있다. 이에 따라 측정 임계값에 대한 조건 정보는 리포팅 구성(ReportConfigNR) 정보 요소 내에 포함될 수 있다. 다른 예로 단말은 하위계층으로부터 수신되는 빔실패인스턴스 인디케이션 카운터 임계값을 구성할 수 있다. 해당 조건이 구성되면 단말은 해당 조건을 만족할 때 빔변경 또는 빔실패 검출/복구 프로시져를 개시할 수 있다.

다른 예로 해당 위성 빔에 대한 위치 TA(Timing Advance) 임계값이 단말에 구성될 수도 있다. TA는 다운링크 프레임에 상대적인 업링크 프레임 타이밍을 조정하는데 사용된다. TA는 전파 지연(propagation delay)의 두 배를 한 값이다. 단말이 위성 빔의 센터부분에 있을 때 TA는 가장 작은 값을 가지고, 단말이 위성 빔의 엣지부분에 있을 때 TA는 가장 큰 값을 가지게 된다. 단말은 다음과 같은 방법을 이용하여 TA를 획득할 수 있다. 먼저, 랜덤 액세스 프로시져 동안 기지국에 의해 초기 TA 값을 수신할 수 있다. 다른 방법으로, RRC 연결상태 단말에 대해 기지국은 MAC CE를 통해 TA를 전송할 수 있다. 단말은 기지국에 의해 수신한 TA를 기반으로 단말의 위치와 위성의 궤도정보를 활용하여 TA를 개선(refinement)할 수 있다. 예를 들어 단말의 위치를 아는 경우, 단말의 위치와 위성의 위치로부터 단말과 위성의 거리를 산출할 수 있다. 거리 값을 빛의 속도로 나누면 전파 지연을 구할 수 있다. 단말은 위성 궤도정보와 단말의 위치정보에 기반하여 산출한 TA값과 기지국에 의해 지시된 TA 임계값을 기반으로 단말이 빔변경 또는 빔실패 검출/복구가 기대되는 구간에 들어 갔는지 알 수 있다.

전술한 조건들은 독립적으로 또는 임의의 조건들을 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어 전술한 타이머가 만료되면(또는 만료된 상태에서), 전술한 측정 임계값을 만족할 때 빔변경 또는 빔실패 검출/복구 프로시져를 개시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예들은 비지상 네트워크를 통해 서비스되는 단말의 빔 실패 복구를 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

아래에서는 도 1 내지 도 16을 참조하여 설명한 본 실시예들의 동작을 수행할 수 있는 단말 및 기지국을 구성 관점에서 간략히 다시 설명한다.

도 17은 일 실시예에 따른 단말 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 17을 참조하면, 비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network; NTN)를 이용하여 통신을 수행하는 단말(1700)은, 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 구성정보를 기지국으로부터 수신하는 수신부(1730) 및 구성정보를 이용하여 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건을 만족하는지 판단하고, 트리거 조건을 만족하는 경우, 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작을 수행하는 제어부(1710)를 포함하는 한다.

예를 들어, 수신부(1730)는 셀 변경 또는 빔 실패복구를 진행할 때 사용되는 정보요소를 포함하는 구성정보를 기지국으로부터 수신한다. 일 예로, 구성정보는 셀 변경 또는 빔 변경을 위한 주기정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 구성정보는 셀 변경 또는 빔 실패복구를 실행하기 위한 트리거 조건을 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 구성정보는 전술한 주기정보 및 트리거 조건을 모두 포함할 수도 있다.

구체적으로, 구성정보는 단말(1700)이 빔 실패를 검출하기 위해서 사용하는 듀레이션 정보를 포함할 수 있다. 또는 구성정보는 기지국의 위치정보(좌표정보)와 궤도이동 정보 등을 포함할 수도 있다. 또는 구성정보는 복수의 기지국(위성)의 좌표정보와 궤도이동 정보를 포함할 수도 있다. 필요에 따라, 구성정보는 위성 빔 별 궤도정보와 이를 연계하기 위한 SSB 또는 CSI-RS 인덱스 정보를 포함할 수도 있다.

또한, 구성정보는 셀 변경 또는 빔 실패복구를 특정 시점 또는 특정 영역에서만 수행하도록 하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말(1700)이 특정 위치에 있거나, 또는 특정 시점에 도달하기까지 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작을 비활성화 하기 위한 정보가 구성정보에 포함될 수 있다. 이를 위해서, 구성정보는 타이머 값, 카운터 값 등을 포함할 수 있으며, 빔실패복구 구성정보, 무선링크모니터링 구성정보를 포함하거나 이를 지칭하는 것일 수 있다.

