KR20200090096A

KR20200090096A - 차세대 무선망에서 포지셔닝을 수행하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20200090096A
Application number: KR1020190170584A
Authority: KR
Inventors: 김기태
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2020-07-28

Abstract

본 실시예들은 포지셔닝을 수행하는 방법 및 장치에 대한 것으로, 일 실시예는 단말이 포지셔닝을 수행하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 상향링크 측위 참조신호(uplink positioning reference signal; UL PRS)의 전송에 대한 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling; SPS) 설정 정보를 수신하는 단계 및 SPS 설정 정보에 기초하여 상향링크 측위 참조신호를 전송하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

Description

차세대 무선망에서 포지셔닝을 수행하는 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD OF PERFORMING POSITIONING IN NEW RADIO}

본 개시는 차세대 무선 액세스 망(이하, "NR[New Radio]"라 함)에서 단말의 위치를 측정하는 방법 및 장치에 대해서 제안한다.

3GPP는 최근 차세대 무선 액세스 기술(다시 말하면, 5G 무선 액세스 기술)에 대한 연구를 위한 스터디 아이템인 "Study on New Radio Access Technology"를 승인하고, 이를 기반으로 RAN WG1에서는 각각 NR(New Radio)을 위한 프레임 구조(frame structure), 채널 코딩 및 변조(channel coding & modulation), 파형 및 다중 접속 방식(waveform & multiple access scheme) 등에 대한 설계가 진행 중이다. NR은 LTE에 대비하여 향상된 데이터 전송률뿐만 아니라 세분화되고 구체화된 사용 시나리오(usage scenario) 별로 요구되는 다양한 QoS 요구(QoS requirements)를 만족시킬 수 있는 설계가 이루어지도록 요구되고 있다.

NR의 대표적 사용 시나리오로서 eMBB(enhancement Mobile BroadBand), mMTC(massive Machine Type Communication) 및 URLLC(Ultra Reliable and Low Latency Communications)가 정의되었으며, 각각의 사용 시나리오 별 요구를 만족시키기 위하여 LTE 대비 플렉서블한 프레임 구조 설계가 요구되고 있다.

각각의 서비스 요건(usage scenario)은 데이터 속도(data rates), 지연속도(latency), 신뢰도(reliability), 커버리지(coverage) 등에 대한 요구가 서로 상이하기 때문에 임의의 NR 시스템을 구성하는 주파수 대역을 통해 각각의 사용 시나리오별 요구를 효율적으로 만족시키기 위한 방법으로서 서로 다른 뉴머롤로지(numerology)(예를 들어, 서브캐리어 스페이싱(subcarrier spacing), 서브프레임(subframe), TTI(Transmission Time Interval) 등) 기반의 무선 자원 유닛(unit)을 효율적으로 멀티플렉싱(multiplexing)하는 방안에 대한 필요성이 제기되고 있다.

특히, NR에서 요구되는 단말의 위치 측정과 관련된 다양한 사용 케이스와 높은 해상도(resolution)를 지원할 수 있도록 상향링크 측위 참조신호(uplink positioning reference signal, UL PRS)에 대한 구체적인 설계가 필요한 실정이다.

본 개시의 실시예들은, 단말의 위치를 측정하기 위하여 상향링크 측위 참조신호를 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling; SPS)에 따라 전송하는 구체적인 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

일 측면에서, 본 실시예들은 단말이 포지셔닝(positioning)을 수행하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 상향링크 측위 참조신호(uplink positioning reference signal; UL PRS)의 전송에 대한 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling; SPS) 설정 정보를 수신하는 단계 및 SPS 설정 정보에 기초하여 상향링크 측위 참조신호를 전송하는 단계를 포함하는 방법을 제공할 수 있다.

다른 측면에서, 본 실시예들은 기지국이 포지셔닝(positioning)을 수행하는 방법에 있어서, 상향링크 측위 참조신호(uplink positioning reference signal; UL PRS)의 전송에 대한 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling; SPS) 설정 정보를 단말로 전송하는 단계 및 SPS 설정 정보에 기초하여 상향링크 측위 참조신호를 수신하는 단계를 포함하는 방법을 제공할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 실시예들은 포지셔닝(positioning)을 수행하는 단말에 있어서, 기지국으로부터 상향링크 측위 참조신호(uplink positioning reference signal; UL PRS)의 전송에 대한 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling; SPS) 설정 정보를 수신하는 수신부 및 SPS 설정 정보에 기초하여 상향링크 측위 참조신호를 전송하는 송신부를 포함하는 단말을 제공할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 실시예들은 포지셔닝(positioning)을 수행하는 기지국에 있어서, 상향링크 측위 참조신호(uplink positioning reference signal; UL PRS)의 전송에 대한 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling; SPS) 설정 정보를 단말로 전송하는 송신부 및 SPS 설정 정보에 기초하여 상향링크 측위 참조신호를 수신하는 수신부를 포함하는 기지국을 제공할 수 있다.

본 실시예들에 의하면, 단말의 위치를 측정하기 위하여 상향링크 측위 참조신호를 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling; SPS)에 따라 전송하는 구체적인 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 본 실시예가 적용될 수 있는 서로 다른 SCS에 대한 심볼 레벨 얼라인먼트(symbol level alignment)의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 실시예가 적용될 수 있는 LTE-A CSI-RS 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 본 실시예가 적용될 수 있는 NR component CSI-RS RE 패턴(patterns)을 도시한 도면이다.
도 11은 본 실시예가 적용될 수 있는 NR CDM 패턴을 도시한 도면이다.
도 12는 본 실시예가 적용될 수 있는 노멀 사이클릭 프리픽스(normal cyclic prefix)의 경우 측위 참조신호의 매핑을 도시한 도면이다.
도 13은 본 실시예가 적용될 수 있는 OTDOA기반 포지셔닝의 개념도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 단말이 포지셔닝을 수행하는 절차를 도시한 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 기지국이 포지셔닝을 수행하는 절차를 도시한 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 다중 단말/그룹 기반의 상향링크 측위 참조신호(UL PRS) 전송을 위한 UL 자원 할당을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 상향링크 측위 참조신호 전송 시 이용되는 상향링크 레퍼런스 대역폭 파트(UL reference BWP)를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 상향링크 측위 참조 신호 정보 요소를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 UL DMRS 구조를 차용한 UL PRS 설계를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 또 다른 실시예에 의한 사용자 단말의 구성을 보여주는 도면이다.
도 21은 또 다른 실시예에 의한 기지국의 구성을 보여주는 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 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 세대별 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 향상시킨 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 gNB 및 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 시나리오별로 데이터 속도, 지연속도, 커버리지 등에 대한 요구가 서로 상이하기 때문에 임의의 NR 시스템을 구성하는 주파수 대역을 통해 각각의 시나리오별 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 15 kHz를 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 15 kHz로 고정되는 것과는 차이가 있다. 구체적으로, NR에서 데이터 전송을 위해서 사용되는 서브캐리어 간격은 15, 30, 60, 120 kHz 이고, 동기 신호 전송을 위해서 사용되는 서브캐리어 간격은 15, 30, 12, 240 kHz 이다. 또한, 확장 CP는 60 kHz 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. 15 kHz 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, 15 kHz 서브캐리어 간격을 가지는 뉴머롤러지의 경우에 슬롯은 1ms 길이로 서브프레임과 동일한 길이로 구성된다. 이와 달리, 30 kHz 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 또는 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 간격별로 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 활성화될 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 서브캐리어를 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 모니터링하는 후보 주파수 위치인 동기 래스터(synchronization raster)를 이용하여 SSB를 모니터링한다. 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 브로드캐스팅하는 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 상향링크 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, 기지국으로 스케줄링된 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, 자원블록, 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.

