KR20210049960A - 무선 통신 시스템에서 상향링크 송수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
무선 통신 시스템에서 상향링크 송수신 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 적어도 하나의 SRS(Sounding Reference Signal) 자원 세트(plurality of SRS resource set)에 관련된 SRS 설정 정보를 UE(user equipment)에게 송신하는 단계, 및 상기 적어도 하나의 SRS 자원 세트 중 하나의 SRS 자원 세트를 통해, 제1 전송 전력으로 상기 UE에서 송신된 SRS를 수신하는 단계를 포함하며, 상기 적어도 하나의 SRS 자원 세트 각각은, 복수의 SRS 자원들을 포함하고, 상기 제1 전송 전력은, 상기 SRS 자원 세트에 연관된 SRS 전송 전력에 관련된 정보에 기반하여 결정되고, 상기 SRS 전송 전력에 관련된 정보는, 상기 SRS 자원 세트 내의 모든 복수의 SRS 자원들에 적용될 수 있다.
Description
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 상향링크 송수신 및 전송 전력 제어(power control) 방법, 그리고 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스에 대한 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
본 발명의 목적은 상향링크 신호(예를 들어, SRS)/채널(예를 들어, PUCCH(Physical Uplink Control Channel), PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 송수신 방법, 특히 상향링크 신호/채널의 전송 전력 제어(power control) 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 다중의 사운딩 참조 신호(SRS: sounding reference signal)을 위한 상향링크 전력 제어 방법을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 적어도 하나의 SRS(Sounding Reference Signal) 자원 세트(plurality of SRS resource set)에 관련된 SRS 설정 정보를 UE(user equipment)에게 송신하는 단계, 및 상기 적어도 하나의 SRS 자원 세트 중 하나의 SRS 자원 세트를 통해, 제1 전송 전력으로 상기 UE에서 송신된 SRS를 수신하는 단계를 포함하며, 상기 적어도 하나의 SRS 자원 세트 각각은, 복수의 SRS 자원들을 포함하고, 상기 제1 전송 전력은, 상기 SRS 자원 세트에 연관된 SRS 전송 전력에 관련된 정보에 기반하여 결정되고, 상기 SRS 전송 전력에 관련된 정보는, 상기 SRS 자원 세트 내의 모든 복수의 SRS 자원들에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 무선 통신 시스템에서 기지국은, 송수신기 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 적어도 하나의 SRS(Sounding Reference Signal) 자원 세트(plurality of SRS resource set)에 관련된 SRS 설정 정보를 UE(user equipment)에게 송신하고, 상기 적어도 하나의 SRS 자원 세트 중 하나의 SRS 자원 세트를 통해, 제1 전송 전력으로 상기 UE에서 송신된 SRS를 수신하도록 제어하며, 상기 적어도 하나의 SRS 자원 세트 각각은, 복수의 SRS 자원들을 포함하고, 상기 제1 전송 전력은, 상기 SRS 자원 세트에 연관된 SRS 전송 전력에 관련된 정보에 기반하여 결정되고, 상기 SRS 전송 전력에 관련된 정보는, 상기 SRS 자원 세트 내의 모든 복수의 SRS 자원들에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 통신 장치는, 적어도 하나의 프로세서 및 상기 적어도 하나의 프로세서와 연결되며, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행됨에 따라 동작들을 지시하는 명령어를 저장하는 적어도 하나의 컴퓨터 메모리를 포함하며, 상기 동작들은, 적어도 하나의 SRS(Sounding Reference Signal) 자원 세트(plurality of SRS resource set)에 관련된 SRS 설정 정보를 UE(user equipment)에게 송신하는 단계 및 상기 적어도 하나의 SRS 자원 세트 중 하나의 SRS 자원 세트를 통해, 제1 전송 전력으로 상기 UE에서 송신된 SRS를 수신하는 단계를 포함하며, 상기 적어도 하나의 SRS 자원 세트 각각은, 복수의 SRS 자원들을 포함하고, 상기 제1 전송 전력은, 상기 SRS 자원 세트에 연관된 SRS 전송 전력에 관련된 정보에 기반하여 결정되고, 상기 SRS 전송 전력에 관련된 정보는, 상기 SRS 자원 세트 내의 모든 복수의 SRS 자원들에 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상향링크 신호/채널 전송 시 효율적으로 전송 전력을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 SRS 자원이 설정되는 상황에서 상향링크 신호/채널 전송 시 효율적으로 전송 전력을 제어할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 일반적인 다중 입출력 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 6은 다수의 송신 안테나에서 하나의 수신 안테나로의 채널을 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 자원 블록 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴을 예시한다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 참조 신호가 매핑되는 자원을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 사운딩 참조 신호 심볼을 포함한 상향링크 서브 프레임을 예시한다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 자기 완비(Self-contained) 서브프레임 구조를 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 트랜스시버 유닛 모델을 예시한다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서, 트랜시버 유닛 별 서비스 영역을 예시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 송수신 방법을 예시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 일반적인 다중 입출력 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 6은 다수의 송신 안테나에서 하나의 수신 안테나로의 채널을 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 자원 블록 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴을 예시한다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 참조 신호가 매핑되는 자원을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 사운딩 참조 신호 심볼을 포함한 상향링크 서브 프레임을 예시한다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 자기 완비(Self-contained) 서브프레임 구조를 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 트랜스시버 유닛 모델을 예시한다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서, 트랜시버 유닛 별 서비스 영역을 예시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 송수신 방법을 예시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), gNB, BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A 또는 새로운 RAT(new RAT)(5G(5 generation) 시스템의 RAT)를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템 일반
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
3GPP LTE/LTE-A에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.
도 1에서 무선 프레임의 시간 영역에서의 크기는 T_s=1/(15000*2048)의 시간 단위의 배수로 표현된다. 하향링크 및 상향링크 전송은 T_f=307200*T_s=10ms의 구간을 가지는 무선 프레임으로 구성된다.
도 1의 (a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 1 무선 프레임은 전이중(full duplex) 및 반이중(half duplex) FDD에 모두 적용될 수 있다.
무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 하나의 무선 프레임은 T_slot=15360*T_s=0.5ms 길이의 20개의 슬롯으로 구성되고, 각 슬롯은 0부터 19까지의 인덱스가 부여된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 연속적인 2개의 슬롯(slot)으로 구성되고, 서브프레임 i는 슬롯 2i 및 슬롯 2i+1로 구성된다. 하나의 서브프레임을 전송하는데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. 예를 들어, 하나의 서브 프레임은 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다.
FDD에서 상향링크 전송 및 하향링크 전송은 주파수 도메인에서 구분된다. 전이중 FDD에 제한이 없는 반면, 반이중 FDD 동작에서 단말은 동시에 전송 및 수신을 할 수 없다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(RB: Resource Block)을 포함한다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 블록(resource block)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파(subcarrier)를 포함한다.
도 1의 (b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다.
타입 2 무선 프레임은 각 153600*T_s=5ms의 길이의 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성된다. 각 하프 프레임은 30720*T_s=1ms 길이의 5개의 서브프레임으로 구성된다.
TDD 시스템의 타입 2 프레임 구조에서 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration)은 모든 서브프레임에 대하여 상향링크와 하향링크가 할당(또는 예약)되는지 나타내는 규칙이다.
표 1은 상향링크-하향링크 구성을 나타낸다.
표 1을 참조하면, 무선 프레임의 각 서브프레임 별로, 'D'는 하향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내고, 'U'는 상향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내며, 'S'는 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot) 3가지의 필드로 구성되는 스페셜 서브프레임(special subframe)을 나타낸다.
DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP는 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
각 서브프레임 i는 각 T_slot=15360*T_s=0.5ms 길이의 슬롯 2i 및 슬롯 2i+1로 구성된다.
상향링크-하향링크 구성은 7가지로 구분될 수 있으며, 각 구성 별로 하향링크 서브프레임, 스페셜 서브프레임, 상향링크 서브프레임의 위치 및/또는 개수가 다르다.
하향링크에서 상향링크로 변경되는 시점 또는 상향링크에서 하향링크로 전환되는 시점을 전환 시점(switching point)이라 한다. 전환 시점의 주기성(Switch-point periodicity)은 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임이 전환되는 양상이 동일하게 반복되는 주기를 의미하며, 5ms 또는 10ms가 모두 지원된다. 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 스페셜 서브프레임(S)은 하프-프레임 마다 존재하고, 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 첫번째 하프-프레임에만 존재한다.
모든 구성에 있어서, 0번, 5번 서브프레임 및 DwPTS는 하향링크 전송만을 위한 구간이다. UpPTS 및 서브프레임 서브프레임에 바로 이어지는 서브프레임은 항상 상향링크 전송을 위한 구간이다.
이러한, 상향링크-하향링크 구성은 시스템 정보로써 기지국과 단말이 모두 알고 있을 수 있다. 기지국은 상향링크-하향링크 구성 정보가 바뀔 때마다 구성 정보의 인덱스만을 전송함으로써 무선 프레임의 상향링크-하향링크 할당상태의 변경을 단말에 알려줄 수 있다. 또한, 구성 정보는 일종의 하향링크 제어정보로서 다른 스케줄링 정보와 마찬가지로 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 전송될 수 있으며, 방송 정보로서 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 통해 셀 내의 모든 단말에 공통으로 전송될 수도 있다.
표 2는 스페셜 서브프레임의 구성(DwPTS/GP/UpPTS의 길이)을 나타낸다.
도 1의 예시에 따른 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 부 반송파의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)하고, 하나의 자원 블록(RB: resource block)은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 N^DL은 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다.
상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다.
PCFICH는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.
PDCCH는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷(이를 하향링크 그랜트라고도 한다.), UL-SCH(Uplink Shared Channel)의 자원 할당 정보(이를 상향링크 그랜트라고도 한다.), PCH(Paging Channel)에서의 페이징(paging) 정보, DL-SCH에서의 시스템 정보, PDSCH에서 전송되는 랜덤 액세스 응답(random access response)과 같은 상위 레이어(upper-layer) 제어 메시지에 대한 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령들의 집합, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH들은 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH들을 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합으로 구성된다. CCE는 무선 채널의 상태에 따른 부호화율(coding rate)을 PDCCH에 제공하기 위하여 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)들에 대응된다. PDCCH의 포맷 및 사용 가능한 PDCCH의 비트 수는 CCE들의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율 간의 연관 관계에 따라 결정된다.
기지국은 단말에게 전송하려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다.)가 마스킹된다. 특정의 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유한 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보, 더욱 구체적으로 시스템 정보 블록(SIB: system information block)를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위하여, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH을 동시에 전송하지 않는다.
하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 자원 블록(RB: Resource Block) 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.
MIMO(Multi-Input Multi-Output)
MIMO 기술은 지금까지 일반적으로 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안테나를 사용했던 것에서 탈피하여, 다중 송신(Tx) 안테나와 다중 수신(Rx) 안테나를 사용한다. 다시 말해서, MIMO 기술은 무선 통신 시스템의 송신단 또는 수신단에서 다중 입출력 안테나를 사용하여 용량 증대 또는 성능 개성을 꾀하기 위한 기술이다. 이하에서는 'MIMO'를 '다중 입출력 안테나'라 칭하기로 한다.
더 구체적으로, 다중 입출력 안테나 기술은 하나의 완전한 메시지(total message)를 수신하기 위하여 한 개의 안테나 경로에 의존하지 않으며, 여러 개의 안테나를 통해 수신한 복수의 데이터 조각을 수집하여 완전한 데이터를 완성시킨다. 결과적으로, 다중 입출력 안테나 기술은 특정 시스템 범위 내에서 데이터 전송율을 증가시킬 수 있으며, 또한 특정 데이터 전송율을 통해 시스템 범위를 증가시킬 수 있다.
차세대 이동통신은 기존 이동통신에 비해 훨씬 높은 데이터 전송률을 요구하므로 효율적인 다중 입출력 안테나 기술이 반드시 필요할 것으로 예상된다. 이와 같은 상황에서 MIMO 통신 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있는 차세대 이동통신 기술이며, 데이터 통신 확대 등으로 인해 한계 상황에 따라 다른 이동통신의 전송량 한계를 극복할 수 있는 기술로서 관심을 모으고 있다.
한편, 현재 연구되고 있는 다양한 전송효율 향상 기술 중 다중 입출력 안테나(MIMO) 기술은 추가적인 주파수 할당이나 전력증가 없이도 통신 용량 및 송수신 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법으로서 현재 가장 큰 주목을 받고 있다.
도 5는 일반적인 다중 입출력 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 송신 안테나의 수를 N_T개로, 수신 안테나의 수를 N_R개로 동시에 늘리게 되면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가하므로, 전송 레이트(transfer rate)를 향상시키고, 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 이 경우, 채널 전송 용량의 증가에 따른 전송 레이트는 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트(R_o)에 다음과 같은 레이트 증가율(R_i)이 곱해진 만큼으로 이론적으로 증가할 수 있다.
즉, 예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다.
이와 같은 다중 입출력 안테나의 기술은 다양한 채널 경로를 통과한 심볼들을 이용하여 전송 신뢰도를 높이는 공간 다이버시티(spatial diversity) 방식과, 다수의 송신 안테나를 이용하여 다수의 데이터 심볼을 동시에 송신하여 전송률을 향상시키는 공간 멀티플렉싱(spatial multiplexing) 방식으로 나눌 수 있다. 또한 이러한 두 가지 방식을 적절히 결합하여 각각의 장점을 적절히 얻고자 하는 방식에 대한 연구도 최근 많이 연구되고 있는 분야이다.
각각의 방식에 대해 좀더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
첫째로, 공간 다이버시티 방식의 경우에는 시공간 블록 부호 계열과, 다이버시티 이득과 부호화 이득을 동시에 이용하는 시공간 트렐리스(Trelis) 부호 계열 방식이 있다. 일반적으로 비트 오류율 개선 성능과 부호 생성 자유도는 트렐리스 부호 방식이 우수하지만, 연산 복잡도는 시공간 블록 부호가 간단하다. 이와 같은 공간 다이버서티 이득은 송신 안테나 수(N_T)와 수신 안테나 수(N_R)의 곱(N_T × N_R)에 해당되는 양을 얻을 수 있다.
둘째로, 공간 멀티플렉싱 기법은 각 송신 안테나에서 서로 다른 데이터 열을 송신하는 방법인데, 이때 수신기에서는 송신기로부터 동시에 전송된 데이터 사이에 상호 간섭이 발생하게 된다. 수신기에서는 이 간섭을 적절한 신호처리 기법을 이용하여 제거한 후 수신한다. 여기에 사용되는 잡음 제거 방식은 MLD(maximum likelihood detection) 수신기, ZF(zero-forcing) 수신기, MMSE(minimum mean square error) 수신기, D-BLAST (Diagonal-Bell Laboratories Layered Space-Time), V-BLAST(Vertical-Bell Laboratories Layered Space-Time) 등이 있으며, 특히 송신단에서 채널 정보를 알 수 있는 경우에는 SVD(singular value decomposition) 방식 등을 사용할 수 있다.