한편, 트리거 조건은, 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행 시작 시간을 지시하는 타이머 값, 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작이 실행되는 듀레이션 정보 및 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행에 적용되는 하나 이상의 측정 임계값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

트리거 조건은 전술한 바와 같이, 구성정보에 포함되어 단말(1700)에 구성될 수 있다. 제어부(1710)는 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행 시작 시간에서 일정 듀레이션 동안 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 동작을 수행하고, 그 외 시간에는 해당 동작을 비활성화 할 수 있다. 또는 제어부(1710)는 측정 임계값을 복수로 구성하여 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행을 특정 시간 또는 특정 단말 위치에서만 활성화되도록 할 수 있다. 하나 이상의 측정 임계값은, 이벤트 A2, 이벤트 A3 및 이벤트 A4 중 적어도 하나를 이용하여 지시된다.

제어부(1710)는 전술한 트리거 조건을 만족하면, 구성정보를 이용하여 위성 빔을 모니터링하고, 위성 또는 단말의 이동에 따른 셀 변경 동작을 수행할 수 있다. 동일하게 단말은 트리거 조건을 만족하면, 빔 실패를 검출하기 위한 모니터링 동작을 수행하고, 빔 실패가 검출되면 빔 실패복구를 위한 동작을 수행한다. 예를 들어, 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작은, 랜덤 액세스 동작을 포함할 수 있다.

이 외에도, 제어부(1710)는 전술한 본 실시예를 수행하기에 필요한 비지상 네트워크에서의 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작을 제어하기 위한 전반적인 단말(1700)의 동작을 제어한다.

송신부(1720)와 수신부(1730)는 전술한 본 실시예들을 수행하기에 필요한 신호나 메시지, 데이터를 기지국과 송수신하는데 사용된다.

도 18은 일 실시예에 따른 기지국 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 18을 참조하면, 비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network; NTN)를 이용하여 통신을 수행하는 기지국(1800)은, 단말의 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 구성정보를 단말로 전송하는 송신부(1820) 및 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건이 만족되면, 단말과 랜덤 액세스 동작을 수행하는 제어부(1810)를 포함할 수 있다. 단말은 구성정보를 이용하여 상기 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건의 만족 여부를 판단한다.

트리거 조건은 전술한 바와 같이, 구성정보에 포함되어 단말에 구성될 수 있다. 단말은 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행 시작 시간에서 일정 듀레이션 동안 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 동작을 수행하고, 그 외 시간에는 해당 동작을 비활성화 할 수 있다. 또는 단말은 측정 임계값을 복수로 구성하여 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행을 특정 시간 또는 특정 단말 위치에서만 활성화되도록 할 수 있다. 하나 이상의 측정 임계값은, 이벤트 A2, 이벤트 A3 및 이벤트 A4 중 적어도 하나를 이용하여 지시된다.

이 외에도 제어부(1810)는 전술한 본 실시예를 수행하기에 필요한 비지상 네트워크에서의 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작을 제어하기 위한 전반적인 기지국(1800)의 동작을 제어한다.

송신부(1820)와 수신부(1830)는 전술한 본 실시예들을 수행하기에 필요한 신호나 메시지, 데이터를 단말과 송수신하는데 사용된다.

전술한 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 실시 예들 중 본 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계, 구성, 부분들은 전술한 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 위에서 개시한 표준 문서들에 의해 설명될 수 있다.

상술한 본 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 실시예들에 따른 방법은 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, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러 또는 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 장치, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

또한, 위에서 설명한 "시스템", "프로세서", "컨트롤러", "컴포넌트", "모듈", "인터페이스", "모델", 또는 "유닛" 등의 용어는 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 중인 소프트웨어를 의미할 수 있다. 예를 들어, 전술한 구성요소는 프로세서에 의해서 구동되는 프로세스, 프로세서, 컨트롤러, 제어 프로세서, 개체, 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 컨트롤러 또는 프로세서에서 실행 중인 애플리케이션과 컨트롤러 또는 프로세서가 모두 구성 요소가 될 수 있다. 하나 이상의 구성 요소가 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 있을 수 있으며, 구성 요소들은 하나의 장치(예: 시스템, 컴퓨팅 디바이스 등)에 위치하거나 둘 이상의 장치에 분산되어 위치할 수 있다.