3GPP는 최근 차세대/5G 무선 액세스 기술에 대한 연구를 위한 스터디 아이템(study item)인 “Study on New Radio Access Technology”를 승인하고, 이를 기반으로 RAN WG1에서는 각각 NR(New Radio)를 위한 프레임 구조(frame structure), 채널 코딩 및 변조(channel coding & modulation), 파형 및 다중 접속 방식(waveform & multiple access scheme) 등에 대한 논의가 시작되었다. NR은 LTE 대비 향상된 데이터 전송율 뿐 아니라, 세분화되고 구체화된 서비스 요건(usage scenario) 별로 요구되는 다양한 QoS 요구를 만족시킬 수 있는 설계가 이루어지도록 요구되고 있다.

특히 NR의 대표적 서비스 요건(usage scenario)으로서 eMBB(enhancement Mobile BroadBand), mMTC(massive Machine Type Communication) 및 URLLC(Ultra Reliable and Low Latency Communications)가 정의되었으며, 각각의 서비스 요건(usage scenario) 별 요구를 만족하기 위한 방법으로서 LTE/LTE-Advanced 대비 플렉서블한 프레임 구조 설계가 요구되고 있다.

각각의 서비스 요건(usage scenario)은 데이터 속도(data rates), 지연속도(latency), 신뢰도(reliability), 커버리지(coverage) 등에 대한 요구(requirements)가 서로 상이하기 때문에 임의의 NR 시스템을 구성하는 주파수 대역을 통해 각각의 서비스 요건(usage scenario) 별 요구를 효율적으로 만족시키기 위한 방법으로서 서로 다른 뉴머롤러지(numerology)(예를 들어, subcarrier spacing, subframe, TTI 등) 기반의 무선 자원 유닛(unit)을 효율적으로 멀티플렉싱(multiplexing)하는 방안에 대한 필요성이 제기되고 있다.

이를 위한 한 방법으로서, 서로 다른 서브캐리어 간격(subcarrier spacing) 값을 갖는 뉴머롤러지(numerology)에 대해 하나 또는 복수의 NR 요소 반송파(component carrier(s))를 통해 TDM, FDM 또는 TDM/FDM 기반으로 다중화하여 지원하는 방법 및 시간 도메인(time domain)에서의 스케줄링 단위를 구성함에 있어서 하나 이상의 시간 유닛(time unit)을 지원하는 방안에 대한 논의가 이루어졌다. 이와 관련하여 NR에서는 시간 도메인 구조(time domain structure)의 한 종류로서 서브프레임(subframe)에 대한 정의가 이루어졌으며, 해당 서브프레임 지속기간(subframe duration)을 정의하기 위한 레퍼런스 뉴머롤러지(reference numerology)로서 LTE와 동일한 15kHz SCS(Sub-Carrier Spacing) 기반 normal CP overhead의 14개의 OFDM symbols로 구성된 단일한 서브프레임 지속기간(subframe duration)을 정의하기로 결정하였다. 이에 따라 NR에서 서브프레임은 1ms의 지속기간(time duration)을 가진다. 단, LTE와 달리 NR의 서브프레임은 절대적인 레퍼런스 지속기간(reference time duration)으로서, 실제 상/하향 링크 데이터 스케줄링의 기반의 되는 시간 유닛(time unit)으로서 슬롯(slot) 및 미니 슬롯(mini-slot)이 정의될 수 있다. 이 경우, 해당 슬롯을 구성하는 OFDM 심볼의 개수, y값은 normal CP의 경우, SCS값에 관계 없이 y=14의 값을 갖도록 결정되었다.

이에 따라 임의의 슬롯은 14개의 심볼로 구성되며, 또한 해당 슬롯의 전송 지시(transmission direction)에 따라, 모든 심볼이 하향링크 전송(DL transmission)을 위해 이용되거나, 또는 모든 심볼이 상향링크 전송(UL transmission)을 위해 이용되거나, 또는 하향링크 부분(DL portion) + 갭(gap) + 상향링크 부분(UL portion)의 형태로 이용될 수 있다.

또한 임의의 뉴머롤러지(numerology)(또는 SCS)에서 상기 슬롯보다 적은 수의 심볼로 구성된 미니 슬롯이 정의되어 이를 기반으로 상/하향링크 데이터 송수신을 위한 짧은 길이의 시간 도메인 스케줄링 간격(time-domain scheduling interval)이 설정되거나, 또는 슬롯 병합(slot aggregation)을 통해 상/하향링크 데이터 송수신을 위한 긴 길이의 시간 도메인 스케줄링 간격(time-domain scheduling interval)이 구성될 수 있다. 특히 URLLC와 같이 지연속도에 크리티컬(latency critical)한 데이터에 대한 송수신의 경우, 15kHz와 같이 SCS값이 작은 뉴머롤러지(numerology) 기반의 프레임(frame) 구조에서 정의된 1ms(14 symbols) 기반의 슬롯 단위로 스케줄링이 이루어질 경우, 지연속도 요구(latency requirement)를 만족시키기 힘들 수 있기 때문에 이를 위해서 해당 슬롯보다 적은 수의 OFDM 심볼로 구성된 미니 슬롯을 정의하여 이를 기반으로 해당 URLLC와 같은 지연속도에 크리티컬(latency critical)한 데이터에 대한 스케줄링이 이루어지도록 정의할 수 있다.

또는 상기에서 서술한 바와 같이 하나의 NR 캐리어(Carrier) 내에서 서로 다른 SCS값을 갖는 뉴머롤러지(numerology)를 TDM 및/또는 FDM 방식으로 다중화하여 지원함으로써, 각각의 뉴머롤러지(numerology) 별로 정의된 슬롯(또는 미니 슬롯) 길이(length)를 기반으로 지연속도 요구(latency requirement)에 맞추어 데이터를 스케줄링하는 방안도 고려되고 있다. 예를 들어, 아래의 도 8과 같이 SCS가 60kHz인 경우, SCS 15kHz인 경우보다 심볼 길이가 1/4정도로 줄어들기 때문에 동일하게 14개의 OFDM 심볼로 하나의 슬롯을 구성할 경우, 해당 15kHz 기반의 슬롯 길이(slot length)는 1ms이 되는 반면, 60kHz 기반의 슬롯 길이는 약 0.25ms으로 줄어들게 된다.

이처럼 NR에서는 서로 다른 SCS 또는 서로 다른 TTI 길이(length)를 정의함으로써, URLLC와 eMBB 각각의 요구(requirement)를 만족시키는 방법에 대한 논의가 진행되고 있다.

한편, CSI는 기존 CRS(cell-specific RS)를 통한 채널 추정대신 채널 상태 인디케이터(Channel State Indicator)로 망에 대한 채널 상태를 제공한다. 셀 특정이지만 단말(UE)의 RRC 신호에 의해 구성된다. 채널상태정보 참조신호(Channel State Information Reference signal; CSI-RS)는 LTE Release 10에서 도입되었다. CSI-RS는 복조 RS를 추정하여 단말이 채널 상태 정보를 얻기 위해 사용한다.

기존 LTE Rel-8/9에서는 셀에서 최대 4개의 CRS를 지원했었다. 하지만 LTE-A(Rel-10)으로 진화하면서 최대 8개 레이어 전송을 지원하는 셀 참조 신호를 위한 CSI를 확장할 필요가 있었다. 여기에서 안테나 포트는 15-22로, 도 9에 도시된 것과 같이 할당되며, 자원 할당은 RRC 설정을 통해서 전송 주기 및 매핑(mapping)이 결정된다. 표 2는 normal CP에서 CSI-RS 설정(configuration)을 통한 매핑 방법을 정의하고 있다.