셋째로, 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 결합된 기법을 들 수 있다. 공간 다이버시티 이득만을 얻을 경우 다이버시티 차수의 증가에 따른 성능개선 이득이 점차 포화되며, 공간 멀티플렉싱 이득만을 취하면 무선 채널에서 전송 신뢰도가 떨어진다. 이를 해결하면서 두 가지 이득을 모두 얻는 방식들이 연구되어 왔으며, 이 중 시공간 블록 부호 (Double-STTD), 시공간 BICM(STBICM) 등의 방식이 있다.
상술한 바와 같은 다중 입출력 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이 N_T개의 송신 안테나와 N_R개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다.
먼저, 송신 신호에 대해 살펴보면, 이와 같이 N_T개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 N_T개 이므로, 이를 다음과 같은 벡터로 나타낼 수 있다.
한편, 각각의 전송 정보 s_1, s_2,..., s_N_T에 있어 전송 전력을 달리 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을 P_1, P_2,..., P_N_T라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같은 벡터로 나타낼 수 있다.
또한, 수학식 3의 전송 전력이 조정된 전송 정보를 전송 전력의 대각 행렬 P로 다음과 같이 나타낼 수 있다.
한편, 수학식 4의 전송 전력이 조정된 정보 벡터는 그 후 가중치 행렬 W가 곱해져 실제 전송되는 N_T개의 전송 신호 x_1, x_2,..., x_N_T를 구성한다. 여기서, 가중치 행렬은 전송 채널 상황 등에 따라 전송 정보를 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송 신호 x_1, x_2,..., x_N_T를 벡터 x를 이용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.
여기서, w_ij는 i번째 송신 안테나와 j번째 전송 정보간의 가중치를 나타내며, W는 이를 행렬로 나타낸 것이다. 이와 같은 행렬 W를 가중치 행렬(Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬(Precoding Matrix)라 부른다.
한편, 상술한 바와 같은 전송 신호(x)는 공간 다이버시티를 사용하는 경우와 공간 멀티플랙싱을 사용하는 경우로 나누어 생각해 볼 수 있다.
공간 멀티플랙싱을 사용하는 경우는 서로 다른 신호를 다중화하여 보내게 되므로, 정보 벡터 s의 원소들이 모두 다른 값을 가지게 되는 반면, 공간 다이버시티를 사용하게 되면 같은 신호를 여러 채널 경로를 통하여 보내게 되므로 정보 벡터 s의 원소들이 모두 같은 값을 갖게 된다.
물론, 공간 멀티플랙싱과 공간 다이버시티를 혼합하는 방법도 고려 가능하다. 즉, 예를 들어 3 개의 송신 안테나를 통하여 같은 신호를 공간 다이버시티를 이용하여 전송하고, 나머지는 각각 다른 신호를 공간 멀티플랙싱하여 보내는 경우도 고려할 수 있다.
다음으로, 수신신호는 N_R개의 수신 안테나가 있는 경우, 각 안테나의 수신신호 y_1, y_2,..., y_N_R을 벡터 y로 다음과 같이 나타내기로 한다.
한편, 다중 입출력 안테나 통신 시스템에 있어서의 채널을 모델링하는 경우, 각각의 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분할 수 있으며, 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을 h_ij로 표시하기로 한다. 여기서, h_ij의 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.
이러한 채널은 여러 개를 한데 묶어서 벡터 및 행렬 형태로도 표시 가능하다. 벡터 표시의 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
도 6은 다수의 송신 안테나에서 하나의 수신 안테나로의 채널을 나타낸 도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 총 N_T개의 송신 안테나로부터 수신안테나 i로 도착하는 채널은 다음과 같이 표현 가능하다.
또한, 상기 수학식 7과 같은 행렬 표현을 통해 N_T개의 송신 안테나로부터 N_R개의 수신 안테나를 거치는 채널을 모두 나타내는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.
한편, 실제 채널은 위와 같은 채널 행렬 H를 거친 후에 백색 잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise)가 더해지게 되므로, N_R개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색 잡음 n_1, n_2,..., n_N_R을 백터로 표현하면 다음과 같다.
상술한 바와 같은 전송 신호, 수신 신호, 채널, 및 백색 잡음의 모델링을 통해 다중 입출력 안테나 통신 시스템에서의 각각은 다음과 같은 관계를 통해 나타낼 수 있다.
한편, 채널의 상태를 나타내는 채널 행렬 H의 행과 열의 수는 송수신 안테나 수에 의해서 결정된다. 채널 행렬 H는 앞서 살펴본 바와 같이 행의 수는 수신 안테나의 수 N_R과 같아지고, 열의 수는 송신 안테나의 수 N_T와 같아 지게 된다. 즉, 채널 행렬 H는 N_R×N_T 행렬이 된다.
일반적으로, 행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H의 랭크(rank(H))는 다음과 같이 제한된다.
또한, 행렬을 고유치 분해(Eigen value decomposition)를 하였을 때, 랭크는 고유치(eigen value)들 중에서 0이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 비슷한 방법으로, 랭크를 SVD(singular value decomposition) 했을 때 0이 아닌 특이값(singular value)들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서, 채널 행렬에서 랭크의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.
본 명세서에 있어, MIMO 전송에 대한 '랭크(Rank)'는 특정 시점 및 특정 주파수 자원에서 독립적으로 신호를 전송할 수 있는 경로의 수를 나타내며, '레이어(layer)의 개수'는 각 경로를 통해 전송되는 신호 스트림의 개수를 나타낸다. 일반적으로 송신단은 신호 전송에 이용되는 랭크 수에 대응하는 개수의 레이어를 전송하기 때문에 특별한 언급이 없는 한 랭크는 레이어 개수와 동일한 의미를 가진다.
참조 신호(RS: Reference Signal)
무선 통신 시스템에서 데이터는 무선 채널을 통해 전송되기 때문에, 신호는 전송 중에 왜곡될 수 있다. 수신단에서 왜곡된 신호를 정확하게 수신하기 위하여, 수신된 신호의 왜곡은 채널 정보를 이용하여 보정되어야 한다. 채널 정보를 검출하기 위하여 송신측과 수신측 모두 알고 있는 신호 전송 방법과 신호가 채널을 통해 전송될 때 왜곡된 정도를 이용하여 채널 정보를 검출하는 방법을 주로 이용한다. 상술한 신호를 파일럿 신호 또는 참조 신호(RS: reference signal)라고 한다.
또한 최근 대부분의 이동통신 시스템에서 패킷을 전송할 때, 지금까지 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안테나를 사용했던 것에서 탈피, 다중송신안테나와 다중수신안테나를 채택해 송수신 데이터 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 사용한다. 다중 입출력 안테나를 이용하여 데이터를 송수신할 때, 신호를 정확하게 수신하기 위하여 송신 안테나와 수신 안테나 간의 채널 상태가 검출되어야 한다. 따라서 각 송신 안테나는 개별적인 참조 신호를 가져야 한다.
이동 통신 시스템에서 RS는 그 목적에 따라 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 채널 상태 정보 획득을 위한 목적의 RS와 데이터 복조를 위해 사용되는 RS가 있다. 전자는 UE가 하향 링크로의 채널 상태 정보를 획득하는데 그 목적이 있으므로, 광대역으로 전송되어야 하고, 특정 서브 프레임에서 하향 링크 데이터를 수신하지 않는 UE라도 그 RS를 수신하고 측정할 수 있어야 한다. 또한 이는 핸드 오버 등의 무선 자원 무선 자원 관리(RRM: Radio Resource Management) 측정 등을 위해서도 사용된다. 후자는 기지국이 하향링크를 보낼 때 해당 리소스에 함께 보내는 RS로서, UE는 해당 RS를 수신함으로써 채널 추정을 할 수 있고, 따라서 데이터를 복조할 수 있게 된다. 이 RS는 데이터가 전송되는 영역에 전송되어야 한다.
하향 참조 신호는 셀 내 모든 단말이 공유하는 채널 상태에 대한 정보 획득 및 핸드오버 등의 측정 등을 위한 하나의 공통 참조 신호(CRS: common RS)와 특정 단말만을 위하여 데이터 복조를 위해 사용되는 전용 참조 신호(dedicated RS)가 있다. 이와 같은 참조 신호들을 이용하여 복조(demodulation)와 채널 측정(channel measurement)을 위한 정보를 제공할 수 있다. 즉, DRS는 데이터 복조용으로만 사용되며 CRS는 채널 정보 획득 및 데이터 복조의 두 가지 목적으로 다 사용된다.
수신 측(즉, 단말)은 CRS로부터 채널 상태를 측정하고, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index) 및/또는 RI(Rank Indicator)와 같은 채널 품질과 관련된 지시자를 송신 측(즉, 기지국)으로 피드백한다. CRS는 셀 특정 기준신호(cell-specific RS)라고도 한다. 반면, 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information)의 피드백과 관련된 참조 신호를 CSI-RS라고 정의할 수 있다.
DRS는 PDSCH 상의 데이터 복조가 필요한 경우 자원 요소들을 통해 전송될 수 있다. 단말은 상위 계층을 통하여 DRS의 존재 여부를 수신할 수 있으며, 상응하는 PDSCH가 매핑되었을 때만 유효하다. DRS를 단말 특정 참조 신호(UE-specific RS) 또는 복조 참조 신호(DMRS: Demodulation RS)라고 할 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 자원 블록 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴을 예시한다.
도 7을 참조하면, 참조 신호가 매핑되는 단위로 하향링크 자원 블록 쌍은 시간 영역에서 하나의 서브 프레임 × 주파수 영역에서 12개의 부 반송파로 나타낼 수 있다. 즉, 시간 축(x축) 상에서 하나의 자원 블록 쌍은 일반 순환 전치(normal CP: normal Cyclic Prefix) 인 경우 14개의 OFDM 심볼의 길이를 가지고(도 7(a)의 경우), 확장 순환 전치(extended CP: extended Cyclic Prefix)인 경우 12개의 OFDM 심볼의 길이를 가진다(도 7(b)의 경우). 자원 블록 격자에서 '0', '1', '2' 및 '3'으로 기재된 자원 요소들(REs)은 각각 안테나 포트 인덱스 '0', '1', '2' 및 '3'의 CRS의 위치를 의미하며, 'D'로 기재된 자원 요소들은 DRS의 위치를 의미한다.
이하 CRS에 대하여 좀 더 상세하게 기술하면, CRS는 물리적 안테나의 채널을 추정하기 위해 사용되고, 셀 내에 위치한 모든 단말에 공통적으로 수신될 수 있는 참조 신호로써 전체 주파수 대역에 분포된다. 즉, 이 CRS는 cell-specific한 시그널로, 광대역에 대해서 매 서브 프레임마다 전송된다. 또한, CRS는 채널 품질 정보(CSI) 및 데이터 복조를 위해 이용될 수 있다.
CRS는 전송 측(기지국)에서의 안테나 배열에 따라 다양한 포맷으로 정의된다. 3GPP LTE 시스템(예를 들어, 릴리즈-8)에서는 기지국의 전송 안테나 개수에 따라서 최대 4개의 안테나 포트에 대한 RS가 전송된다. 하향링크 신호 송신 측은 단일의 송신 안테나, 2개의 송신 안테나 및 4개의 송신 안테나와 같이 3 종류의 안테나 배열을 가진다. 예를 들어 기지국의 송신 안테나의 개수가 두 개일 경우, 0번과 1번 안테나 포트에 대한 CRS가 전송되고, 네 개인 경우 0~3 번 안테나 포트에 대한 CRS가 각각 전송된다. 기지국의 송신 안테나가 4개일 경우 한 RB 에서의 CRS 패턴은 도 7과 같다.
기지국이 단일의 송신 안테나를 사용하는 경우, 단일 안테나 포트를 위한 참조 신호가 배열된다.
기지국이 2개의 송신 안테나를 사용하는 경우, 2개의 송신 안테나 포트를 위한 참조 신호는 시분할 다중화(TDM: Time Division Multiplexing) 및/또는 주파수 분할 다중화(FDM Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하여 배열된다. 즉, 2개의 안테나 포트를 위한 참조 신호는 각각이 구별되기 위해 서로 다른 시간 자원 및/또는 서로 다른 주파수 자원이 할당된다.
게다가, 기지국이 4개의 송신 안테나를 사용하는 경우, 4개의 송신 안테나 포트를 위한 참조 신호는 TDM 및/또는 FDM 방식을 이용하여 배열된다. 하향링크 신호의 수신 측(단말)에 의하여 측정된 채널 정보는 단일의 송신 안테나 전송, 송신 다이버시티, 폐쇄 루프 공간 다중화(closed-loop spatial multiplexing), 개방 루프 공간 다중화(open-loop spatial multiplexing) 또는 다중 사용자-다중 입출력 안테나(Multi-User MIMO(Multi Input Multi Output))와 같은 전송 방식을 이용하여 전송된 데이터를 복조하기 위하여 사용될 수 있다.
다중 입출력 안테나가 지원되는 경우 참조 신호가 특정의 안테나 포트로부터 전송될 때, 상기 참조 신호는 참조 신호의 패턴에 따라 특정된 자원 요소들의 위치에 전송되며, 다른 안테나 포트를 위해 특정된 자원 요소들의 위치에 전송되지 않는다. 즉, 서로 다른 안테나 사이의 참조 신호는 서로 겹치지 않는다.
이하 DRS에 대하여 좀 더 상세하게 기술하면, DRS는 데이터를 복조하기 위하여 사용된다. 다중 입출력 안테나 전송에서 특정의 단말을 위해 사용되는 선행 부호화(precoding) 가중치는 단말이 참조 신호를 수신하였을 때 각 송신 안테나에서 전송된 전송 채널과 결합되어 상응하는 채널을 추정하기 위하여 변경 없이 사용된다.
3GPP LTE 시스템(예를 들어, 릴리즈-8)은 최대로 4개의 전송 안테나를 지원하고, 랭크 1 빔포밍(beamforming)을 위한 DRS가 정의된다. 랭크 1 빔포밍을 위한 DRS는 또한 안테나 포트 인덱스 5 를 위한 참조 신호를 나타낸다.
LTE 시스템의 진화 발전된 형태의 LTE-A 시스템에서 기지국의 하향 링크로 최대 8개의 송신 안테나를 지원할 수 있도록 디자인되어야 한다. 따라서 최대 8개 송신 안테나에 대한 RS 역시 지원되어야 한다. LTE 시스템에서 하향 링크 RS는 최대 4개의 안테나 포트에 대한 RS만 정의되어 있으므로, LTE-A 시스템에서 기지국이 4개 이상 최대 8개의 하향 링크 송신 안테나를 가질 경우 이들 안테나 포트에 대한 RS가 추가적으로 정의되고 디자인되어야 한다. 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 RS는 위에서 설명한 채널 측정을 위한 RS와 데이터 복조를 위한 RS 두 가지가 모두 디자인되어야 한다.