이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network; NTN)를 이용하여 단말이 통신을 수행하는 방법에 있어서,
셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 구성정보를 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 구성정보를 이용하여 상기 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 및
상기 트리거 조건을 만족하는 경우, 상기 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작을 수행하는 단계를 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 구성정보는,
상기 셀 변경 또는 빔 변경을 위한 주기정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 구성정보는,
상기 셀 변경 또는 빔 실패복구를 실행하기 위한 상기 트리거 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 트리거 조건은,
상기 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행 시작 시간을 지시하는 타이머 값, 상기 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작이 실행되는 듀레이션 정보 및 상기 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행에 적용되는 하나 이상의 측정 임계값 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 하나 이상의 측정 임계값은,
이벤트 A2, 이벤트 A3 및 이벤트 A4 중 적어도 하나를 이용하여 지시되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작은,
랜덤 액세스 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network; NTN)를 이용하여 기지국이 통신을 수행하는 방법에 있어서,
단말의 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 구성정보를 상기 단말로 전송하는 단계; 및
상기 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건이 만족되면, 상기 단말과 랜덤 액세스 동작을 수행하는 단계를 포함하되,
상기 단말은 상기 구성정보를 이용하여 상기 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건의 만족 여부를 판단하는 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 구성정보는,
상기 셀 변경 또는 빔 변경을 위한 주기정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 구성정보는,
상기 셀 변경 또는 빔 실패복구를 실행하기 위한 상기 트리거 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 트리거 조건은,
상기 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행 시작 시간을 지시하는 타이머 값, 상기 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작이 실행되는 듀레이션 정보 및 상기 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행에 적용되는 하나 이상의 측정 임계값 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 하나 이상의 측정 임계값은,
이벤트 A2, 이벤트 A3 및 이벤트 A4 중 적어도 하나를 이용하여 지시되는 것을 특징으로 하는 방법.
비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network; NTN)를 이용하여 통신을 수행하는 단말에 있어서,
셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 구성정보를 기지국으로부터 수신하는 수신부; 및
상기 구성정보를 이용하여 상기 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건을 만족하는지 판단하고, 상기 트리거 조건을 만족하는 경우, 상기 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작을 수행하는 제어부를 포함하는 단말.
제 12 항에 있어서,
상기 구성정보는,
상기 셀 변경 또는 빔 변경을 위한 주기정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
제 12 항에 있어서,
상기 구성정보는,
상기 셀 변경 또는 빔 실패복구를 실행하기 위한 상기 트리거 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
제 14 항에 있어서,
상기 트리거 조건은,
상기 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행 시작 시간을 지시하는 타이머 값, 상기 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작이 실행되는 듀레이션 정보 및 상기 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행에 적용되는 하나 이상의 측정 임계값 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
제 15 항에 있어서,
상기 하나 이상의 측정 임계값은,
이벤트 A2, 이벤트 A3 및 이벤트 A4 중 적어도 하나를 이용하여 지시되는 것을 특징으로 하는 단말.
제 12 항에 있어서,
상기 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작은,
랜덤 액세스 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network; NTN)를 이용하여 통신을 수행하는 기지국에 있어서,
단말의 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 구성정보를 상기 단말로 전송하는 송신부; 및
상기 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건이 만족되면, 상기 단말과 랜덤 액세스 동작을 수행하는 제어부를 포함하되,
상기 단말은 상기 구성정보를 이용하여 상기 셀 변경 또는 빔 실패복구를 위한 트리거 조건의 만족 여부를 판단하는 기지국.
제 18 항에 있어서,
상기 구성정보는,
상기 셀 변경 또는 빔 변경을 위한 주기정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제 18 항에 있어서,
상기 구성정보는,
상기 셀 변경 또는 빔 실패복구를 실행하기 위한 상기 트리거 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제 20 항에 있어서,
상기 트리거 조건은,
상기 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행 시작 시간을 지시하는 타이머 값, 상기 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작이 실행되는 듀레이션 정보 및 상기 셀 변경 또는 빔 실패복구 동작의 실행에 적용되는 하나 이상의 측정 임계값 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제 21 항에 있어서,
상기 하나 이상의 측정 임계값은,
이벤트 A2, 이벤트 A3 및 이벤트 A4 중 적어도 하나를 이용하여 지시되는 것을 특징으로 하는 기지국.