NR에서는 X-port CSI-RS가 N개 연속/비연속 OFDM심볼에 할당되도록 최종 정의하였다. 여기에서 CSI-RS 포트인 X-port는 최대 32 port가 되며, CSI-RS가 할당되는 심볼 N은 최대 4의 값을 갖는다.

기본적으로 CSI-RS는 도 10에 도시된 것과 같이, 총 세 개의 컴포넌트(component) 자원 요소(Resource Element; RE) 패턴을 갖는다. Y와 Z는 각각 CSI-RS RE 패턴의 주파수 축 길이와 시간축 길이를 나타낸다.

- (Y,Z)∈{(2,1),(2,2),(4,1)}

또한, 도 11에 도시된 것과 같이, NR에서 총 세 개의 CDM 패턴을 지원한다.

- FD-CDM2, CDM4(FD2,TD2), CDM8(FD2,TD4)

여기에서 실제 각 CDM 패턴에 할당되는 스프레딩(spreading) 시퀀스는 아래의 표 3 내지 표 6과 같다.

기존 LTE에서는 안테나 포트 6를 통해서, 도 12와 같이, 상위 레이어 시그널링(higher-layer signaling)을 전송할 수 있다. 이를 통해서 단말은 위치측위를 수행한다. 기본적으로 측위 참조신호(PRS)는 상위 레이어 시그널링(higher-layer signaling) 파라미터 설정을 통해서 미리 정의된 영역에 전송된다.

- Δ_PRS: 서브프레임 오프셋(subframe offset)

- T_PRS: 주기(Periodicity) 160, 320, 640, 1280 subframes

- N_PRS: Duration (=연속된 서브프레임들의 숫자(No. of consecutive subframes)) 1,2,4,6 subframes

기본적으로 측위 참조신호(PRS)는 유사 랜덤 시퀀스(Pseudo Random Sequence) 즉, 준 오소고날(Quasi-orthogonal) 특성 시퀀스를 사용한다. 즉 코드상에서 겹치는 측위 참조신호(PRS) 시퀀스는 이러한 직교 특성을 이용하여 분리할 수 있다. 주파수 영역에서는 도 12와 같이 주파수 영역에서 주파수 재사용 계수(frequency reuse factor=6)를 사용하여 인접한 셀 5개를 포함하여 총 6개 셀들을 주파수 영역에서 직교 할당할 수 있다. 이때 측위 참조신호(PRS) 자원 요소(RE)의 주파수 영역 위치는 기본적으로 PCI(physical cell ID)를 오프셋 값으로 사용하게 된다.

마지막으로 시간 영역에서 측위 참조신호(PRS)의 전송 구간을 타겟 셀(target cell) 들에서 모두 동일하게 가져간다면 충돌이 일어나기 때문에, 셀 별로 뮤팅(muting) 구간을 설정하여 특정 셀들 또는 셀 그룹간 직교 시간 구간으로 측위 참조신호(PRS) 전송이 발생할 수 있도록 조정할 수 있다.

위치 측위를 하는 기본 원리는 수신신호 시간차인 RSTD(received signal time difference)를 추정하는 OTDOA(Observed time difference of arrival)가 대표적인 방법이다. 기본 원리는 아래 도 13과 같이 적어도 3개 이상의 셀로부터의 시간차(time difference)를 기반으로 교차 영역을 추정하여 단말의 위치를 추정하게 된다. 측위 참조신호(PRS)에서는 단말에게 최대 24X3(3-sector) 셀들에 대한 측위 참조신호(PRS) 전송 정보를 상위 레이어 시그널링(higher-layer signaling)을 통해서 설정할 수 있다.

또한, 단말은 각 셀들로부터 추정한 RSTD 값들을 기지국에 리포팅해야 한다. 아래 표는 단말이 추정한 시간차(time difference) 값을 리포팅하기 위해 사용하는 값들 나타내고 있다.

기본적으로 -15391T_s 에서 15391T_s 까지의 구간이 리포팅 범위(reporting range)로 정의되며, -4096 T_s RSTD ≤ 4096 ≤ T_s 까지는 1 T_s 의 해상도 가진다. 나머지 구간의 해상도는 5 T_s 이다.

추가적으로 고 해상도(High resolution)에 대한 리포팅도 표준에 포함되었는데 해당 내용은 아래 표 8과 같다. 이 값은 앞서 추정한 RSTD와 같이 전송될 수 있는데, -2260 T_s ≤ RSTD ≤ 10451 T_s 에서는 RSTD_delta_0, RSTD_delta_1을 사용한 리포팅이 가능하며, 0000T_s ≤ RSTD ≤ 2259 T_s, 10452 T_s ≤ RSTD ≤ 12711 T_s 구간에서는 RSTD_delta_1을 제외한 모든 값을 사용할 수 있다. 참고로 1 T_s는 약 9.8m를 의미한다. LTE의 서브캐리어 스페이싱(subcarrier-spacing)인 15kHz를 기반으로 계산한 방법은 아래와 같다.

- SCS=15kHz, 기준 OFDM 심볼 길이 = 66.7us

- 2048FFT를 기준으로 시간축 2048샘플 생성됨.(오버샘플링(Oversampling) 미적용 기준)

- 시간 축 1 샘플(sample) 당 길이(=1T_s) = 66.7us/2048samples in time * (3*108m/s) = 9.8m

현재 NR 상향링크 측의 참조신호(UL PRS)에 대한 설계 방안이 부재되어 있다. 따라서, 본 개시에서는 5G NR을 위한 상향링크 측위 참조신호의 설정 방법을 제안한다.

이하에서는, 구체적으로 차세대 무선망에서 포지셔닝을 수행하기 위하여 상향링크 측위 참조신호를 반-지속적 스케줄링에 기반하여 전송하는 방법에 대해서 관련 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 14는 일 실시예에 따른 단말이 포지셔닝을 수행하는 절차를 도시한 도면이다.

도 14를 참조하면, 단말은 기지국으로부터 상향링크 측위 참조신호(uplink positioning reference signal; UL PRS)의 전송에 대한 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling; SPS) 설정 정보를 수신할 수 있다(S1400).

단말의 위치 측정을 위하여 기지국에서 단말로 측위 참조신호(positioning reference signal; PRS)를 전송하는 하향링크 포지션과는 달리, 샹향링크 포지셔닝은 단말별로 기지국으로 상향링크 측위 참조신호(UL PRS)를 전송해야 한다. 기지국에서는 다수의 단말들이 보내는 UL PRS 신호를 검출하여 측위를 수행하게 된다.

이 경우, 일 예에 따라, UL PRS는 SRS(Sounding Reference Signal)에 대한 구성이 이용될 수 있다. 또는, 다른 일 예에 따라, 상향링크 채널인 PRACH(Physical Random Access Channel)와 참조신호들인 DMRS(Demodulation Reference Signal), PTRS(Phase Tracking Reference Signal) 등의 구성이 이용되거나, 새로운 UL PRS가 구성될 수 있다.

이와 같이, 다수의 단말들이 보내는 UL PRS 신호를 이용하여 측위를 수행하게 되므로, 보다 높은 측위 정확도의 확보를 위하여, UL PRS의 전송에 할당된 무선 자원에 대해서는 별도의 다른 데이터의 전송 없이, UL PRS만이 전송되도록 설정될 수 있다.