LTE-A 시스템을 디자인 함에 있어서 중요한 고려 사항 중 하나는 하위 호환성(backward compatibility), 즉 LTE 단말이 LTE-A 시스템에서도 아무 무리 없이 잘 동작해야 하고, 시스템 또한 이를 지원해야 한다는 것이다. RS 전송 관점에서 보았을 때, LTE에서 정의되어 있는 CRS가 전 대역으로 매 서브 프레임마다 전송되는 시간-주파수 영역에서 추가적으로 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 RS가 추가적으로 정의되어야 한다. LTE-A 시스템에서 기존 LTE의 CRS와 같은 방식으로 최대 8개의 송신 안테나에 대한 RS 패턴을 매 서브 프레임마다 전 대역에 추가하게 되면 RS 오버헤드가 지나치게 커지게 된다.
따라서 LTE-A 시스템에서 새로이 디자인되는 RS는 크게 두 가지 분류로 나누게 되는데, MCS, PMI 등의 선택을 위한 채널 측정 목적의 RS (CSI-RS: Channel State Information-RS, Channel State Indication-RS 등)와 8개의 전송 안테나로 전송되는 데이터 복조를 위한 RS(DM-RS: Data Demodulation-RS)이다.
채널 측정 목적의 CSI-RS는 기존의 CRS가 채널 측정, 핸드 오버 등의 측정 등의 목적과 동시에 데이터 복조를 위해 사용되는 것과 달리 채널 측정 위주의 목적을 위해서 디자인되는 특징이 있다. 물론 이 또한 핸드 오버 등의 측정 등의 목적으로도 사용될 수도 있다. CSI-RS가 채널 상태에 대한 정보를 얻는 목적으로만 전송되므로 CRS와 달리 매 서브 프레임마다 전송되지 않아도 된다. CSI-RS의 오버헤드를 줄이기 위하여 CSI-RS는 시간 축 상에서 간헐적으로 전송된다.
데이터 복조를 위해서 해당 시간-주파수 영역에서 스케줄링 된 UE에게 전용적(dedicated)으로 DM-RS가 전송된다. 즉, 특정 UE의 DM-RS는 해당 UE가 스케줄링 된 영역, 즉 데이터를 수신 받는 시간-주파수 영역에만 전송되는 것이다.
LTE-A 시스템에서 기지국의 하향 링크로 최대 8개의 송신 안테나를 지원한다. LTE-A 시스템에서 기존 LTE의 CRS와 같은 방식으로 최대 8개의 송신 안테나에 대한 RS를 매 서브 프레임마다 전 대역에 전송하게 되면 RS 오버헤드가 지나치게 커지게 된다. 따라서 LTE-A 시스템에서는 MCS, PMI 등의 선택을 위한 CSI 측정 목적의 CSI-RS와 데이터 복조를 위한 DM-RS로 분리되어 두 개의 RS가 추가되었다. CSI-RS는 RRM 측정 등의 목적으로도 사용될 수는 있지만 CSI 획득의 주목적을 위해서 디자인되었다. CSI-RS는 데이터 복조에 사용되지 않으므로 매 서브 프레임마다 전송될 필요는 없다. 그러므로 CSI-RS의 오버헤드를 줄이기 위하여 시간 축 상에서 간헐적으로 전송하도록 한다. 즉, CSI-RS는 한 서브 프레임의 정수 배의 주기를 가지고 주기적으로 전송되거나 특정 전송 패턴으로 전송될 수 있다. 이 때 CSI-RS가 전송되는 주기나 패턴은 eNB가 설정할 수 있다.
데이터 복조를 위해서는 해당 시간-주파수 영역에서 스케줄링 된 UE에게 dedicated하게 DM-RS가 전송된다. 즉, 특정 UE의 DM-RS는 해당 UE가 스케줄링 된 영역, 즉 데이터를 수신 받는 시간-주파수 영역에만 전송된다.
CSI-RS를 측정하기 위해서 UE는 반드시 자신이 속한 셀의 각각의 CSI-RS 안테나 포트에 대한 CSI-RS의 전송 서브 프레임 인덱스, 전송 서브 프레임 내에서 CSI-RS 자원 요소(RE) 시간-주파수 위치, 그리고 CSI-RS 시퀀스 등에 대한 정보를 알고 있어야 한다.
LTE-A 시스템에 eNB는 CSI-RS를 최대 8개의 안테나 포트에 대해서 각각 전송해야 한다. 서로 다른 안테나 포트의 CSI-RS 전송을 위해 사용되는 자원은 서로 직교(orthogonal)해야 한다. 한 eNB가 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 전송할 때 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 서로 다른 RE에 맵핑함으로써 FDM/TDM방식으로 이들 자원을 orthogonal하게 할당할 수 있다. 또는 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 서로 orthogonal한 코드에 맵핑시키는 CDM방식으로 전송할 수 있다.
CSI-RS에 관한 정보를 eNB가 자기 셀 UE에게 알려줄 때, 먼저 각 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 매핑되는 시간-주파수에 대한 정보를 알려줘야 한다. 구체적으로, CSI-RS가 전송되는 서브 프레임 번호들, 또는 CSI-RS가 전송되는 주기, CSI-RS가 전송되는 서브 프레임 오프셋이며, 특정 안테나의 CSI-RS RE가 전송되는 OFDM 심볼 번호, 주파수 간격(spacing), 주파수 축에서의 RE의 오프셋 또는 쉬프트 값 등이 있다.
CSI-RS는 1개, 2개, 4개 또는 8개의 안테나 포트를 통해 전송된다. 이때, 사용되는 안테나 포트는 각각 p=15, p=15,16, p=15,...,18, p=15,...,22이다. CSI-RS는 서브캐리어 간격 Δf=15kHz에 대해서만 정의될 수 있다.
CSI-RS 전송을 위해 설정된 서브프레임 내에서, CSI-RS 시퀀스는 아래 수학식 12와 같이 각 안테나 포트(p) 상의 참조 심볼(reference symbol)로서 이용되는 복소 변조 심볼(complex-valued modulation symbol) a_k,l^(p)에 매핑된다.
상기 수학식 12에서, (k',l')(여기서, k'는 자원 블록 내 부반송파 인덱스이고, l'는 슬롯 내 OFDM 심볼 인덱스를 나타낸다.) 및 n_s의 조건은 아래 표 3 또는 표 4와 같은 CSI-RS 설정(configuration)에 따라 결정된다.
표 3는 일반 CP에서 CSI-RS 구성으로부터 (k',l')의 매핑을 예시한다.
표 4는 확장 CP에서 CSI-RS 구성으로부터 (k',l')의 매핑을 예시한다.
표 3 및 표 4를 참조하면, CSI-RS의 전송에 있어서, 이종 네트워크(HetNet: heterogeneous network) 환경을 포함하여 멀티 셀 환경에서 셀간 간섭(ICI: inter-cell interference)을 줄이기 위하여 최대 32개(일반 CP 경우) 또는 최대 28개(확장 CP 경우)의 서로 다른 구성(configuration)이 정의된다.
CSI-RS 구성은 셀 내의 안테나 포트의 개수 및 CP에 따라 서로 다르며, 인접한 셀은 최대한 서로 다른 구성을 가질 수 있다. 또한, CSI-RS 구성은 프레임 구조에 따라 FDD 프레임과 TDD 프레임에 모두 적용하는 경우와 TDD 프레임에만 적용하는 경우로 나눠질 수 있다.
표 3 및 표 4를 기반으로 CSI-RS 구성에 따라 (k',l') 및 n_s가 정해지고, 각 CSI-RS 안테나 포트에 따라 CSI-RS 전송에 이용하는 시간-주파수 자원이 결정된다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 참조 신호가 매핑되는 자원을 예시하는 도면이다.
도 8(a)는 1개 또는 2개의 CSI-RS 안테나 포트들에 의한 CSI-RS 전송에 사용 가능한 20가지 CSI-RS 구성들을 나타낸 것이고, 도 8(b)는 4개의 CSI-RS 안테나 포트들에 의해 사용 가능한 10가지 CSI-RS 구성들을 나타낸 것이며, 도 8(c)는 8개의 CSI-RS 안테나 포트들에 의해 CSI-RS 전송에 사용 가능한 5가지 CSI-RS 구성들을 나타낸 것이다.
이와 같이, 각 CSI-RS 구성에 따라 CSI-RS가 전송되는 무선 자원(즉, RE 쌍)이 결정된다.
특정 셀에 대하여 CSI-RS 전송을 위해 1개 혹은 2개의 안테나 포트가 설정되면, 도 8(a)에 도시된 20가지 CSI-RS 구성들 중 설정된 CSI-RS 구성에 따른 무선 자원 상에서 CSI-RS가 전송된다.
마찬가지로, 특정 셀에 대하여 CSI-RS 전송을 위해 4개의 안테나 포트가 설정되면, 도 8(b)에 도시된 10가지 CSI-RS 구성들 중 설정된 CSI-RS 구성에 따른 무선 자원 상에서 CSI-RS가 전송된다. 또한, 특정 셀에 대하여 CSI-RS 전송을 위해 8개의 안테나 포트가 설정되면, 도 8(c)에 도시된 5가지 CSI-RS 구성들 중 설정된 CSI-RS 구성에 따른 무선 자원 상에서 CSI-RS가 전송된다.
2개의 안테나 포트 별(즉, {15,16}, {17,18}, {19,20}, {21,22})로 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS는 동일한 무선 자원에 CDM되어 전송된다. 안테나 포트 15 및 16를 예를 들면, 안테나 포트 15 및 16에 대한 각각의 CSI-RS 복소 심볼은 동일하나, 서로 다른 직교 코드(예를 들어, 왈시 코드(walsh code)가 곱해져서 동일한 무선 자원에 매핑된다. 안테나 포트 15에 대한 CSI-RS의 복소 심볼에는 [1, 1]이 곱해지고, 안테나 포트 16에 대한 CSI-RS의 복소 심볼에는 [1 -1]이 곱해져서 동일한 무선 자원에 매핑된다. 이는 안테나 포트 {17,18}, {19,20}, {21,22}도 마찬가지이다.
UE는 전송된 심볼에 곱해진 코드를 곱하여 특정 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 검출할 수 있다. 즉, 안테나 포트 15에 대한 CSI-RS를 검출하기 위해서 곱해진 코드 [1 1]을 곱하고, 안테나 포트 16에 대한 CSI-RS를 검출하기 위해서 곱해진 코드 [1 -1]을 곱한다.
도 8(a) 내지 (c)를 참조하면, 동일한 CSI-RS 구성 인덱스에 해당하게 되면, 안테나 포트 수가 많은 CSI-RS 구성에 따른 무선 자원은 CSI-RS 안테나 포트 수가 적은 CSI-RS 구성에 따른 무선 자원을 포함한다. 예를 들어, CSI-RS 구성 0의 경우, 8개 안테나 포트 수에 대한 무선 자원은 4개 안테나 포트 수에 대한 무선 자원과 1 또는 2개의 안테나 포트 수에 대한 무선 자원을 모두 포함한다.
하나의 셀에서 복수의 CSI-RS 구성이 사용될 수 있다. 넌-제로 전력(NZP: non-zero power) CSI-RS는 0개 또는 1개 CSI-RS 구성만이 이용되고, 제로 전력(ZP: zero power) CSI-RS는 0개 또는 여러 개의 CSI-RS 구성이 이용될 수 있다.
상위 계층에 의해 설정되는 16 비트의 비트맵인 ZP CSI-RS(ZeroPowerCSI-RS)에서 1로 설정된 각 비트 별로, UE는 위의 표 3 및 표 4의 4개의 CSI-RS 열(column)에 해당하는 RE들에서(상위 계층에 의해 설정된 NZP CSI-RS를 가정하는 RE와 중복되는 경우를 제외) 제로 전송 전력을 가정한다. 최상위 비트(MSB: Most Significant Bit)는 가장 낮은 CSI-RS 구성 인덱스에 해당하고, 비트맵 내에서 그 다음의 비트는 순서대로 다음의 CSI-RS 구성 인덱스에 해당한다.
CSI-RS는 위의 표 3 및 표 4에서 (n_s mod 2)의 조건을 만족하는 하향링크 슬롯 및 CSI-RS 서브프레임 구성을 만족하는 서브프레임에서만 전송된다.
프레임 구조 타입 2(TDD)의 경우, 스페셜 서브프레임, 동기 신호(SS), PBCH 또는 SIB 1(SystemInformationBlockType1) 메시지 전송과 충돌되는 서브프레임 또는 페이징 메시지 전송을 위해 설정된 서브프레임에서 CSI-RS는 전송되지 않는다.
또한, 안테나 포트 세트 S(S={15}, S={15,16}, S={17,18}, S={19,20} 또는 S={21,22}) 내 속하는 어떠한 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 전송되는 RE는 PDSCH 또는 다른 안테나 포트의 CSI-RS 전송에 사용되지 않는다.
CSI-RS 전송에 사용되는 시간-주파수 자원들은 데이터 전송에 사용될 수 없으므로, CSI-RS 오버헤드가 증가할수록 데이터 처리량(throughput)이 감소하게 된다. 이를 고려하여 CSI-RS는 매 서브프레임마다 전송되도록 구성되지 않고, 다수의 서브프레임에 해당하는 소정의 전송 주기마다 전송되도록 구성된다. 이 경우, 매 서브프레임마다 CSI-RS가 전송되는 경우에 비하여 CSI-RS 전송 오버헤드가 많이 낮아질 수 있다.
CSI-RS 전송을 위한 서브프레임 주기(이하, 'CSI 전송 주기'로 지칭함)(T_CSI-RS) 및 서브프레임 오프셋(Δ_CSI-RS)은 아래 표 5와 같다.
표 5은 CSI-RS 서브프레임 구성을 예시한다.
표 5를 참조하면, CSI-RS 서브프레임 구성(I_CSI-RS)에 따라 CSI-RS 전송 주기(T_CSI-RS) 및 서브프레임 오프셋(Δ_CSI-RS)이 결정된다.
표 5의 CSI-RS 서브프레임 구성은 앞서 'SubframeConfig' 필드 및 'zeroTxPowerSubframeConfig' 필드 중 어느 하나로 설정될 수 있다. CSI-RS 서브프레임 구성은 NZP CSI-RS 및 ZP CSI-RS에 대하여 개별적으로(separately) 설정될 수 있다.
CSI-RS를 포함하는 서브프레임은 아래 수학식 13을 만족한다.
수학식 13에서 T_CSI-RS는 CSI-RS 전송 주기, Δ_CSI-RS는 서브프레임 오프셋 값, n_f는 시스템 프레임 넘버, n_s는 슬롯 넘버를 의미한다.
서빙 셀에 대해 전송 모드 9(transmission mode 9)가 설정된 UE의 경우, UE는 하나의 CSI-RS 자원 구성이 설정될 수 있다. 서빙 셀에 대해 전송 모드 10(transmission mode 10)이 설정된 UE의 경우, UE는 하나 또는 그 이상의 CSI-RS 자원 구성(들)이 설정될 수 있다.
현재 LTE 표준에서 CSI-RS 구성은 안테나 포트 개수(antennaPortsCount), 서브프레임 구성(subframeConfig), 자원 구성(resourceConfig) 등으로 구성되어 있어, CSI-RS가 몇 개의 안테나 포트에서 전송되는지, CSI-RS가 전송될 서브프레임의 주기 및 오프셋이 어떻게 되는지, 그리고 해당 서브프레임에서 어떤 RE 위치(즉, 주파수와 OFDM 심볼 인덱스)에서 전송되는지 알려준다.