이를 위하여, 일 예에 따라, 기지국에서는 엠프티 데이터(empty data) 스케줄링을 통하여 UL PRS의 전송 영역을 구성할 수 있다. 즉, 기지국은 단말에 대하여 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling) 특성을 갖는 대역을 설정하고, 해당 영역에 실제 PUSCH 전송을 수행하지 않도록 할 수 있다. 해당 PUSCH 영역에는 전술한 SRS 등과 같은 참조신호가 할당되어 UL PRS 형태로 전송될 수 있다.

일 예에 따라, 단말은 상향링크 측위 참조신호의 반-지속적 스케줄링에 따른 전송을 위한 SPS 설정 정보를 기지국으로부터 상위 레이어 시그널링(higher layer signaling)을 통하여 수신할 수 있다. SPS 설정 정보는 UL PRS가 전송되는 대역폭 파트(BWP) 인덱스, UL PRS의 전송 구간 및 전송 주기를 포함하는 UL SPS 자원 할당 정보, UL PRS 패턴 또는 UL PRS 전송 전력 값 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.

UL PRS BWP 인덱스의 경우, 단말에 할당된 BWP 중에서 UL PRS가 전송되는데 이용되는 대역폭 파트일 수 있다. 즉, 단말에서 별도의 PUCCH 또는 PUSCH를 전송하는데 이용하기 위하여 활성화된 BWP와 구분되는, UL PRS의 전송 시에 활성화되는 BWP를 지시하기 위한 BWP 인덱스 정보가 포함될 수 있다.

UL SPS 자원 할당 정보는, 슬롯 주기/구성 정보로서, SPS PUSCH 전송 구간 및 반복 주기에 대한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 반-지속적 스케줄링 기반으로 UL PRS을 전송하기 위한 전송 구간 및 전송 주기에 대한 정보가 포함될 수 있다.

UL PRS 패턴은, UL PRS의 구성에 이용되는 SRS 등을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. UL PRS로서 SRS만이 이용되는 경우, UL PRS 패턴을 지시하는 정보는 포함되지 않을 수 있다. UL PRS의 패턴 정보인, UL PRS 전송에 할당된 무선 자원 내에서 이용되는 심볼의 위치나 콤(comb) 사이즈 등에 대한 UL PRS의 전송 패턴, 셀 ID, 단말 ID에 따른 다중화/직교화 정보 등이 포함될 수 있다.

UL PRS 전송 전력 값은, 파워 헤드룸 리포트(Power headroom report; PHR) 정보를 활용하여 지시되거나 새로운 파라미터 설정 값을 통해서 정의될 수 있다. 상향링크에서는 기지국 입장에서 각 단말들의 수신 전력이 정렬될 필요가 있기 때문에, UL PRS 전송 전력 값에 대한 정보가 포함될 수 있다.

다시 도 14를 참조하면, 단말은 SPS 설정 정보에 기초하여 상향링크 측위 참조신호를 전송할 수 있다(S1410).

단말은, 수신된 SPS 설정 정보에 포함된 UL PRS BWP 인덱스, UL SPS 자원 할당 정보, UL PRS 패턴 또는 UL PRS 전송 전력 값 등에 대한 정보에 기초하여 UL PRS를 기지국으로 전송할 수 있다. 즉, 단말은 기지국으로 SPS 기반 UL PRS 전송을 수행할 수 있다.

이를 위하여, 일 예에 따라, UL PRS를 전송하기 이전에, 단말은 기지국으로부터 UL PRS에 대한 설정 정보를 수신할 수 있다. 일 예에 따라, UL PRS는 SRS에 대한 구성이 이용될 수 있다. 다만, 이 경우, 일 예에 따라, UL PRS에 대해서는 별도의 정보 요소(information element; IE)가 RRC 시그널링 등을 통하여 지시되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, UL PRS에 대하여 기존의 SRS의 구성을 이용하는 경우에도, 측위(positioning)를 위하여 SRS가 이용되는 경우에는, SRS에 대한 종래의 IE와 구분되는 별도의 새로운 IE가 설정될 수 있다. 즉, UL PRS의 전송과 관련된 다양한 파라미터들이 별도의 새로운 IE에서 정의될 수 있다.

UL PRS에 대한 설정 정보는 UL PRS의 전송을 위한 무선 자원에 포함된 상향링크 슬롯 내에서 UL PRS의 전송이 시작되는 심볼에 대한 정보를 포함할 수 있다. 일 예에 따라, UL PRS는, 해당 상향링크 슬롯 내의 모든 심볼에서 전송될 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 상향링크 슬롯 내에서 UL PRS의 전송의 시작점은 해당 슬롯 내의 모든 심볼 중 하나에 해당될 수 있다.

또한, UL PRS에 대한 설정 정보는, 상향링크 측위 참조신호의 전송에 할당된 상향링크 슬롯 내에서 상향링크 측위 참조신호가 구성되는 심볼의 갯수 및 콤(comb) 사이즈에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, UL PRS의 전송에 할당된 무선 자원을 구성하는 상향링크 슬롯 내에서 1, 2, 4, 8 또는 12 중 어느 하나의 갯수에 해당하는 심볼을 통하여 전송될 수 있다. 또는, UL PRS는 상향링크 슬롯 내의 각 심볼에 대하여 2, 4 또는 8 중 어느 하나의 콤(comb) 사이즈로 구성될 수 있다.

일 예에 따라, 단말은, SPS 설정 정보 이외에, SPS 기반 UL PRS 전송의 트리거링(triggering) 정보를 DCI를 통하여 수신할 수 있다. 즉, 단말은 기지국으로부터 DCI를 통한 SPS 기반 UL PRS 전송의 트리거링 정보가 수신되는 경우, 이후의 UL PRS의 전송은 SPS에 기반하여 전송할 수 있다. 마찬가지로, 단말은 SPS 기반 UL PRS 전송의 해제 정보도 DCI를 통하여 수신할 수 있다. 즉, SPS 기반 UL PRS 전송 중, 기지국으로부터 해당 해제 정보가 수신되면, 단말은 이후의 UL PRS의 전송은 SPS에 기반하지 않을 수 있다.

다만, 이는 일 예로서, 이에 한정되는 것은 아니다. SPS 활성화 및 해제는 단말의 상황에 따라, 단말에 의하여 트리거링될 수 있다. 예를 들어, UL PRS의 전송을 위한 오버헤드를 감소시킬 필요가 있는 경우, 단말은 기지국으로 SPS 활성화를 요청할 수 있다. 이후, UL PRS의 전송을 위한 채널 상태가 양호해지면, 단말은 기지국으로 SPS 해제를 요청할 수 있다.

단말이 기지국으로 UL PRS를 전송하면, 기지국은 UL PRS를 검출할 수 있다. 검출된 UL PRS를 이용하여 단말의 위치를 측정하는 방법은 공지의 방법에 따르며, 특정 방법에 한정되지 않는다.

이에 따르면, 단말의 위치를 측정하기 위하여 상향링크 측위 참조신호를 반-지속적 스케줄링에 따라 전송함으로써, 상향링크 측위 참조신호를 이용하여 포지셔닝을 수행하는 구체적인 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

도 15는 일 실시예에 따른 기지국이 포지셔닝을 수행하는 절차를 도시한 도면이다.

도 15를 참조하면, 기지국은 UL PRS의 전송에 대한 SPS 설정 정보를 단말로 전송할 수 있다(S1500).

단말의 위치 측정을 위하여, 기지국에서는 다수의 단말들이 보내는 UL PRS 신호를 검출하여 측위를 수행하게 된다. 일 예에 따라, UL PRS는 SRS에 대한 구성이 이용될 수 있다.

이를 위하여, 일 예에 따라, 기지국에서는 엠프티 데이터(empty data) 스케줄링을 통하여 UL PRS의 전송 영역을 구성할 수 있다. 즉, 기지국은 단말에 대하여 반-지속적 스케줄링 특성을 갖는 대역을 설정하고, 해당 영역에 실제 PUSCH 전송을 수행하지 않도록 할 수 있다. 해당 PUSCH 영역에는 전술한 SRS 등과 같은 참조신호가 할당되어 UL PRS 형태로 전송될 수 있다.

일 예에 따라, 기지국은 상향링크 측위 참조신호의 반-지속적 스케줄링에 따른 전송을 위한 SPS 설정 정보를 상위 레이어 시그널링(higher layer signaling)을 통하여 단말로 전송할 수 있다. SPS 설정 정보는 UL PRS가 전송되는 대역폭 파트(BWP) 인덱스, UL PRS의 전송 구간 및 전송 주기를 포함하는 UL SPS 자원 할당 정보, UL PRS 패턴 또는 UL PRS 전송 전력 값 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.

다시 도 15를 참조하면, 기지국은 SPS 설정 정보에 기초하여 상향링크 측위 참조신호를 수신할 수 있다(S1510).

기지국은, SPS 설정 정보에 포함된 UL PRS BWP 인덱스, UL SPS 자원 할당 정보, UL PRS 패턴 또는 UL PRS 전송 전력 값 등에 대한 정보에 기초하여 단말로부터 UL PRS를 수신할 수 있다. 즉, 기지국은 단말로부터 SPS 기반 UL PRS의 수신을 수행할 수 있다.

이를 위하여, 일 예에 따라, UL PRS를 수신하기 이전에, 기지국은 단말로 UL PRS에 대한 설정 정보를 전송할 수 있다. 일 예에 따라, UL PRS는 SRS에 대한 구성이 이용될 수 있다.

또한, UL PRS에 대한 설정 정보는, 상향링크 측위 참조신호의 전송에 할당된 상향링크 슬롯 내에서 상향링크 측위 참조신호가 구성되는 심볼의 갯수 및 콤(comb) 사이즈에 대한 정보를 포함할 수 있다.

일 예에 따라, 기지국은, SPS 설정 정보 이외에, SPS 기반 UL PRS 전송의 트리거링 정보를 DCI를 통하여 단말로 전송할 수 있다. 즉, 기지국은 단말로 DCI를 통한 SPS 기반 UL PRS 전송의 트리거링 정보를 전송한 경우, 이후의 UL PRS는 SPS에 기반하여 수신할 수 있다. 마찬가지로, 기지국은 SPS 기반 UL PRS 전송의 해제 정보도 DCI를 통하여 전송할 수 있다. 즉, SPS 기반 UL PRS 수신 중, 단말로 해당 해제 정보를 전송하면, 기지국은 이후의 UL PRS의 수신은 SPS에 기반하지 않을 수 있다.

다만, 이는 일 예로서, 이에 한정되는 것은 아니다. SPS 활성화 및 해제는 단말의 상황에 따라, 단말에 의하여 트리거링될 수 있다. 예를 들어, UL PRS의 전송을 위한 오버헤드를 감소시킬 필요가 있는 경우, 기지국은 단말로부터 SPS 활성화 요청을 수신할 수 있다. 이후, UL PRS의 전송을 위한 채널 상태가 양호해지면, 기지국은 단말로부터 SPS 해제 요청을 수신할 수 있다.

이하에서는, 관련도면을 참조하여, 포지셔닝을 위하여 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling; SPS)에 기반한 상향링크 측위 참조신호의 전송과 관련된 각 실시예에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

NR 포지셔닝과 관련하여, 주로 제안되는 사용 케이스는 기본적으로 TR 22.862의 Positioning use case and accuracy를 참고하고 있다. 이를 간략히 정리하면 아래 표 9와 같다.

NR 요구사항을 간략히 정리하면, LTE보다 높은 해상도(resolution)을 제공해야 하며, 다양한 사용 케이스를 지원해야 함을 알 수 있다. 이에 더해서 일부 시나리오에서는 3차원 측위를 요구한다.

따라서, 기존의 OTDOA기반 시간 차(Time difference)에 더해서 수직 또는 수평 방향에 대한 정보를 추가로 제공해야 한다. 이와 함께, 신호 세기(Signal Strength)에 대한 값과 빔 정보를 기반으로 단일 셀 기반 위치 측위 정보도 제공해야 할 필요가 있다.

이하에서는, 전술한 다양한 NR PRS의 사용 케이스(Use-case) 및 후보 기술들을 기반으로 상향링크 측위를 위한 상향링크 측위 참조신호(uplink positioning reference signal; UL PRS) 설정 방법에 대해서 제안한다.

실시예 1. 단말은 empty 데이터 스케줄링을 통해서 UL PRS를 전송을 수행할 수 있다.

샹향링크 포지셔닝은, 하향링크 PRS와 달리 단말 별로 PRS 신호를 보내야 하고, 여러 단말들이 보내는 PRS 신호를 기지국이 검출해야 한다. 종래 LTE에서는 별도의 UL PRS를 설계하지 않았으며, 기존의 UL 신호(signal)들을 통해서 구현 이슈로 분류하였다. 본 개시에서는 NR 포지셔닝을 위한 UL PRS의 일 예로서, SRS(Sounding Reference Signal)가 이용될 수 있다. 또는, UL PRS의 다른 일 예로서, 상향링크 채널인 PRACH(Physical Random Access Channel)와 참조신호들인 DMRS(Demodulation Reference Signal), PTRS(Phase Tracking Reference Signal) 등이나, 새롭게 설계되는 새로운 NR PRS가 포함될 수 있다.

이러한 상향링크 신호들 중 어느 채널 및 신호가 선택되어 UL PRS 용도로 정의된다 하더라도, 기본적으로 측위 정확도를 위해서는 데이터 전송 없이 UL PRS만이 전송되어야 할 필요가 있다. 즉, LTE PRS에서 햐향링크로 PRS 전송 시에 기지국은 PRS 전송 구간에 PDSCH 할당을 수행하지 않는다. 이와 같이, 샹항링크에서도 이러한 UL PRS 전송 구간에서는 UL PRS 전송만 수행하는 특성을 유지할 필요가 있다.

본 개시에서는 일 예에 따라, empty 데이터 스케줄링을 통해서 이러한 UL PRS 전송 영역을 확보할 수 있다. 즉, 단말에 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling) 특성을 갖는 대역을 설정하고, 해당 영역에 실제 PUSCH 전송을 수행하지 않도록 할 수 있다. 해당 PUSCH 영역에는 전술한 SRS 등과 같은 참조신호가 할당되어 UL PRS 형태로 전송될 수 있다. 예를 들어, 도 19와 같이, UL DMRS를 이용하여 UL PRS 전송이 수행될 수 있다. 이 경우, UL PUSCH가 전송되는 영역에서는 DMRS만이 전송되고, 실제 데이터 RE(resource element)는 비어있게 된다.

기본적으로 SPS 형태의 자원을 UL PRS로 사용하기 위해서는 소정의 상위 레이어 설정이 요구될 수 있다. 일 예에 따라, 상위 레이어 설정은 UL PRS BWP 인덱스, UL SPS 자원 할당 정보, UL PRS 패턴 또는 UL PRS 전송 전력 값 등을 포함할 수 있다.

UL PRS BWP 인덱스의 경우, 단말에 할당된 BWP 중에서 UL PRS가 전송되는데 이용되는 대역폭 파트일 수 있다.