구체적으로 각 CSI-RS (자원) 구성을 위한 아래와 같이 파라미터가 상위 계층 시그널링을 통해 설정된다.
- 전송 모드 10이 설정된 경우, CSI-RS 자원 구성 식별자
- CSI-RS 포트 개수(antennaPortsCount): CSI-RS 전송을 위해 사용되는 안테나 포트의 개수를 나타내는 파라미터(예를 들어, 1 CSI-RS 포트, 2 CSI-RS 포트, 4 CSI-RS 포트, 8 CSI-RS 포트)
- CSI-RS 구성(resourceConfig) (표 3 및 표 4 참조): CSI-RS 할당 자원 위치에 관한 파라미터
- CSI-RS 서브프레임 구성(subframeConfig, 즉 I_CSI-RS) (표 5 참조): CSI-RS가 전송될 서브프레임 주기 및/또는 오프셋에 관한 파라미터
- 전송 모드 9가 설정된 경우, CSI 피드백을 위한 전송 파워(P_C): 피드백을 위한 참조 PDSCH 전송 파워에 대한 UE의 가정과 관련하여, UE가 CSI 피드백을 도출하고 1 dB 단계 크기로 [-8, 15] dB 범위 내에서 값을 취할 때, P_C는 PDSCH RE 당 에너지(EPRE: Energy Per Resource Element)와 CSI-RS EPRE의 비율로 가정된다.
- 전송 모드 10이 설정된 경우, 각 CSI 프로세스에 대하여 CSI 피드백을 위한 전송 파워(P_C). CSI 프로세스에 대하여 CSI 서브프레임 세트들 C_CSI,0 및 C_CSI,1가 상위 계층에 의해 설정되면, P_C는 CSI 프로세스의 각 CSI 서브프레임 세트 별로 설정된다.
- 임의 랜덤(pseudo-rnadom) 시퀀스 발생기 파라미터(n_ID)
- 전송 모드 10이 설정된 경우, QCL(QuasiCo-Located) 타입 B UE 가정을 위한 QCL 스크램블링 식별자(qcl-ScramblingIdentity-r11), CRS 포트 카운트(crs-PortsCount-r11), MBSFN 서브프레임 설정 리스트(mbsfn-SubframeConfigList-r11) 파라미터를 포함하는 상위 계층 파라미터('qcl-CRS-Info-r11')
UE가 도출한 CSI 피드백 값이 [-8, 15] dB 범위 내의 값을 가질 때, P_C는 CSI-RS EPRE에 대한 PDSCH EPRE의 비율로 가정된다. 여기서, PDSCH EPRE는 CRS EPRE에 대한 PDSCH EPRE의 비율이 ρ_A인 심볼에 해당한다.
서빙 셀의 동일한 서브프레임에서 CSI-RS와 PMCH이 함께 설정되지 않는다.
프레임 구조 타입 2에서 4개의 CRS 안테나 포트가 설정된 경우, UE는 일반 CP의 경우 [20-31] 세트(표 3 참조) 또는 확장 CP의 경우 [16-27] 세트(표 4 참조)에 속하는 CSI-RS 구성 인덱스가 설정되지 않는다.
UE는 CSI-RS 자원 구성의 CSI-RS 안테나 포트가 지연 확산(delay spread), 도플러 확산(Doppler spread), 도플러 쉬프트(Doppler shift), 평균 이득(average gain) 및 평균 지연(average delay)에 대하여 QCL 관계를 가진다고 가정할 수 있다.
전송 모드 10 그리고 QCL 타입 B가 설정된 UE는 CSI-RS 자원 구성에 해당하는 안테나 포트 0-3과 CSI-RS 자원 구성에 해당하는 안테나 포트 15-22가 도플러 확산(Doppler spread), 도플러 쉬프트(Doppler shift)에 대하여 QCL 관계라고 가정할 수 있다.
전송 모드 1-9가 설정된 UE의 경우, 서빙 셀에 대하여 UE는 하나의 ZP CSI-RS 자원 구성이 설정될 수 있다. 전송 모드 10이 설정된 UE의 경우, 서빙 셀에 대하여 UE는 하나 또는 그 이상의 ZP CSI-RS 자원 구성이 설정될 수 있다.
상위 계층 시그널링을 통해 ZP CSI-RS 자원 구성을 위한 아래와 같은 파라미터가 설정될 수 있다.
- ZP CSI-RS 구성 리스트(zeroTxPowerResourceConfigList) (표 3 및 표 4 참조): 제로-파워 CSI-RS 구성에 관한 파라미터
- ZP CSI-RS 서브프레임 구성(eroTxPowerSubframeConfig, 즉 I_CSI-RS) (표 5 참조): 제로-파워 CSI-RS가 전송되는 서브프레임 주기 및/또는 오프셋에 관한 파라미터
서빙 셀의 동일한 서브프레임에서 ZP CSI-RS와 PMCH가 동시에 설정되지 않는다.
전송 모드 10이 설정된 UE의 경우, 서빙 셀에 대하여 하나 또는 그 이상의 CSI-IM(Channel-State Information - Interference Measurement) 자원 구성이 설정될 수 있다.
상위 계층 시그널링을 통해 각 CSI-IM 자원 구성을 위한 아래와 같은 파라미터가 설정될 수 있다.
- ZP CSI-RS 구성 (표 3 및 표 4 참조)
- ZP CSI RS 서브프레임 구성(I_CSI-RS) (표 5 참조)
CSI-IM 자원 구성은 설정된 ZP CSI-RS 자원 구성 중 어느 하나와 동일하다.
서빙 셀의 동일한 서브프레임 내 CSI-IM 자원과 PMCH가 동시에 설정되지 않는다.
사운딩 참조 신호(SRS: Sounding Reference Signal)
SRS는 주로 상향링크의 주파수-선택적 스케줄링을 수행하기 위하여 채널 품질 측정에 사용되며, 상향링크 데이터 및/또는 제어 정보의 전송과 관련되지 않는다. 그러나, 이에 한정되지 않으며 SRS는 전력 제어의 향상 또는 최근에 스케줄되어 있지 않은 단말들의 다양한 스타트-업(start-up) 기능을 지원하기 위한 다양한 다른 목적들을 위해 사용될 수 있다. 스타트-업 기능의 일례로, 초기의 변조 및 부호화 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme), 데이터 전송을 위한 초기의 전력 제어, 타이밍 전진(timing advance) 및 주파수 반-선택적(semi-selective) 스케줄링이 포함될 수 있다. 이때, 주파수 반-선택적 스케줄링은 서브 프레임의 처음의 슬롯에 선택적으로 주파수 자원을 할당하고, 두번째 슬롯에서는 다른 주파수로 의사 랜덤(pseudo-randomly)하게 도약하여 주파수 자원을 할당하는 스케줄링을 말한다.
또한, SRS는 상향링크와 하향링크 간에 무선 채널이 상호적(reciprocal)인 가정하에 하향링크 채널 품질을 측정하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 가정은 상향링크와 하향링크가 동일한 주파수 스펙트럼을 공유하고, 시간 영역에서는 분리된 시분할 듀플레스(TDD: Time Division Duplex) 시스템에서 특히 유효하다
셀 내에서 어떠한 단말에 의하여 전송되는 SRS의 서브 프레임들은 셀-특정 방송 신호에 의하여 나타낼 수 있다. 4비트 셀-특정 'srsSubframeConfiguration' 파라미터는 SRS가 각 무선 프레임을 통해 전송될 수 있는 15가지의 가능한 서브 프레임의 배열을 나타낸다. 이러한 배열들에 의하여, 운용 시나리오(deployment scenario)에 따라 SRS 오버헤드(overhead)의 조정에 대한 유동성을 제공하게 된다.
이 중 16번째 배열은 셀 내에서 완전하게 SRS의 스위치를 오프하며, 이는 주로 고속 단말들을 서빙하는 서빙 셀에 적합하다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 사운딩 참조 신호 심볼을 포함한 상향링크 서브 프레임을 예시한다.
도 9를 참조하면, SRS는 배열된 서브 프레임 상에서 항상 마지막 SC-FDMA 심볼을 통해 전송된다. 따라서, SRS와 DMRS는 다른 SC-FDMA 심볼에 위치하게 된다.
PUSCH 데이터 전송은 SRS 전송을 위한 특정의 SC-FDMA 심볼에서는 허용되지 않으며, 결과적으로 사운딩(sounding) 오버헤드가 가장 높은 경우 즉, 모든 서브 프레임에 SRS 심볼이 포함되는 경우라도 사운딩 오버헤드는 약 7%를 초과하지 않는다.
각 SRS 심볼은 주어진 시간 단위와 주파수 대역에 관한 기본 시퀀스(랜덤 시퀀스 또는 Zadoff-Ch(ZC)에 기초한 시퀀스 세트)에 의하여 생성되고, 동일 셀 내의 모든 단말들은 동일한 기본 시퀀스를 사용한다. 이때, 동일한 주파수 대역과 동일한 시간에서 동일 셀 내의 복수의 단말로부터의 SRS 전송은 기본 시퀀스의 서로 다른 순환 이동(cyclic shift)에 의해 직교(orthogonal)되어 서로 구별된다.
각각의 셀 마다 서로 다른 기본 시퀀스가 할당되는 것에 의하여 서로 다른 셀로부터의 SRS 시퀀스가 구별될 수 있으나, 서로 다른 기본 시퀀스 간에 직교성은 보장되지 않는다.
더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 무선 액세스 기술(RAT: Radio Access Technology)에 비해 향상된 이동 광대역(mobile broadband) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 매시브(massive) MTC(Machine Type Communications) 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 뿐만 아니라 신뢰성(reliability) 및 레이턴시(latency) 에 민감한 서비스/UE를 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다.
이와 같이 진보된 이동 광대역 통신(enhanced mobile broadband communication), massive MTC, URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 RAT의 도입이 논의되고 있으며, 본 발명에서는 편의상 해당 기술을 새로운 RAT(new RAT) 이라고 지칭한다.
자기 완비(Self-contained) 서브프레임 구조
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 자기 완비(Self-contained) 서브프레임 구조를 예시하는 도면이다.
TDD 시스템에서 데이터 전송 레이턴시(latency)를 최소화하기 위하여 5세대(5G: 5 generation) new RAT에서는 도 10과 같은 자기 완비(self-contained) 서브프레임 구조를 고려하고 있다.
도 10에서 빗금친 영역(심볼 인덱스 0)은 하향링크(DL) 제어 영역을 나타내고, 검정색 부분(심볼 인덱스 13)은 상향링크(UL) 제어 영역을 나타낸다. 음영 표시가 없는 영역은 DL 데이터 전송을 위해 사용될 수도 있고, 또는 UL 데이터 전송을 위해 사용될 수도 있다. 이러한 구조의 특징은 한 개의 서브프레임 내에서 DL 전송과 UL 전송이 순차적으로 진행되어, 서브프레임 내에서 DL 데이터가 전송되고, UL ACK/NACK도 수신될 수 있다. 결과적으로 데이터 전송 에러 발생시에 데이터 재전송까지 걸리는 시간을 줄이게 되며, 이로 인해 최종 데이터 전달의 latency를 최소화할 수 있다.
이러한 self-contained 서브프레임 구조에서 기지국과 UE가 송신 모드에서 수신모드로 전환 과정 또는 수신모드에서 송신모드로 전환 과정을 위한 시간 갭(time gap)이 필요하다. 이를 위하여 self-contained 서브프레임 구조에서 DL에서 UL로 전환되는 시점의 일부 OFDM 심볼이 가드 구간(GP: guard period)으로 설정되게 된다.
아날로그 빔포밍(Analog beamforming)
밀리미터파(Millimeter Wave, mmW)에서는 파장이 짧아져서 동일 면적에 다수개의 안테나 요소(antenna element)의 설치가 가능하다. 즉, 30GHz 대역에서 파장은 1cm로써 4 X 4 (4 by 4) cm의 패널(panel)에 0.5 람다(lambda)(즉, 파장) 간격으로 2-차원 배열 형태로 총 64(8x8)의 antenna element 설치가 가능하다. 그러므로 mmW에서는 다수개의 antenna element를 사용하여 빔포밍(BF: beamforming) 이득을 높여 커버리지를 증가시키거나, 수율(throughput)을 높이려고 한다.
이 경우에 antenna element 별로 전송 파워 및 위상 조절이 가능하도록 트랜시버 유닛(TXRU: Transceiver Unit)을 가지면 주파수 자원 별로 독립적인 빔포밍이 가능하다. 그러나 100여개의 antenna element 모두에 TXRU를 설치하기에는 가격측면에서 실효성이 떨어지는 문제를 갖게 된다. 그러므로 하나의 TXRU에 다수개의 antenna element를 매핑하고 아날로그 위상 시프터(analog phase shifter)로 빔(beam)의 방향을 조절하는 방식이 고려되고 있다. 이러한 analog BF 방식은 전 대역에 있어서 하나의 beam 방향만을 만들 수 있어 주파수 선택적 BF을 할 수 없다는 단점이 있다.
디지털(Digital) BF와 analog BF의 중간 형태로 Q개의 antenna element보다 적은 개수인 B개의 TXRU를 갖는 하이브리드 빔포밍(hybrid BF)을 고려할 수 있다. 이 경우에 B개의 TXRU와 Q개의 antenna element의 연결 방식에 따라서 차이는 있지만, 동시에 전송할 수 있는 beam의 방향은 B개 이하로 제한되게 된다.
이하, 도면을 참조하여 TXRU와 antenna element의 연결 방식의 대표적인 일례들을 살펴본다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 트랜스시버 유닛 모델을 예시한다.
TXRU 가상화(virtualization) 모델은 TXRU의 출력 신호와 antenna elements의 출력 신호의 관계를 나타낸다. antenna element와 TXRU와의 상관 관계에 따라 도 11(a)와 같이 TXRU 가상화(virtualization) 모델 옵션-1: 서브-배열 분할 모델(sub-array partition model)과 도 11(b)와 같이 TXRU 가상화 모델 옵션-2: 전역 연결(full-connection) 모델로 구분될 수 있다.
도 11(a)를 참조하면, 서브-배열 분할 모델(sub-array partition model)의 경우, antenna element는 다중의 안테나 요소 그룹으로 분할되고, 각 TXRU는 그룹 중 하나와 연결된다. 이 경우에 antenna element는 하나의 TXRU에만 연결된다.
도 11(b)를 참조하면, 전역 연결(full-connection) 모델의 경우, 다중의 TXRU의 신호가 결합되어 단일의 안테나 요소(또는 안테나 요소의 배열)에 전달된다. 즉, TXRU가 모든 안테나 element에 연결된 방식을 나타낸다. 이 경우에 안테나 element는 모든 TXRU에 연결된다.
도 11에서 q는 하나의 열(column) 내 M개의 같은 편파(co-polarized)를 가지는 안테나 요소들의 송신 신호 벡터이다. w는 광대역 TXRU 가상화 가중치 벡터(wideband TXRU virtualization weight vector)이며, W는 아날로그 위상 시프터(analog phase shifter)에 의해 곱해지는 위상 벡터를 나타낸다. 즉 W에 의해 analog beamforming의 방향이 결정된다. x는 M_TXRU 개의 TXRU들의 신호 벡터이다.
여기서, 안테나 포트와 TXRU들과의 매핑은 일대일(1-to-1) 또는 일대다(1-to-many)일 수 있다.
도 11에서 TXRU와 안테나 요소 간의 매핑(TXRU-to-element mapping)은 하나의 예시를 보여주는 것일 뿐이고, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 하드웨어 관점에서 이 밖에 다양한 형태로 구현될 수 있는 TXRU와 안테나 요소 간의 매핑에도 본 발명이 동일하게 적용될 수 있다.
채널 상태 정보(CSI: Channel State Information) 피드백
3GPP LTE/LTE-A 시스템에서는, 사용자 기기(UE)가 채널 상태 정보(CSI)를 기지국(BS 또는 eNB)으로 보고하도록 정의되었다.
CSI는 UE와 안테나 포트 사이에 형성되는 무선 채널(혹은 링크라고도 함)의 품질을 나타낼 수 있는 정보를 통칭한다. 예를 들어, 랭크 지시자(RI: Rank Indicator), 프리코딩 행렬 지시자(PMI: Precoding Matrix Indicator), 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator) 등이 이에 해당한다.
여기서, RI는 채널의 랭크(rank) 정보를 나타내며, 이는 UE가 동일 시간-주파수 자원을 통해 수신하는 스트림의 개수를 의미한다. 이 값은 채널의 긴 주기(long term) 페이딩(fading)에 의해 종속되어 결정되므로, PMI, CQI보다 일반적으로 더 긴 주기를 가지고 UE에서 BS로 피드백된다. PMI는 채널 공간 특성을 반영한 값으로 신호 대 간섭 잡음비(SINR: Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio) 등의 메트릭(metric)을 기준으로 UE가 선호하는 프리코딩 인덱스를 나타낸다. CQI는 채널의 세기를 나타내는 값으로 일반적으로 BS가 PMI를 이용했을 때 얻을 수 있는 수신 SINR을 의미한다.
3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 기지국은 다수개의 CSI 프로세스(process)를 UE에게 설정해 주고, 각 프로세스에 대한 CSI를 보고 받을 수 있다. 여기서 CSI 프로세스는 기지국으로부터의 신호 품질 측정을 위한 CSI-RS와 간섭 측정을 위한 CSI-간섭 측정(CSI-IM: CSI-Interference Measurement) 자원으로 구성된다.
참조 신호(RS: Reference Signal) 가상화(virtualization)
mmW에서 analog beamforming에 의해 한 시점에 하나의 analog beam 방향으로만 PDSCH 전송될 수 있다. 이 경우, 해당 방향에 있는 일부 소수의 UE에게만 기지국으로부터 데이터 전송이 가능하게 된다. 그러므로 필요에 따라서 안테나 포트 별로 analog beam 방향을 다르게 설정함으로써 여러 analog beam 방향에 있는 다수의 UE들에게 동시에 데이터 전송이 수행될 수 있다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서, 트랜시버 유닛 별 서비스 영역을 예시하는 도면이다.
도 12에서는 256 antenna element를 4등분하여 4개의 sub-array를 형성하고, 앞서 도 11과 같이 sub-array에 TXRU를 연결한 구조를 예로 들어 설명한다.
각 sub-array가 2-차원(dimension) 배열 형태로 총 64(8x8)의 antenna element이 구성되면, 특정 analog beamforming에 의해 15도의 수평각 영역과 15도의 수직각 영역에 해당하는 지역을 커버할 수 있다. 즉, 기지국이 서비스해야 되는 지역을 다수개의 영역으로 나누어, 한번에 하나씩 서비스 하게 된다.
이하의 설명에서 CSI-RS 안테나 포트(antenna port)와 TXRU는 일대일(1-to-1) 매핑되었다고 가정한다. 그러므로 antenna port와 TXRU는 이하의 설명에서 같은 의미를 갖는다.
도 12(a)와 같이 모든 TXRU(안테나 포트, sub-array)(즉, TXRU 0, 1, 2, 3)가 동일 analog beamforming 방향(즉, 영역 1(region 1))을 가지면, 더 높은 분해능(resolution)을 갖는 digital beam을 형성하여 해당 지역의 수율(throughput)을 증가 시킬 수 있다. 또한 해당 지역으로 전송 데이터의 랭크(rank)를 증가시켜 해당 지역의 throughput을 증가 시킬 수 있다.
도 12(b) 및 도 12(c)와 같이 각 TXRU(안테나 포트, sub-array)(즉, 포트(port) 0, 1, 2, 3)가 다른 analog beamforming 방향(즉, region 1 또는 region 2)을 가지면, 더 넓은 영역에 분포된 UE들에게 해당 서브프레임(SF: subframe)에서 동시에 데이터 전송이 가능해 진다.
도 12(b) 및 도 12(c)의 예시와 같이 4개의 안테나 포트 중에서 2개는 영역 1에 있는 UE1에게 PDSCH 전송을 위해 사용되고, 나머지 2개는 영역 2에 있는 UE2에게 PDSCH 전송을 위해 사용될 수 있다.
특히, 도 12(b)에서는 UE1에게 전송되는 PDSCH1과 UE2에게 전송되는 PDSCH2가 공간 분할 다중화(SDM: Spatial Division Multiplexing)된 예시를 나타낸다. 이와 달리 도 12(c)에서와 같이 UE1에게 전송되는 PDSCH1과 UE2에게 전송되는 PDSCH2가 주파수 분할 다중화(FDM: Frequency Division Multiplexing)되어 전송될 수도 있다.
모든 안테나 포트를 사용하여 한 영역을 서비스 하는 방식과 안테나 포트들을 나누어 여러 영역을 동시에 서비스 하는 방식 중에서 셀 수율(cell throughput)을 최대화하기 위하여 UE에게 서비스하는 랭크(rank) 그리고 변조 및 코딩 기법(MCS: Modulation and Coding Scheme)에 따라서 선호되는 방식이 바뀔 수 있다. 또한 각 UE에게 전송할 데이터의 양에 따라서 선호되는 방식이 바뀔 수 있다.
기지국은 모든 안테나 포트를 사용하여 한 영역을 서비스 할 때 얻을 수 있는 cell throughput 또는 스케줄링 매트릭(scheduling metric)을 계산하고, 안테나 포트를 나누어서 두 영역을 서비스 할 때 얻을 수 있는 cell throughput 또는 scheduling metric을 계산한다. 기지국은 각 방식을 통해 얻을 수 있는 cell throughput 또는 scheduling metric을 비교하여 최종 전송 방식을 선택할 수 있다. 결과적으로 서브프레임 단위로(SF-by-SF)으로 PDSCH 전송에 참여하는 안테나 포트의 개수가 변동될 수 있다. 기지국이 안테나 포트의 개수에 따른 PDSCH의 전송 MCS를 계산하고 스케줄링 알고리즘에 반영하기 위하여, 이에 적합한 UE로부터의 CSI 피드백이 요구된다.
빔 참조 신호(BRS: Beam Reference Signal)
빔 참조 신호(BRS)는 하나 또는 그 이상의 안테나 포트(p={0,1,...,7} 상에서 전송될 수 있다.
참조 신호 시퀀스 'r_l(m)'는 아래 수학식 14와 같이 정의될 수 있다.
여기서, l=0,1,...,13 은 OFDM 심볼 번호이다. N_RB^max,DL은 가장 큰 하향링크 밴드 설정을 나타내며, N_sc^RB의 배수로 표현된다. N_sc^RB는 주파수 도메인에서 자원 블록의 크기를 나타내며, 서브캐리어의 수로 표현된다.
수학식 14에서 c(i)는 의사-난수(pseudo-random) 시퀀스로서 미리 정의될 수 있다. 의사-난수 시퀀스 발생기는 아래 수학식 15를 이용하여 매 OFDM 심볼의 시작 시 초기화될 수 있다.
여기서, N_ID^cell은 물리 계층 셀 식별자를 나타낸다. n_s=floor(l/7)이고, floor(x)는 x 이하의 최대 정수를 도출하는 바닥 함수(floor function)를 나타낸다. l'=l mod 7이고, mod 는 모듈로(modulo) 연산을 나타낸다.
빔 보정 참조 신호(BRRS: Beam Refinement Reference Signal)
빔 보정 참조 신호(BRRS)는 최대 8개의 안테나 포트(p=600,...,607) 상에서 전송될 수 있다. BRRS의 전송 및 수신은 xPDCCH 상의 하향링크 자원 할당 내에서 스케줄링될 수 있다.
참조 신호 시퀀스 'r_l,ns(m)'는 아래 수학식 16과 같이 정의될 수 있다.
여기서, n_s는 무선 프레임 내 슬롯 번호이다. l은 슬롯 내 OFDM 심볼 번호이다. c(i)는 의사-난수(pseudo-random) 시퀀스로서 미리 정의될 수 있다. 의사-난수 시퀀스 발생기는 아래 수학식 17을 이용하여 매 OFDM 심볼의 시작 시 초기화될 수 있다.
여기서, N_ID^BRRS는 RRC 시그널링을 통해 UE에게 설정된다.
하향링크 위상 잡음 보상 참조 신호(DL Phase Noise Compensation Reference Signal)
xPDSCH와 연관된 위상 잡음 보상 참조 신호는 DCI 내에서 시그널링에 따라 안테나 포트(들) p=60 및/또는 p=61 상에서 전송될 수 있다. 또한, xPDSCH와 연관된 위상 잡음 보상 참조 신호는 xPDSCH 전송이 해당 안테나 포트와 연관될 때만 위상 잡음 보상을 위한 유효한 참조로서 존재할 수 있다. 또한, xPDSCH와 연관된 위상 잡음 보상 참조 신호는 해당 xPDSCH가 매핑된 물리 자원 블록 및 심볼 상에서만 전송될 수 있다. 또한, xPDSCH와 연관된 위상 잡음 보상 참조 신호는 xPDSCH 할당에 따라 모든 심볼에서 동일할 수 있다.
어떠한 안테나 포트 p∈{60,61}에 있어서, 참조 신호 시퀀스 'r(m)'는 아래 수학식 18과 같이 정의된다.
여기서, c(i)는 의사-난수(pseudo-random) 시퀀스로서 미리 정의될 수 있다. 의사-난수 시퀀스 발생기는 아래 수학식 19를 이용하여 매 서브프레임 시작 시 초기화될 수 있다.
여기서, n_SCID는 다르게 특정되지 않는 한 0이다. xPDSCH 전송에 있어서, n_SCID는 xPDSCH 전송과 연관된 DCI 포맷 내에서 주어진다.
n_ID^(i)(여기서, i=0,1)는 다음과 같이 주어진다. n_ID^PCRS,i의 값이 상위 계층에 의해 제공되지 않으면 n_ID^(i)는 N_ID^cell과 같다. 그렇지 않으면, n_ID^(i)는 n_ID^PCRS,i와 같다.
3GPP RAN1 #86의 회의에 따르면, 새로운 RAT(NR: New Rat)에서, 다음과 같은 하나 또는 그 이상의 전송/수신 포인트(TRP: Transmission Reception Point) 내에서 DL 제1 계층(L1: Layer 1)/제2 계층(L2: Layer 2) 빔 관리(beam management) 절차가 지원된다:
i) P-1: P-1은 TRP 전송(Tx: Transmission) 빔들/UE 수신(Rx: Reception) 빔(들)의 선택을 지원하기 위하여 서로 다른 TRP Tx 빔들 상에서의 UE 측정을 가능하도록 사용된다.
- TRP에서 빔포밍(beamforming)의 경우, 다른 빔들의 세트로부터 인트라(intra)/인터(inter)-TRP Tx 빔 스윕(sweep)을 포함한다.
- UE에서 빔포밍(beamforming)의 경우, 다른 빔들의 세트로부터 UE Rx 빔 스윕을 포함한다.
- TRP Tx 빔과 UE Rx 빔은 조인트하게(jointly) 또는 개별적으로 결정될 수 있다.
ii) P-2: P-2는 inter/intra-TRP Tx 빔(들)을 변경하기 위해 서로 다른 TRP Tx 빔들 상에서 UE 측정이 가능하도록 사용된다.
- P-1에 비하여 빔 보정(beam refinement)를 위한 빔들의 더 작은 세트가 이용될 수 있다.
- P-2는 P-1의 특수한 경우에 해당할 수 있다.
iii) P-3: P-3은 UE가 beamforming을 이용하는 경우에 UE Rx 빔을 변경하기 위하여 동일한 TRP Tx 빔 상에서의 UE 측정이 가능하도록 사용된다.
- intra-TRP 및 inter-TRP 빔 관리를 위해 동일한 절차가 설계될 수 있다.
- UE는 intra-TRP 빔인지 inter-TRP 빔인지 모를 수 있다.
예를 들어, TRP Tx/UE Rx 빔 변경을 동시에 달성하기 위하여 앞서 설명한 P-2 및 P-3 절차는 조인트하게(jointly) 및/또는 다수 번 수행될 수 있다.
단일의 UE에 대하여 다중의 Tx/Rx 빔 페어(pair)들의 관리가 지원될 수 있다.
빔 관리 절차 내에서 또 다른 캐리어로부터 보조 정보가 UE에게 전달되는 것이 논의될 수 있다.
위의 절차는 어떠한 주파수 밴드에서도 적용될 수 있다.
위의 절차는 TRP 당 단일/다중 빔(들)에서 이용될 수 있다.
또한, 3GPP RAN1 #86bis의 회의에 따르면, NR에서, 다음과 같은 UL 빔 관리가 더욱 논의될 수 있다.
- DL 빔 관리와 유사한 절차가 정의될 수 있다.
i) U-1: U-1은 UE Tx 빔들/TRP Rx 빔(들)의 선택을 지원하기 위하여 서로 다른 UE Tx 빔들 상에서의 TRP 측정을 가능하도록 사용된다.
- 이는 모든 경우에 필수적으로 이용되지 않을 수 있다.
ii) U-2: U-2는 inter/intra-TRP Rx 빔(들)을 변경/선택하기 위해 서로 다른 TRP Rx 빔들 상에서 TRP 측정이 가능하도록 사용된다.
iii) U-3: U-3은 UE가 beamforming을 이용하는 경우에 UE Tx 빔을 변경하기 위하여 동일한 TRP Rx 빔 상에서의 TRP 측정이 가능하도록 사용된다.
Tx/Rx 빔 상관(correspondence)와 관련된 정보의 지시가 지원될 수 있다.
UL 빔 관리의 논의는 다음을 기반으로 한다: 물리 랜덤 액세스 채널(PRACH: Physical Random Access Channel), 사운딩 참조 신호(SRS: Sounding Reference Signal), 복조 참조 신호(DM-RS: Demodulation Reference Signal) (다만, 다른 채널, 참조 신호(RS: Reference Signal)가 배제되는 것은 아니다.)
다음과 같이, Tx/Rx 빔 상관(correspondence)을 고려하여 UL 빔 관리 절차가 논의될 필요가 있다.