UL SPS 자원 할당 정보는, 슬롯 주기/구성 정보로서, SPS PUSCH 전송 구간 및 반복 주기에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, UL SPS 자원 할당 정보는 총 4개 슬롯인 슬롯 #0~3, 10ms 주기 반복, 1200ms 전체 전송 구간 등으로 설정될 수 있다.

UL PRS 패턴은, UL RS 타입(type)으로, PRACH, SRS, DMRS, PTRS, 새로운 UL PRS 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 만약, 이 중에서 하나의 UL RS 타입만이 존재한다면 해당 정보은 필요하지 않을 수 있다. UL RS 구조로서, UL PRS의 실제 할당된 패턴 정보인, 각 RS의 미리 정해진(Predefined) 패턴, 셀 ID, 단말 ID에 따른 다중화/직교화 정보 등이 포함될 수 있다.

UL PRS 전송 전력 값은, 파워 헤드룸 리포트(Power headroom report; PHR) 정보를 활용하여 지시되거나 새로운 파라미터 설정 값을 통해서 정의될 수 있다. 상향링크에서는 기지국 입장에서 각 단말들의 수신 전력이 정렬될 필요가 있기 때문에, UL PRS 역시 UL PRS 전송 전력 값에 대한 설정이 필요하다. 각 단말들의 PRS 설정 값에 기본적으로 UL PRS 전력 값이 지칭될 수 있으며, 이 값은 특정 값에 대한 dB 스케일 증가/감소(dB scale increase/decrease) 형태를 가지거나, 레퍼런스(reference) 전력 값을 기본적으로 지칭해 줄 수 있다.

또한, SPS 형태의 PRS 트리거링(triggering)을 위해서 DCI를 이용해서 전송을 시작할 수 있다.

실시예 1-1. 다중 단말 또는 다중 단말 그룹들을 위해서 UL PRS가 전송되는 empty 데이터 구간은 TDM/FDM 형태로 다중화될 수 있다.

전술한 바와 같이, empty 데이터 스케줄링을 설정함에 있어, 단말별로 또는 단말 그룹별로 주어진 자원 영역 내에서 다중화할 수 있다. 이때 각 그룹 또는 단말들 간 서로 직교하는 자원 할당이 존재해야 한다. 따라서, 예를 들어, 도 16과 같이 4개의 단말이 서로 동시에 UL PRS를 전송하다고 할 때 모두 4개의 TDM/FDM 영역에 empty 데이터 전송 구간이 별도로 할당되게 된다. 단일 슬롯 내에서 이러한 구조가 정의될 경우에는 심볼 또는 PRB의 할당 영역으로 구체적으로 지칭될 수 있다.

실시예 2. 단말별로 특정 BWP(Bandwidth Part) 또는 대역들로 나누어 UL PRS 설정 영역을 할당할 수 있다.

본 실시예에서는 전술한 실시예 1의 UL PRS 전송 자원(UL PRBs) 대역에 대한 구체적인 설정 방법을 제공한다. BWP는 단말 특정(UE-specific)하게 정의되기 때문에, 단말별로 실제 물리 영역에 할당되는 상향 대역폭 역시 단말별로 서로 다를 수 있다. 여기에서는, 기본적으로 단말이 UL PRS를 전송할 수 있는 레퍼런스 대역폭 파트(reference BWP; UL_PRS_BWP)를 별도로 정의하는 방법을 제안한다. 이때 UL_PRS_BWP는 모든 단말들이 동일한 대역들로 이루어진 BWP로 할당되거나, 단말 그룹에 따라 복수 개의 UL_PRS_BWP들로 정의될 수 있다. 정의된 UL_PRS_BWP에서는 기본적으로 단말들간에 직교적 자원 할당 방식이나 다중화를 통해서 UL PRS가 전송되게 된다.

특히, 새로운 UL PRS가 도입된다면, 해당 PRS가 전송되는 시점에 다른 단말 역시 PUSCH 데이터 전송을 수행하지 않고, PRS만을 전송해야만 기지국에서의 위치 측위 정확도가 보장될 수 있다. 따라서, UL_PRS_BWP를 정의하는 과정이 필요하다. UL_PRS_BWP는 기본적으로 UL PRS를 전송하기 위한 reference BWP로 명명될 수 있으며, 해당 영역에서 PRS를 전송하는 단말들은 기본적으로 PUSCH 전송을 수행하지 않는다. 또한, UL grant가 기본적으로 몇 슬롯 전에서 스케줄링을 받고(일반적으로 n-4 시점) 동일 슬롯에서 PUSCH를 전송할 경우, UL PRS와 중첩될 수 있는 여지가 있다. 이때에는, UL PRS가 전송의 우선순위(priority)를 가질 수 있어 중첩되는 PUSCH를 드롭(drop)할 수 있다. 또는, 반대로 PUSCH가 전송의 우선권을 가질 수도 있지만, 이에 대한 우선순위의 설정 역시 필요하다.

상향링크는 단말의 전송 전력을 고려해야 하기 때문에, 항상 전체 BWP에 대한 설정을 고려하는 것보다 플렉서블(flexible)하게 설정되도록 해야 한다. 또한 가능하다면, 모든 상향링크 셀들에서 해당 영역에는 PUSCH 데이터 전송을 수행하지 않는 것이 바람직하기 때문에, 이를 정렬할 필요가 있다.

따라서, 본 개시에서는 각 셀내/셀들 간에 BWP가 설정되었을 경우, UL PRS 전송시에는 특정 BWP를 'UL PRS reference BWP' 또는 'PRS 전송 BWP'로 정의하여 기지국이 가능하면 동일한 BWP를 통해서 모든 단말들의 PRS를 수신하는 방안을 제안한다. 여기에서 기본적으로 PRS가 전송되는 reference BWP의 크기는 같아야 하지만, 다르게 설정될 수도 있다. 도 17에 도시된 것과 같이, UL BWP에서 실제 활성화(activation)해서 사용하는 대역이 다른 경우에는 모두 동일한 reference BWP로 전환하여 UL PRS 전송을 수행할 수 있다.

여기에서는 기존의 LTE PRS 설정 정보를 바탕으로 NR에서의 상위 레이어 시그널링 설정 방법이 필요하게 된다. 특히 상향링크 시그널은 현재 표준으로 정의된 것이 없기 때문에 기존의 DL PRS 설정 방식을 유사하게 차용하며, 특히 여기에 PRS가 전송되는 BWP 정보가 포함되어야 한다. 도 18을 참조하면, 하나의 셀에서 PRS의 구성과 관련된 정보를 제공하는 상향링크 측위 참조 신호에 대한 정보 요소(information element; IE)의 일 예가 도시되어 있다. 제시한 예에서는 'ulprs-BWPIndex'라고 명시하였지만, 다른 정보 필드(information field) 형태로도 적용이 가능하다.

즉, 일 예에 따라, UL PRS의 정보 요소에 대하여 별도의 다른 정보 필드가 정의되고 RRC 시그널링 등을 통하여 지시되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, UL PRS에 대하여 기존의 SRS의 구성을 이용하는 경우에도, 측위(positioning)를 위하여 SRS가 이용되는 경우에는, SRS에 대한 종래의 IE와 구분되는 별도의 새로운 IE가 설정될 수 있다. 즉, UL PRS의 전송과 관련된 다양한 파라미터들이 별도의 새로운 IE에서 정의될 수 있다.

실시예 3. UL PRS 패턴은 SRS 구조 또는 DMRS 구조를 재사용하는 특성을 갖을 수 있다.