- TRP와 UE 모두 Tx/Rx 빔 상관(correspondence)을 가지는 경우
- TRP는 Tx/Rx 빔 상관(correspondence)을 가지지 않고 그리고/또는 UE는 Tx/Rx 빔 상관(correspondence)을 가지지 않는 경우
또한, NR에서, UL 전력 제어(PC: Power Control) 설계를 위해 다음과 같은 측면이 고려되어야 한다.
- 경로 손실 추정(path loss estimate)을 위한 LTE와 같은 셀-특정 참조 신호가 없음
- 빔-기반 전송/수신
- eNB/UE에서 아날로그(analog) 빔포밍
- 다중-빔/다중-스트림(stream) 전송
- 다중 뉴머롤로지(multiple numerologies)
- inter-TRP 정보 교환
- 동적 TDD는 추후에 논의될 수 있으며, 다른 측면이 배제되는 것은 아니다.
또한, 시작점으로서 다음과 같은 UL PC의 설계가 논의된다:
- 프레임워크로서 LTE 내에서 작은(fractional) 전력 제어
- 경로 손실 측정(path loss measurement)을 위한 DL RS, 예를 들어, 다중의 빔 시나리오 또는 단일-빔 시나리오를 위한 DL 빔 관리 P-1, P-2 및 P-3에서 RS
- UL 제어 및 데이터 채널을 위한 개별적인 PC 셋팅
UL PC를 위하여, 뉴머롤로지-특정한(numerology-specific) 파라미터 셋팅과 다중-빔/다중-스트림 UL을 위한 개별적인 PC 셋팅을 추후에 논의될 수 있다.
또한, 3GPP RAN1 #87의 회의에 따르면, NR에서, 적어도 타겟팅(targeting) 진보된 모바일 브로드밴드(eMBB: enhanced Mobile BroadBand)에서 NR-PUSCH에 있어서,
- 경로손실 추정 기반으로 개-루프(open-loop) 전력 제어가 지원된다. 이때, 경로손실은 측정을 위한 DL RS를 이용하여 추정된다. 또한, 작은(fractional) 전력 제어가 지원된다. 어떠한 측정을 위해 DL RS(들)이 이용되는지(이 RS는 빔포밍될 수 있음) 추후에 논의될 수 있다.
- 네트워크(NW: network) 시그널링 기반으로 폐-루프(closed-loop) 전력 제어가 지원된다. 이때, 동적 UL 전력 조정(adjustment)이 고려된다.
추가적으로 다음이 논의될 수 있다:
- 뉴머롤로지(numerology) 특정한 전력 제어, 예를 들어, 뉴머롤로지(numerology) 특정 전력 제어 파라미터들
- 빔 특정 전력 제어 파라미터들
- 다른 RS들 및 물리 채널들을 위한 전력 제어
- 지원되는 경우, 승인에 자유로운(grant free) PUSCH를 위한 전력 제어
- 레이어(그룹) 별 전력 제어
또한, NR에서, CSI-RS는 DL Tx 빔 스위핑(sweeping) 및 UE Rx 빔 스위핑(sweeping)을 지원한다. 이때, CSI-RS는 P-1, P-2, P-3에서 사용될 수 있다.
NR CSI-RS는 다음과 같은 매핑 구조를 지원한다:
- N_P CSI-RS 포트(들)이 (서브)시간 단위 별로 매핑될 수 있다.
- (서브)시간 단위에 걸쳐서, 동일한 CSI-RS 안테나 포트들이 매핑될 수 있다.
- N_P의 값은 추후에 논의된다.
- 여기서, "시간 단위"는 설정된/참조 뉴머롤로지(numerology) 내에서 n>=1 OFDM 심볼들을 의미하여, n 값은 추후에 논의된다. 연속적인 또는 불연속적인 OFDM 심볼들로 시간 단위가 구성되는지 추후에 논의된다.
- 포트 다중화 방법(예를 들어, FDM, TDM, CDM, 어떠한 조합)은 추후에 논의된다.
- 각 시간 단위는 서브-시간 단위로 분할될 수 있다.
- 분할 방법(예를 들어, TDM, IFDMA(interleaved FDMA), 참조 OFDM 심볼 길이(서브캐리어 스페이싱) 와/보다 동일한/작은 OFDM 심볼 길이(즉, 더 긴 서브캐리어 스페이싱(spacing))를 가지는 OFDM 심볼-레벨 분할, 다른 방법이 배제되지는 않음)은 추후에 논의된다.
- 이 매핑 구조는 다중 패널(panel)/Tx 체인(chain)을 지원하기 위해 사용될 수 있다.
- Tx 및 Rx 빔 스위핑(sweeping)을 위한 CSI-RS의 매핑 옵션은 다음과 같다.
i) 옵션 1: 각 시간 단위 내 서브-시간 단위들에 걸쳐서 Tx 빔(들)이 동일하다. 서로 다른 시간 단위 간에 Tx 빔(들)은 상이하다.
ii) 옵션 2: 각 시간 단위 내 서브-시간 단위들에 걸쳐서 Tx 빔(들)이 상이하다. 시간 단위들에 걸쳐서 Tx 빔(들)은 동일하다.
iii) 위의 옵션 1과 옵션 2의 조합:
하나의 시간 단위 내에서, Tx 빔(들)은 서브-시간 단위들에 걸쳐서 동일하다.
또 다른 시간 단위 내에서, Tx 빔(들)은 서브-시간 단위들 간에 상이하다.
여기서, 예를 들어, 개수 및 주기 측면에서 서로 다른 시간 단위들의 조합은 추후에 논의된다.
Tx 스위핑(sweeping) 또는 Rx 스위핑(sweeping)만이 가능할 수 있으며, 다른 옵션도 배제되지 않는다.
상술한 매핑 구조가 하나 또는 다중의 CSI-RS 자원 구성으로 설정되는지 추후에 논의된다.
상향링크 송수신 방법
본 특허에서 기술하는 기지국의 명칭은 원격 무선 헤드(RRH: remote radio head), eNB(또는 gNB), 전송 포인트(TP: transmission point), 수신 포인트(RP: reception point), 전송/수신 포인트(TRP: transmission/reception point), 중계기(relay) 등을 포함하는 포괄적인 용어로 사용된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 3GPP LTE 및/또는 새로운 RAT(NR: New RAT) 시스템을 기반으로 제안 방식을 설명한다. 하지만, 제안 방식이 적용되는 시스템의 범위는 이 외에 다른 시스템(예를 들어, UTRA 등)으로도 확장 가능하다.
이하, NR에서 UL 전송 전력 제어 방법에 대하여 살펴본다.
NR 시스템 설계에서, OFDM 기반 UL 전송 및 단일 심볼 UL 제어 채널과 같은 UL에서의 새로운 특징을 도입하는 것이 고려되고 있다. 본 발명에서는 경로손실 보상(pathloss compensation), 전력 오프셋(power offset), 전송 전력 제어(TPC: Transmit Power Control) 명령(TPC command), 및 추가적인 특징들과 같은 기본적인 구성요소를 포함한 NR에서의 UL 전력 제어 절차에 대하여 고려하여야 하는 방법을 제안한다.
- UL 전력 제어를 위한 기본적인 파라미터
1-1) 경로손실 보상(Pathloss compensation)
현재 LTE 시스템 내 UL 전력 제어에 따르면, 2가지 타입의 경로손실 보상이 고려된다; 하나는 전체(full) 경로손실 보상이고, 다른 하나는 부분적인(factional) 경로손실 보상이다.
NR 시스템에서, UE는 특정 타입의 DL RS(예를 들어, 동기 신호, CSI-RS 등)를 이용하여 UE가 참조 신호 수신 전력(RSRP: Reference Signal Received Power)를 측정하고, UE가 측정한 RSRP(상위 계층에서 필터링된)를 이용하여 UE와 그와 연관된 eNB 간에 경로손실을 도출한다.
UE로부터 UL 전송 전력은 추정된 경로손실을 고려함으로써 전체적으로 또는 부분적으로 보상될 수 있다.
우선, 전체적인 경로손실 보상은 셀-경계(cell-edge) UE들에 대한 공정성(fairness)을 최대화할 수 있다. 다시 말해, gNB(즉, 기지국)에서 cell-edge UE로부터 수신된 전력은 셀-중심(cell-center) UE로부터의 수신된 전력과 비교(comparable)될 수 있다.
반면, 부분적인(factional) 경로손실 보상이 사용되면, gNB에서 cell-center UE로부터 수신된 전력은 cell-edge UE로부터 수신된 전력 보다 훨씬 클 수 있다. cell-edge UE의 경로손실은 cell-edge UE로부터 수신된 전력이 적절하게 제어될 수 있도록 전력 파라미터 또는 오프셋을 조정함으로써 보상될 수 있다. 다만, cell-center UE로부터 수신된 전력은 일반적으로 이미 충분한 수신 전력의 양으로 인하여 과다(redundant)할 수 있다.
UL 데이터 채널 전송의 경우, 그러한 과다한(redundant) 전력은 더 높은 변조 및 코딩 기법(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨을 적용함으로써 스펙트럼 효율성(spectral efficiency)을 향상시키기 위하여 사용될 수 있다(예를 들어, cell-center UE는 동일한 전송 블록(TB: Transport Block) 크기에 대하여 더 적은 수의 물리 자원 블록(PRB: Physical Resource Block)을 이용할 수 있다). 반면, 고정된 자원 양을 이용한 UL 제어 채널 전송의 경우, 상향링크 제어 정보(UCI: Uplink Control Information) (페이로드) 크기가 UE 위치 또는 채널 상태에 의존하지 않기 때문에 스펙트럼 효율성(spectral efficiency)을 향상시키기 위해 어떻게 그러한 과다한(redundant) 전력을 이용하는지 명확하지 않다. 따라서, UL 제어 채널의 전력 제어를 위한 전체 보상을 고려하는 것이 바람직하다.
또한, UL 데이터 채널 전송을 위한 부분적인(fractional) 경로손실 보상의 경우, cell-center UE와 cell-edge UE 간의 수신된 전력의 차이는 부분적인(fractional) 경로손실 보상 인지의 값을 이용함으로써 조정될 수 있으며, 이 값은 셀 반경과 목표 성능에 따라 상이할 수 있다.
따라서, UL 제어 채널(예를 들어, PUCCH 등)의 전력 제어를 위해 전체(full) 경로손실 보상을 고려하는 것이 바람직하다.
1-2) 데이터 율(data rate)에 기반한 전력 오프셋(power offset)
일반적으로, 높은 data rate를 지원하기 위하여 더 높은 전송 전력이 요구되는 것이 예상된다. 그러나, UL 데이터 채널의 전력 제어를 위해 data rate에 의존하여 부분적인 경로손실 보상(fractional pathloss compensation) 및 전력 오프셋(즉, LTE 표준에서 Delta_TF로 표기)을 동시에 모두 이용하는 것은 비효율적일 수 있다. 또한, 현재 LTE에서, 이러한 전력 오프셋의 타입은 2 보다 큰 랭크에 대하여 지원되지 않는다. 그러므로, data rate에 의존하여 셋팅된 전력 오프셋 없이 NR에서는 부분적인 경로손실 보상(fractional pathloss compensation)을 지원하는 것을 고려할 필요가 있다.
UL 데이터 채널(예를 들어, PUSCH 등)의 전력 제어를 위해, data rate에 의존하여 셋팅된 전력 오프셋 없이 NR에서는 부분적인 경로손실 보상(fractional pathloss compensation)만을 지원하는 것을 고려할 필요가 있다.
1-3) TPC 명령(TPC command)
TPC 명령은 빠른 페이딩(fast fading)으로 인한 채널 변화(channel variations)를 보상하기 위해 사용될 수 있다. 현재 LTE와 관련하여, PUSCH (또는 SRS) 전력은 UL 그랜트(grant) DCI 내에서 시그널링된 TPC 명령에 의해 조정될 수 있는 반면, PUCCH 전력은 DL 승인(assignment) DCI 내에서 시그널링된 TPC 명령에 의해 조정될 수 있다. 게다가, 반-정적 스케줄링(SPS: Semi-Persistent Scheduling), 주기적인 CSI 또는 SRS와 같은 연관된 DCI 없는 UL 전송에 있어서, DCI 포맷 3/3A를 이용함으로써 TPC 명령이 특정 UE 그룹에게 시그널링될 수 있다. UL 전송 전력의 업데이트를 위해 2가지 타입의 TPC 절차가 존재한다; 하나는 누적적인(accumulative) TPC이고, 다른 하나는 절대적인(absolute) TPC이다. accumulative TPC는 TPC 값의 상대적으로 작은 단위 크기를 이용함으로써 UE 전송 전력의 정교한-조정(fine-tuning)에 적합하다. 반면, absolute TPC는 TPC 값의 상대적으로 큰 단위 크기를 이용하여 한번에 UE 전송 전력을 높이기(boost) 위해 유용할 수 있다.
경로손실 보상의 측면을 살펴볼 때, 셀 배치(cell deployment), UL 물리 채널 타입(예를 들어, 제어 또는 데이터) 및 무선 채널 상황을 고려하여 NR에서 UL 전력 제어 절차의 설계를 위하여 경로 손실, 전력 오프셋, TPC 명령의 측면을 검토하는 것이 바람직하다.
- NR에서 전력 제어를 위한 추가적인 특징들
1-4) 빔포밍 동작(Beamforming operation)
NR 설계에 있어서, 특히, 높은 주파수 대역(예를 들어, 6 GHz 초과)에서, 아날로그 (또는 하이브리드(hybrid)) 빔포밍 기반 동작의 도입을 고려할 필요가 있을 수 있다. 서로 다른 영역(또는 빔 방향)에 위치한 UE들을 서비스하기 위하여, 아날로그 빔포밍과 함께, gNB TX/RX 빔 스위핑(sweeping)(예를 들어, 서로 다른 gNB TX/RX 빔 간의 TDM))이 DL 공통 시그널, 동기 신호(예를 들어, LTE 내에서 PSS/SSS) 또는 브로드캐스트 시스템 정보(예를 들어, LTE에서 물리 방송 채널(PBCH: Physical Broadcast Channel))와 같은 정보의 전송을 위해서 뿐만 아니라 DL/UL 제어 및 데이터 채널의 전송을 위해서도 요구될 수 있다.
UL 성능을 위해 요구되는 전력이 UE의 빔 별로 상이하기 때문에 UE의 서로 다른 빔 간의 전력 제어 파라미터의 차분(differentiation)을 고려할 필요가 있을 수 있다.
그러나, 특히 accumulative TPC 절차에 있어서, 빔 변경 또는 스위칭(switching)과 무관하게, 빔 별로 전력 제어(PC: Power Control) 파라미터의 구분이 공통된 TPC 누적 프로세스와 비교하여 우선될 수 있는지는 추가 논의가 필요하다. 그러한 빔 변경이 서로 다른 TRP에게 발생하지 않는 한, 이미 안정화된(stabilized) 전송 전력 레벨이 가능한 유지되는 것이 바람직한 점을 고려할 때, 후자는 서빙 빔이 빔 관리 절차에 의해 변경되더라도 TPC 누적 프로세스는 리셋되지 않는 것을 의미한다.
높은 신뢰도(reliability)를 요구하는 목표된 서비스(예를 들어, URLLC(Ultra-Reliable and Low-Latency) 및 진보된 V2X(eV2X: enhanced Vehicle-to-Everything))에 대하여, 빔 변경/스위칭을 인한 잠재적인 전력 제어 비매칭(mismatch)을 완화하기 위하여 동일한 TRP 내에서 빔 변경 또는 스위칭이 발생될 때마다, TPC 누적 프로세스 상에 적용될 설정 가능한(configurable) 추가적인 전력 오프셋이 존재할 수 있다. 또한, HARQ 성능을 향상시키기 위해 재전송 케이스에 적용될 수도 있으며, 이는 gNB에 의해 제공되는 다음과 같은 상위 계층 설정이 필요하다.
accumulative TPC 절차에 있어서, 높은 신뢰성(reliability)를 요구하는 목표된 서비스(예를 들어, URLLC 및 eV2X)에 따라, 동일한 TRP 내에서 빔 변경 또는 스위칭이 발생될 때마다, 공통 TPC 누적 프로세스에 적용될 설정 가능한(configurable) 추가적인 전력 오프셋이 고려될 필요가 있다.
이와 관련하여, 본 발명의 제안 사항을 더 구체적으로 살펴 보면, 앞서 기술된 3GPP RAN1#87 회의의 UL PC 관련 내용 중에 “빔 특정 전력 제어 파라미터들(Beam specific power control parameters)”와 관련하여 다음과 같은 이슈가 고려되어야 한다.
- (단말이 UL 전송 시) 전송 신호가 타겟하는 수신 포인트(예를 들어, 기지국)는 동일한 가운데 (특정 빔 관리(beam management)에 의해서), 해당 수신 포인트의 Rx 빔이 바뀐 경우 (그리고/또는 송신자(예를 들어, 단말)의 Tx 빔이 바뀐 경우)에 송신 신호의 전력제어(TPC: transmit power control)를 어떻게 수행할 것인지 이슈가 고려되어야 한다.
이에 대하여 해결책으로서, 한 가지 방법은 특정 빔 별 TPC 체인(chain)/프로세스(process)/파라미터(parameter)(들)이 독립적으로 설정될 수 있다. 이에 따라, 빔 별 독립적인 전력 제어가 적용될 수 있도록 할 수 있다. 이는 송/수신 빔 방향이 변화하는 경우 수신 간섭 환경이 변화하는 등의 이유로 최적의 송신 전력 레벨이 달라질 수 있기 때문이다.
그런데, 이렇게 독립적으로 전력 제어를 수행하는 것이 항상 최적의 동작을 보장할 수 없다. 수신 포인트 자체가 바뀐 것이 아니라 동일한 송/수신 포인트에 대하여 적용한 Tx/Rx 빔만 바뀐 것이므로, 급격한 TPC 변화를 적용하는 것 보다, TPC 누적 등 기존에 유지하고 있던(안정화되어 있던) PC를 가능한 그대로 유지하는 것이 성능 측면에서 더 유리할 수 있다.
다만, 빔 변경/스위칭(beam change/switching)에 따른 최적의 전력 제어는 다소 변할 수 있을 것이므로 이를 고려하여 신뢰성(reliability)을 높이기 위해, 하기 제안 기술들 중 적어도 하나의 기술이 적용될 수 있다:
- 위 설명한 바와 같이, 동일 TRP에 대해서는 beam change/switching에 따른 TPC 프로세스를 초기화하지 않도록 한다.
이때, 단말이 동일 TRP 인지를 인식하도록 하는 방법의 일례로, 상기 “(서브-) 시간 단위" 형태 등으로 설정되는 CSI-RS를 기반으로 beam change/switching가 발생한 경우"가 그 조건이 될 수 있다. 즉, 위의 “(서브-) 시간 단위" 형태 등으로 설정되는 CSI-RS를 기반으로 beam change/switching가 발생한 경우"의 조건이 만족하면 동일한 TRP로 인식될 수 있다. 예를 들어, 해당 RS는 특정 beam management 용도로 설정되거나 그리고/또는 단일 CSI-RS 자원 설정 내에서 또는 복수의 CSI-RS 설정이지만 이들 간의 특정 그룹이 설정되는 등 (즉, 동일한 TRP 특성임을 알 수 있도록 설정되는 경우 등) 암묵적으로 (또는 명시적으로) 동일한 TRP로 인식될 수 있다.
예를 들어, 상기 “TPC 프로세스를 초기화하지 않는(즉, TPC 누적을 공유하는 그리고/또는 동일 UL PC 프로세스를 따르는)" 상기 해당 DL RS(예를 들어, CSI-RS)/SS(들)의 특정 그룹이 암묵적으로 설정되는 조건으로, 이는 동일한 Tx 전력 값 및/또는 상기 open-loop P0 값을 동일하게 설정받은 RS/SS(들)들이 동일 그룹이 되도록 정해지는 규칙이 정의/설정될 수 있다. 그리고, 이 그룹 내에서 beam change/switching될 때에는 TPC 누적이 승계/공유될 수 있다(예를 들어, 동일한 UL PC 프로세스일 수 있음).
이때, 명시적 지시의 경우, 동일 TRP 인지를 식별할 수 있는 특정 QCL(QuasiCo-Located) 시그널링 등이 명시적으로 단말에게 지시될 수 있다. 예를 들어, 상기 목적의 특정 RS/SS(들)들이 동일 그룹이 되도록 하는 특정 명시적인 설정/시그널링이 제공됨으로써, 이 그룹내에서 beam change/switching될 때에는 TPC 누적이 승계/공유될 수 있다(예를 들어, 동일한 UL PC 프로세스일 수 있음).
추가적으로, 이러한 동일 TRP 내 beam change/switching이 발생한 경우에, (일회성으로) 전력제어 프로세스에 추가할 특정 전력 오프셋 값(예를 들어, P_offset_beam)가 RRC 설정(및/또는 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control) 제어 요소(CE: Control Element) 등 제2 계층(L2: Layer 2) 레벨 설정 및/또는 DCI 등 제1 계층(L1: Layer 1) 레벨 설정)될 수 있다. 즉, TPC 누적의 경우 beam change/switching이 발생하면, 현재의 전력 값에 전력 오프셋 값(예를 들어, P_offset_beam)을 더해질 수 있다. 이는 신뢰성(Reliability)을 높이기 위함이다.
이러한 전력 오프셋 값은 특정 서비스 별로(예를 들어, V2X, URLLC, eMBB, ..., 또는 각 서비스에 대응할 수 있는 특정 L1 파라미터, 예를 들어, RNTI(Radio Network Temporary Identifier) 별로) 상이하게/독립적으로 RRC 설정(및/또는 MAC CE 등 L2 레벨 설정 및/또는 DCI 등 L1 레벨 설정)될 수 있다.
앞서 설명에서 “빔 변경/스위칭(beam change/switching)”이란 표현으로 설명된 부분은, 특별히 “빔 변경(beam change)”와 “빔 스위칭(beam switching)”의 동작이 구별될 수 있다.
예를 들어, Beam change는 단일 서빙 빔만 설정되고 서빙 빔 변경이 발생하는 경우를 의미할 수 있다. 그리고, beam switching는 다중 서빙 빔이 설정되고 동적인 빔 스위칭 되는 경우를 의미할 수 있다. 예를 들어, 특정 (시간-도메인) 패턴에 의해 정의/설정되는 빔 사이클링 기반 (반(semi)-) OL 전송).
Beam change의 경우에 빔 변경 명령이 단말에게 어떻게 전달될지 우선적으로 고려되어야 한다. 보다 특징적으로, 만약 빔 변경 명령이 L1 시그널(예를 들어, DCI) 또는 L2 시그널(예를 들어, MAC CE)로 전달된다면 해당 메시지 내 큰 범위(large range)/높은 레졸루션(high resolution)의 상기 전력 오프셋 값이 전달될 수 있다.
또한, 빔 스위칭 명령도 L1 시그널(예를 들어, DCI) 또는 L2 시그널 (예를 들어, MAC CE)로 단말에게 전달될 수 있다. 해당 메시지 내 상기 (별도의) 특정 전력 오프셋 값(들)을 전달해 줌으로써 이것을 언제 적용해야 하는지의 정보도 암묵적으로 또는 명시적으로 지시될 수 있다. 예를 들어, 빔 스위칭/사이클링의 스위칭 주기성 관련 정보가 함께 설정되거나 별도로 설정될 때, 특정 빔 스위칭이 발생할 때마다 이러한 전력 오프셋 값(들)을 적용하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 두 번씩 동일한 빔 전송 후 스위칭되는 패턴이라면, 스위칭되고 전송하는 첫 번째 전송 시에만 상기 전력 오프셋 값을 적용하고, 두 번째 전송 시에는 적용하지 않는 등으로 동작으로 설정될 수 있다.
그리고/또한 빔 변경 명령 (및/또는 빔 스위칭 명령) 전달 시 이전 TPC 누적 값을 승계할지, 아니면 리셋할지 여부에 대한 지시도 단말에게 함께 전달될 수 있다. 예를 들어, 이러한 지시가 해당 L1 및/또는 L2 명령 메시지 내 포함될 수 있다.
만일 기지국으로부터 이전 TPC 누적 값을 승계하도록 지시되면, (함께 동반되어 전송되는) 특정 폐루프(closed-loop) TPC 필드에서 지시하는 TPC 값(예를 들어, +X dB, 또는 0 dB, 또는 ?Y dB, ...)이 현재 TPC 누적 값에 누적하여 적용될 수 있다(또한, 여기에 상기 전력 오프셋 값이 (일회성으로 또는 빔 스위칭의 경우 빔이 변경할 때마다) 추가로 합산될 수도 있다).
만일 기지국으로부터 이전 TPC 누적 값을 리셋하도록 지시되면, (함께 동반되어 전송되는) 특정 폐루프(closed-loop) TPC 필드에서 지시하는 TPC 값(예를 들어, +X dB, 또는 0 dB, 또는 ?Y dB, ...)이 새롭게 초기화된(리셋된) PC 프로세스 상의 초기 TPC 누적된 값으로서 적용될 수 있다(예를 들어, OLPC 성분을 계산 후 여기에 새롭게 초기 TPC 누적된 값으로서 적용될 수 있음)(또한, 여기에 상기 전력 오프셋 값이 (일회성으로 또는 빔 스위칭의 경우 빔이 변경할 때마다) 추가 합산될 수도 있다).
또한, close-loop PC를 위하여 SRS의 전송이 필수적일 수 있으며, 이때 SRS 전송 시점과 beam change/switching 명령 전달 시점간의 관계도 명확히 규정될 필요가 있다. 예를 들어, 빔1에서 빔2로 빔 변경(또는 스위칭)이 수행되는 경우, 빔2 방향에 대한 SRS를 빔 변경 이후에 전송하는 것이 일반적일 수도 있으나, 빔 변경 이전에 빔2 방향에 대한 SRS를 전송시킬 수 있도록 동작을 정의/설정됨으로써, 더욱 정확한 PC가 수행될 수 있도록 할 수 있다. 이를 위해, 비주기적인(aperiodic) SRS 트리거링(예를 들어, L1 메시지를 통해) 시에 단말이 어떠한 빔으로 전송을 하도록 할지를 단말에게 명시적으로 지시될 수 있다. 또는 사전에 (별도로) 설정하는 특정 미리 정의된 "SRS 빔 세트"에 대하여 복수의 SRS 전송을 한번에 다발적으로 수행하도록 하는 동작이 설정될 수 있다. 예를 들어 SRS 전송의 대상이 될 수 있는 후보 빔들이 빔1, 빔2, ..., 빔4로 정의/설정되어 있는 상황에서, 상기 “SRS 빔 세트”가 이 4가지 빔을 모두 포함할 수도 있고, 예를 들어 {빔2, 빔3}만을 포함하도록 설정이 제공될 수도 있다(여기서, 이러한 설정은 이후 제3 계층(L3: layer 3)(예를 들어, RRC) 및/또는 L2(예를 들어, MAC) 및/또는 L1(예를 들어, DCI)에 의해 재-설정될 수 있다). 이와 같이 특정 “SRS 빔 세트”가 설정된 경우, 그리고 상기 특정 SRS 트리거링 메시지가 수신된 경우 단말은 빔2에 대한 SRS 송신과 빔3에 대한 SRS 송신을 해당 트리거링이 지시하는 (또는 이에 연동하여 사전에 설정된) SRS 자원(들)에 대하여 모두 송신을 하도록 동작할 수 있다.
추가로, 빔 폐색(beam blockage) 등에 의해 동일 TRP Rx 빔을 유지하지만 UE Tx 빔만 변경해야 하는 경우에 적용하도록 하는, 일종의 폴백 모드 전력 제어(fallback mode power control) 방식이 정의/설정될 수 있다. 예를 들어, UL 빔 스위핑(beam sweeping) 과정에서 두 번째 최적의 빔(second best beam) (페어(pair))에 대한 별도의/독립적인 전력 제어 파라미터(들)이 결정/설정/저장된 상태에서 단말이 상기 특정 fallback mode power control에 의한 특정 UL 전송(예를 들어, SRS 전송, PUCCH 전송, 및/또는 PUSCH 전송)을 개시하도록 설정될 수 있다. 보다 구체적 예시로, 특정 UL beam management에 의해 특정 방향의 첫 번째 최적의 송신 빔(1st best Tx beam) 및/또는 수신 빔(Rx beam) (pair), 두 번째 최적의 송신 빔(2nd best Tx beam) 및/또는 수신 빔(Rx beam) (pair), ... 정보가 결정되고, 이러한 정보가 단말로부터 기지국에 보고되거나 또는 기지국으로부터 단말에 정보 제공되거나 한 상태를 가정한다. 우선, 단말의 특정 UL 전송(예를 들어, SRS 전송, PUCCH 전송, 및/또는 PUSCH 전송) 시, 1st best Tx beam 및/또는 Rx beam (pair)를 고려한 빔포밍을 적용한 송/수신이 개시될 수 있다. 이때, 이러한 전송신호에 대하여 수신기(예를 들어, 기지국)에서의 복호가 실패하거나(예를 들어, 기지국이 NACK을 피드백 함) 하는 등의 이유로 재전송이 발생된 경우, 상기 fallback mode power control 및/또는 다른 빔 (pair) 기반 전송을 수행하는 동작이 정의/설정될 수 있다. 특별히, “동기화된 HARQ(synchronous HARQ)”가 적용되는 시스템 등에 있어서 재전송을 위한 별도의 명세적인 스케줄링 그랜트가 제공되지 않고 약속된 타임라인(timeline)에 따라서 재전송을 개시하도록 정의/설정된 상황에서, n 번째 재전송 (n=1, 2, ...)시에 적용하도록 하는 특정 Tx beam 및/또는 Rx beam (pair) 및/또는 특정 전력 오프셋 파라미터(들)((재전송 별) P_offset_beam 값 포함)가 사전에 특정 패턴으로 정의/설정되어 단말에게 정보 제공될 수 있으며, 단말은 이에 입각하여 해당 UL 전송을 개시하도록 설정/지시될 수 있다.