전술한 바와 같이, UL PRS는 기존 시그널 및 채널들을 활용하거나, 새로운 UL PRS 설계 자체가 고려될 수 있다. 기본적으로 UL 시그널은 단말의 최대 전력 대 평균 전력 비율(peak to average power ratio; PAPR) 특성을 고려하여, 주파수 축에서 연속적인 구조를 갖는 것이 유리하다. 따라서, UL PRS 구조 또는 UL DMRS 구조를 이용하여 유사한 특성을 갖도록 설계될 수 있다.

예를 들어, UL DMRS 구조를 기반으로 아래의 설정을 가정할 경우, 점유된 슬롯 인덱스(occupied symbol index), 콤 패턴 인덱스(comb pattern index), 시간 영역 시작 오프셋(time domain starting offset) 또는 주파수 영역 시작 오프셋(frequency domain stating offset) 등과 같은 설정 정보들을 정의할 필요가 있다.

점유된 슬롯 인덱스(Occupied symbol index)는, 예를 들어, '#0,2,4,6,8,10,12' 등과 같이 설정될 수 있다. 콤 패턴 인덱스(comb pattern index)는, 예를 들어, 'UE#0=0, UE#1=1' (O: even RE index, 1: odd RE index) 와 같이 설정될 수 있다. 시간 영역 시작 오프셋(time domain starting offset)은, 예를 들어, '1 '(UE RNTI, 안테나 포트, 셀 ID 등을 통해서 암시적(implicit)으로 설정되거나 상위 레이어를 통해서 직접 설정된 값과 같이 설정될 수 있다. 주파수 영역 시작 오프셋(frequency domain stating offset)은, 예를 들어, '0'과 같이, 주파수 영역 시작 오프셋 값, UE RNTI, 안테나 포트, 셀 ID 등을 통해서 암시적(implicit)으로 설정되거나 상위 레이어를 통해서 직접 설정된 값일 수 있다.

여기에서 시간 영역 시작 오프셋과 주파수 영역 시작 오프셋은 셀 ID 에 연동하여 셀별로 직교하도록 설정될 수 잇다. 예를 들어, 전술한 UL PRS를 설정 정보에 기초하여 UE#0,1의 UL PRS 패턴을 도시하면 도 19와 같이 설정될 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 19를 참조하여 설명한 본 실시예들의 일부 또는 전부를 수행할 수 있는 사용자 단말과 기지국의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.

도 20은 또 다른 실시예에 의한 사용자 단말(User Equipment, 2000)의 구성을 보여주는 도면이다.

도 20을 참조하면, 또 다른 실시예에 의한 사용자 단말(2000)은 제어부(2010), 송신부(2020) 및 수신부(2030)를 포함한다.

제어부(2010)는 전술한 본 발명을 수행하기에 필요한 사용자 단말이 포지셔닝을 수행하는 방법에 따른 전반적인 사용자 단말(2000)의 동작을 제어한다. 송신부(2020)는 기지국으로 상향링크 제어 정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 전송한다. 수신부(2030)는 기지국으로부터 하향링크 제어 정보 및 데이터, 메시지 등을 해당 채널을 통해 수신한다.

수신부(2030)는 기지국으로부터 UL PRS의 전송에 대한 SPS 설정 정보를 수신할 수 있다. 일 예에 따라, UL PRS는 SRS에 대한 구성이 이용될 수 있다.

일 예에 따라, 수신부(2030)는 상향링크 측위 참조신호의 반-지속적 스케줄링에 따른 전송을 위한 SPS 설정 정보를 기지국으로부터 상위 레이어 시그널링(higher layer signaling)을 통하여 수신할 수 있다. SPS 설정 정보는 UL PRS가 전송되는 대역폭 파트(BWP) 인덱스, UL PRS의 전송 구간 및 전송 주기를 포함하는 UL SPS 자원 할당 정보, UL PRS 패턴 또는 UL PRS 전송 전력 값 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.

송신부(2020)는 SPS 설정 정보에 기초하여 상향링크 측위 참조신호를 전송할 수 있다. 송신부(2020)는 수신된 SPS 설정 정보에 포함된 UL PRS BWP 인덱스, UL SPS 자원 할당 정보, UL PRS 패턴 또는 UL PRS 전송 전력 값 등에 대한 정보에 기초하여 UL PRS를 기지국으로 전송할 수 있다. 즉, 송신부(2020)는 기지국으로 SPS 기반 UL PRS 전송을 수행할 수 있다.

이를 위하여, 일 예에 따라, UL PRS를 전송하기 이전에, 수신부(2030)는 기지국으로부터 UL PRS에 대한 설정 정보를 수신할 수 있다. 일 예에 따라, UL PRS는 SRS에 대한 구성이 이용될 수 있다.

일 예에 따라, 수신부(2030)는 SPS 설정 정보 이외에, SPS 기반 UL PRS 전송의 트리거링 정보를 DCI를 통하여 수신할 수 있다. 즉, 기지국으로부터 DCI를 통한 SPS 기반 UL PRS 전송의 트리거링 정보가 수신되는 경우, 송신부(2020)는 이후의 UL PRS의 전송은 SPS에 기반하여 전송할 수 있다. 마찬가지로, 수신부(2030)는 SPS 기반 UL PRS 전송의 해제 정보도 DCI를 통하여 수신할 수 있다. 즉, SPS 기반 UL PRS 전송 중, 기지국으로부터 해당 해제 정보가 수신되면, 송신부(2020)는 이후의 UL PRS의 전송은 SPS에 기반하지 않을 수 있다.

송신부(2020)가 기지국으로 UL PRS를 전송하면, 기지국은 UL PRS를 검출할 수 있다. 검출된 UL PRS를 이용하여 단말의 위치를 측정하는 방법은 공지의 방법에 따르며, 특정 방법에 한정되지 않는다.

도 21은 또 다른 실시예에 의한 기지국(2100)의 구성을 보여주는 도면이다.

도 21을 참조하면, 또 다른 실시예에 의한 기지국(2100)은 제어부(2110), 송신부(2120) 및 수신부(2130)를 포함한다.

제어부(2110)는 전술한 본 발명을 수행하기에 필요한 기지국이 포지셔닝을 수행하는 방법에 따른 전반적인 기지국(2100)의 동작을 제어한다. 송신부(2120)와 수신부(2130)는 전술한 본 발명을 수행하기에 필요한 신호나 메시지, 데이터를 단말과 송수신하는데 사용된다.

송신부(2120)는 UL PRS의 전송에 대한 SPS 설정 정보를 단말로 전송할 수 있다. 단말의 위치 측정을 위하여, 제어부(2110)는 다수의 단말들이 보내는 UL PRS 신호를 검출하여 측위를 수행하게 된다. 일 예에 따라, UL PRS는 SRS에 대한 구성이 이용될 수 있다.

이를 위하여, 일 예에 따라, 제어부(2110)는 엠프티 데이터(empty data) 스케줄링을 통하여 UL PRS의 전송 영역을 구성할 수 있다. 즉, 제어부(2110)는 단말에 대하여 반-지속적 스케줄링 특성을 갖는 대역을 설정하고, 해당 영역에 실제 PUSCH 전송을 수행하지 않도록 할 수 있다. 해당 PUSCH 영역에는 전술한 SRS 등과 같은 참조신호가 할당되어 UL PRS 형태로 전송될 수 있다.

일 예에 따라, 송신부(2120)는 상향링크 측위 참조신호의 반-지속적 스케줄링에 따른 전송을 위한 SPS 설정 정보를 상위 레이어 시그널링(higher layer signaling)을 통하여 단말로 전송할 수 있다. SPS 설정 정보는 UL PRS가 전송되는 대역폭 파트(BWP) 인덱스, UL PRS의 전송 구간 및 전송 주기를 포함하는 UL SPS 자원 할당 정보, UL PRS 패턴 또는 UL PRS 전송 전력 값 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.

수신부(2130)는 SPS 설정 정보에 기초하여 상향링크 측위 참조신호를 수신할 수 있다. 수신부(2130)는 SPS 설정 정보에 포함된 UL PRS BWP 인덱스, UL SPS 자원 할당 정보, UL PRS 패턴 또는 UL PRS 전송 전력 값 등에 대한 정보에 기초하여 단말로부터 UL PRS를 수신할 수 있다. 즉, 수신부(2130)는 단말로부터 SPS 기반 UL PRS의 수신을 수행할 수 있다.

이를 위하여, 일 예에 따라, UL PRS를 수신하기 이전에, 송신부(2120)는 단말로 UL PRS에 대한 설정 정보를 전송할 수 있다. 일 예에 따라, UL PRS는 SRS에 대한 구성이 이용될 수 있다.

일 예에 따라, 송신부(2120)는 SPS 설정 정보 이외에, SPS 기반 UL PRS 전송의 트리거링 정보를 DCI를 통하여 단말로 전송할 수 있다. 즉, 송신부(2120)가 단말로 DCI를 통한 SPS 기반 UL PRS 전송의 트리거링 정보를 전송한 경우, 수신부(2130)는 이후의 UL PRS는 SPS에 기반하여 수신할 수 있다. 마찬가지로, 송신부(2120)는 SPS 기반 UL PRS 전송의 해제 정보도 DCI를 통하여 전송할 수 있다. 즉, SPS 기반 UL PRS 수신 중, 단말로 해당 해제 정보를 전송하면, 수신부(2130)는 이후의 UL PRS의 수신은 SPS에 기반하지 않을 수 있다.

단말이 기지국으로 UL PRS를 전송하면, 제어부(2110)는 UL PRS를 검출할 수 있다. 검출된 UL PRS를 이용하여 단말의 위치를 측정하는 방법은 공지의 방법에 따르며, 특정 방법에 한정되지 않는다.

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 용어들은위에서 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

단말이 포지셔닝(positioning)을 수행하는 방법에 있어서,
기지국으로부터 상향링크 측위 참조신호(uplink positioning reference signal; UL PRS)의 전송에 대한 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling; SPS) 설정 정보를 수신하는 단계; 및
상기 SPS 설정 정보에 기초하여 상기 상향링크 측위 참조신호를 전송하는 단계를 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 상향링크 측위 참조신호는,
상기 상향링크 측위 참조신호의 전송을 위한 무선 자원에 포함된 상향링크 슬롯 내의 모든 심볼에서 전송될 수 있도록 구성되는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 SPS 설정 정보는,
상기 상향링크 측위 참조신호의 전송 구간 및 전송 주기에 대한 정보를 포함하고, 상위 레이어 시그널링에 의하여 수신되는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 상향링크 측위 참조신호를 전송하는 단계 이전에, 상기 기지국으로부터 상기 상향링크 측위 참조신호에 대한 설정 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 상향링크 측위 참조신호에 대한 설정 정보는,
상기 상향링크 측위 참조신호의 전송에 할당된 상향링크 슬롯 내에서 상기 상향링크 측위 참조신호가 구성되는 심볼의 갯수 및 콤(comb) 사이즈에 대한 정보를 포함하는 방법.
기지국이 포지셔닝(positioning)을 수행하는 방법에 있어서,
상향링크 측위 참조신호(uplink positioning reference signal; UL PRS)의 전송에 대한 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling; SPS) 설정 정보를 단말로 전송하는 단계; 및
상기 SPS 설정 정보에 기초하여 상기 상향링크 측위 참조신호를 수신하는 단계를 포함하는 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 상향링크 측위 참조신호는,
상기 상향링크 측위 참조신호의 전송을 위한 무선 자원에 포함된 상향링크 슬롯 내의 모든 심볼에서 전송될 수 있도록 구성되는 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 SPS 설정 정보는,
상기 상향링크 측위 참조신호의 전송 구간 및 전송 주기에 대한 정보를 포함하고, 상위 레이어 시그널링에 의하여 수신되는 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 상향링크 측위 참조신호를 수신하는 단계 이전에, 상기 단말로 상기 상향링크 측위 참조신호에 대한 설정 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 상향링크 측위 참조신호에 대한 설정 정보는,
상기 상향링크 측위 참조신호의 전송에 할당된 상향링크 슬롯 내에서 상기 상향링크 측위 참조신호가 구성되는 심볼의 갯수 및 콤(comb) 사이즈에 대한 정보를 포함하는 방법.
포지셔닝(positioning)을 수행하는 단말에 있어서,
기지국으로부터 상향링크 측위 참조신호(uplink positioning reference signal; UL PRS)의 전송에 대한 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling; SPS) 설정 정보를 수신하는 수신부; 및
상기 SPS 설정 정보에 기초하여 상기 상향링크 측위 참조신호를 전송하는 송신부를 포함하는 단말.
제 11 항에 있어서,
상기 상향링크 측위 참조신호는,
상기 상향링크 측위 참조신호의 전송을 위한 무선 자원에 포함된 상향링크 슬롯 내의 모든 심볼에서 전송될 수 있도록 구성되는 단말.
제 11 항에 있어서,
상기 SPS 설정 정보는,
상기 상향링크 측위 참조신호의 전송 구간 및 전송 주기에 대한 정보를 포함하고, 상위 레이어 시그널링에 의하여 수신되는 단말.
제 11 항에 있어서,
상기 수신부는,
상기 상향링크 측위 참조신호의 전송 전에, 상기 기지국으로부터 상기 상향링크 측위 참조신호에 대한 설정 정보를 수신하는 단말.
제 14 항에 있어서,
상기 상향링크 측위 참조신호에 대한 설정 정보는,
상기 상향링크 측위 참조신호의 전송에 할당된 상향링크 슬롯 내에서 상기 상향링크 측위 참조신호가 구성되는 심볼의 갯수 및 콤(comb) 사이즈에 대한 정보를 포함하는 단말.
포지셔닝(positioning)을 수행하는 기지국에 있어서,
상향링크 측위 참조신호(uplink positioning reference signal; UL PRS)의 전송에 대한 반-지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling; SPS) 설정 정보를 단말로 전송하는 송신부; 및
상기 SPS 설정 정보에 기초하여 상기 상향링크 측위 참조신호를 수신하는 수신부를 포함하는 기지국.
제 16 항에 있어서,
상기 상향링크 측위 참조신호는,
상기 상향링크 측위 참조신호의 전송을 위한 무선 자원에 포함된 상향링크 슬롯 내의 모든 심볼에서 전송될 수 있도록 구성되는 기지국.
제 16 항에 있어서,
상기 SPS 설정 정보는,
상기 상향링크 측위 참조신호의 전송 구간 및 전송 주기에 대한 정보를 포함하고, 상위 레이어 시그널링에 의하여 수신되는 기지국.
제 16 항에 있어서,
상기 송신부는,
상기 상향링크 측위 참조신호의 수신 전에, 상기 단말로 상기 상향링크 측위 참조신호에 대한 설정 정보를 전송하는 기지국.
제 19 항에 있어서,
상기 상향링크 측위 참조신호에 대한 설정 정보는,
상기 상향링크 측위 참조신호의 전송에 할당된 상향링크 슬롯 내에서 상기 상향링크 측위 참조신호가 구성되는 심볼의 갯수 및 콤(comb) 사이즈에 대한 정보를 포함하는 기지국.