더 구체적으로, 이때, 상기 UL 전송의 대상이 PUCCH인지 PUSCH인지에 따라 상이한 방법이 적용될 수 있다. 예를 들어, PUCCH는 기지국이 1st best (UL) beam pair에 대해 맞춰놓은 TRP Rx beam에 대해 2nd best UE Tx beam을 사용했을 경우의 전력 제어 파라미터(들)((재전송 별) 관련된 P_offset_beam 값 포함)을 (폴백으로) 사용/적용하고, PUSCH는 2nd best UL beam pair에 대한 전력 제어 파라미터(들)((재전송 별) 관련된 P_offset_beam 값 포함)을 사용/적용하도록 하는 등으로 연관된 설정이 단말에게 제공되고, 단말은 이에 입각하여 해당 전송을 개시하도록 동작될 수 있다.
상기 폴백 형태의 전송이 발생하는 경우에(예를 들어, 특정 n 번째 재전송) 적용하도록 하는 특정 k 번째 최적의(best) Tx 및/또는 Rx beam (pair)는 상대적으로 더 넓은 빔 폭(wide beam width)를 가지도록 설정될 수 있다. 이를 통해 해당 폴백 목적(예를 들어, 첫 번째 최적의 beam (pair)에 대한 에러 발생 등에 대처하기 위한 목적)으로서 설정/적용될 수 있다. 또는, 이러한 폴백 전송(예를 들어, n 번째 재전송)시에는 상기 언급된 특정 “빔 스위칭”에 의한 전송이 개시되는 것으로 동작이 사전에 설정/한정되는 방식도 적용될 수 있다.
1-5) 전력 전송 주기
일반적으로, UL 데이터 채널을 통해 전달되는 정보의 양은 UL 제어 채널 보다 더 크다고 예상된다. 따라서, UL 데이터 채널 전송을 위해 요구되는 전력은 UL 제어 채널에서 요구되는 전력보다 클 수 있다. NR 설계에 있어서, 지연 감소(latency reduction), 유연한 UL/DL 설정, 아날로그 빔포밍을 위해 UL 데이터 및 제어 채널 간의 다중화를 위해 TDM이 고려된다. UL 데이터 및 제어 채널이 TDM 방식으로 다중화되는 경우, 서로 다른 2개의 채널 간의 전력 불균형(imbalance)은 현재 LTE와 비교하여 상대적으로 클 수 있으며, 이러한 불균형을 조정할 필요가 있다. 또한, NR에서 다양한 OFDM 뉴머롤로지(numerology)(예를 들어, 서로 다른 서브캐리어 스페이싱(spacing) 또는 심볼 구간(symbol duration))가 이용되는 점을 고려할 때, 특정 뉴머롤로지(numerology)(예를 들어, 큰 서브-캐리어 스페이싱)에 대해 UL 데이터 및 제어 채널 간 전력 전송 주기를 조정할 필요가 있다.
NR에서 UL 전력 제어를 위하여 아날로그 빔포밍 동작, 전력 전송 주기와 같이 추가적인 특징을 고려하는 것이 바람직하다.
1-6) TRP 별, 그리고 레이어 별 전력 제어
다중의 intra/inter-TRP에 걸친 협력된 전송(coordinated transmission) 기법이 논의된다. 특히 NR에서 높은 주파수 대역에 있어서, TRP 당 우세한 광선(dominant ray)의 수 또는 단일 패널이 제한될 수 있다(예를 들어, 최대 랭크 2까지만 고려). 따라서, 단일 사용자 MIMO(SU-MIMO: Single User-MIMO) 스펙트럼 효율성(spectral efficiency)을 달성하기 위하여, 협력 다중 포인트(CoMP: Coordinated MultiPoint), 동적 포인트 선택(DPS: Dynamic Point Selection), 독립된-레이어(independent-layer) 조인트 전송(JT: Joint Transmission)을 포함하여 다중 TRP에 걸친 협력된 전송 기법은 NR에서 논의할 필요가 있다. DL 관련된 DCI가 전송 랭크와 적용되는 협력 기법을 지시할 때, 주어진 시간 시점(time instance)에 아날로그 빔포밍이 적용될 때마다, UE 측면에서의 DCI 디코딩 레이턴시(latency)는 주요한 문제 중 하나일 수 있다. 이는, 예를 들어, DCI 전송은 서빙 TRP에 의해 수행되지만 실제 데이터 전송은 또 다른 TRP에 의해 수행될 수 있기 때문이다.
특징 레이어(들)이 서로 다른 TRP로부터 전송될 수 있는 independent-layer JT의 경우, 서로 다른 TRP로부터 적어도 경로손실이 상이할 수 있으므로, 레이어-그룹 당 해당 UL 전송 전력은 gNB에 의해 설정되고 제어될 필요가 있다. 또한, 서로 다른 TRP를 타겟한 개별적인 UL 전력 제어 프로세스는 UL-CoMP 컨텍스트 내에서 논의될 필요가 있다.
NR에서 최소한 DPS 및 independent-layer JT를 적절하게 지원하기 위하여, TRP 별 그리고 레이어-그룹 별 UL 전력 제어는 더욱 검토할 필요가 있다.
이하, NR에서 UL의 빔-특정(beam-specific) 전력 제어 방법에 대하여 살펴본다.
UL 전력 제어와 관련하여 다음과 같은 사항이 합의되었다.
i) 빔 특정 전력 제어에 있어서, NR은 빔 특정 개루프(open loop) 및 폐루프(closed-loop) 파라미터를 정의한다.
여기서, 특히 레이어/레이어-그룹/패널(panel) 특정/빔 그룹 특정/빔 페어 링크 특정 전력 제어와 관련하여 "빔 특정(beam specific)"에 대한 상세한 내용은 추후에 논의된다.
ii) 만약 UE가 서로 다른 파형(waveform)이 설정될 수 있다면, gNB는 서로 다른 파형(waveform)에 대한 전력 헤드룸 차이(power headroom difference)를 알고 있다. 오프셋, 전력 제어 파라미터(예를 들어, P_c, 최대 또는 다른 개/폐 루프 파라미터)에 대한 상세한 내용을 추후 논의된다.
iii) UL 그랜트(grant) 내 적어도 다음과 같은 정보가 시그널링됨으로써 UL를 위한 코드북 기반 전송이 지원된다:
- SRS 자원 지시자(SRI: Sounding Resource Indicator)+전송 프리코딩 행렬 지시자(TPMI: Transmit Precoding Matrix Indicator)+전송 랭크 지시자(TRI: Transmit Rank Indicator)
여기서, TPMI는 SRI에 의해 선택된 SRS 자원 내 SRS 포트들에 걸쳐 선호되는 프리코더(precoder)를 지시하기 위해 이용된다.
만약, 단일의 SRS 자원이 설정될 때, SRI는 존재하지 않는다. 이때, TPMI는 설정된 단일 SRS 자원 내 SRS 포트들에 걸쳐 선호되는 프리코더(precoder)를 지시하기 위해 사용된다.
- 다중의 SRS 자원의 선택이 지원됨
위와 같은 합의에 기반하여 빔-특정 UL 전력 제어에 대한 본 발명에 따른 제안을 설명한다.
UL 성능을 위해 요구되는 전력이 UE의 빔 별로 상이하기 때문에, UE의 서로 다른 빔 간에 빔-특정 개루프(open loop) 및 폐루프(closed loop) 파라미터의 차분(differentiation)을 지원하도록 합의되었다.
그러나, 특히 accumulative TPC 절차에 있어서, 빔 변경 또는 스위칭(switching)과 무관하게, 공통된 TPC 누적 프로세스와 비교하여 우선될 수 있는지는 추가 논의가 필요하다. 그러한 빔 변경이 서로 다른 TRP에게 발생하지 않는 한, 이미 안정화된(stabilized) 전송 전력 레벨이 가능한 유지되는 것이 바람직한 점을 고려할 때, 후자는 서빙 빔이 빔 관리 절차에 의해 변경되더라도 TPC 누적 프로세스는 리셋되지 않는 것을 의미한다.
높은 신뢰도(reliability)를 요구하는 목표된 서비스(예를 들어, URLLC 및 eV2X)에 대하여, 빔 변경/스위칭을 인한 잠재적인 전력 제어 비매칭(mismatch)을 완화하기 위하여 동일한 TRP 내에서 빔 변경 또는 스위칭이 발생될 때마다, TPC 누적 프로세스 상에 적용될 설정 가능한(configurable) 추가적인 전력 오프셋이 존재할 수 있다.
accumulative TPC 절차에 있어서, 높은 신뢰성(reliability)를 요구하는 목표된 서비스(예를 들어, URLLC 및 eV2X)에 따라, 동일한 TRP 내에서 빔 변경 또는 스위칭이 발생될 때마다, 공통 TPC 누적 프로세스에 적용될 설정 가능한(configurable) 추가적인 전력 오프셋이 고려될 필요가 있다.
개루프 전력 제어(OLPC: Open Loop Power Control)와 관련하여, 경로손실 보상을 위하여 동기 신호(SS: Synchronization Signal) 블록(PBCH DMRS) 및 CSI-RS와 같은 적절한 DL RS가 적어도 빔 상관(beam correspondence)를 지원하는 UE에서 정의되어야 한다. UL-CoMP 동작을 고려하여, UL CSI 획득을 위한 SRS 자원 별로 경로손실 보상을 위한 서로 다른 DL RS가 설정될 수 있다.
예를 들어, 위의 제안된 내용은 다음과 같이 적용될 수 있다:
- PL_c(q_d)는 서빙 셀 c에 대하여 참조 신호(RS) 자원 q_d를 이용하여 UE에 의해 계산된 dB 내 하향링크 경로-손실이다.
여기서, UE에게 PUSCH 경로손실 참조 RS 수를 지시하는 상위 계층 파라미터(예를 들어, 'num-pusch-pathlossReference-rs')에 의해 RS 자원의 개수가 설정될 수 있다.
그리고, RS 자원의 개수에 대하여 각각의 RS 구성 세트는 PUSCH 경로 손실 참조 RS를 지시하는 상위 계층 파라미터(예를 들어, pusch-pathloss-Reference-rs)에 의해 제공될 수 있다. 여기서 PUSCH 경로 손실 참조 RS를 지시하는 상위 계층 파라미터(예를 들어, pusch-pathloss-Reference-rs)는 PUSCH 경로 손실 참조 동기 신호 블록(SSB: synchronization signal block)을 지시하는 상위 계층 파라미터(예를 들어, 'pusch-pathlossReference-SSB')에 의해 제공된 SS/PBCH 블록 인덱스의 세트, PUSCH 경로 손실 참조 CSI-RS를 지시하는 상위 계층 파라미터(예를 들어, 'pusch-pathlossReference-CSIRS')에 의해 제공된 CSI-RS 구성 인덱스의 세트 중 하나 또는 모두를 포함할 수 있다.
그리고, UE는 PUSCH 경로 손실 참조 인덱스를 지시하는 상위 계층 파라미터(예를 들어, 'pusch-pathlossreference-index')에 제공된 정보(값)으로 SS/PBCH 블록 또는 CSI-RS 구성과 대응되는 RS 자원 세트 내 RS 자원을 식별할 수 있다.
하향링크 경로-손실 추정을 획득하기 위하여 UE가 SRS 자원의 세트와 RS 자원의 세트 간의 매핑이 SRS 공간 관계(spatial relation) 정보를 나타내는 상위 계층 파라미터(예를 들어, 'SRS-SpatialRelationInfo')에 의해 설정되면, UE는 하향링크 경로-손실 추정을 획득하기 위하여 PUSCH 전송을 스케줄링하는 DCI 포맷(예를 들어, DCI 포맷 0_0 또는 DCI 포맷 0_1) 내 SRI의 값에 의해 지시된 RS 자원을 이용한다. 즉, 상위 계층으로 설정되는 상기 SRS 공간 관계(spatial relation) 정보를 나타내는 파라미터(예를 들어, “SRS-SpatialRelationInfo”)가 하나의 CSI-RS 또는 하나의 SSB를 지시하면, UE는 이를 경로손실(PL: pathloss) 계산 시 적용될 수 있다.
또한, 상기 파라미터는 상술한 바와 같이 SRS 자원 별 또는 SRS 자원 세트 별로 설정(예를 들어, 상위 계층 시그널링(RRC 등)될 수 있다.
상기 RRC 파라미터는 아래 표 6과 같이 설정될 수 있다.
다만, 상술한 동작은 상기 SRS 공간 관계 정보를 나타내는 상위 계층 파라미터(예를 들어, “SRS-SpatialRelationInfo”)가 하나의 CSI-RS 또는 하나의 SSB를 지시할 때만 적용 가능하도록 한정될 수도 있다. 즉, 만약 상기 SRS 공간 관계 정보를 나타내는 상위 계층 파라미터(예를 들어, “SRS-SpatialRelationInfo”)가 하나의 (또 다른) SRS 자원을 지시하는 경우 (이 경우는 후술하는 "빔 상관이 없는(without beam correspondence)”인 경우에 대응할 수 있음), 하기 제안된 바와 같이 별도로 설정된 미리 설정된 DL RS(예를 들어, 하나의 CSI-RS 또는 하나의 SSB) (및/또는 예를 들어, SS 블록(PBCH DMRS) 또는 설정된 CSI-RS의 세트와 같은 DL RS의 기본 타입에 기반한 미리 정의된/설정된 함수 또는 규칙에 의해 결정된)와 같은 DL RS 기반으로 경로 손실이 계산되도록 하는 동작이 정의/설정/지시될 수 있다.
그리고/또는, 위와 같이 SRS 공간 관계 정보를 나타내는 파라미터(“SRS-SpatialRelationInfo”)가 하나의 (또 다른) SRS 자원을 지시하고 있는 경우, 해당 지시되는 참조 SRS 자원 자체가 설정될 때 그 자원에 대한 별도/독립적인 SRS 공간 관계 정보를 나타내는 파라미터(“SRS-SpatialRelationInfo”)가 하나의 CSI-RS 또는 하나의 SSB를 지시하고 있다면, 이는 경로 손실 계산시 적용될 수 있다. 즉, 상기 DCI에 있는 SRI 필드가 지시하는 SRS 자원 자체에 대한 서브-파라미터인 SRS 공간 관계 정보를 나타내는 파라미터(“SRS-SpatialRelationInfo”)가 하나의 (또 다른) SRS 자원(UL 빔 관리(BM: Beam Management)을 위한)을 지시하는 경우, 이 자원에 대한 서브-파라미터인 SRS 공간 관계 정보를 나타내는 파라미터(“SRS-SpatialRelationInfo”)에서 하나의 CSI-RS 또는 하나의 SSB를 지시하고 있다면, 이를 경로 손실 계산 시 적용하는 방식으로 여러 단계를 걸치는 DL RS를 지시할 수도 있다. 이와 같이 간접적으로 지시하는 방식은 계속되는 하나의 (또 다른) SRS 자원이 지시되는 한 여러 단계에 걸쳐 도달함으로써 지시된 특정 DL RS를 경로 손실 계산시 적용하도록 하는 방식으로 일반화될 수도 있다.
빔 상관(beam correspondence) 없는 단말의 경우, 경로 손실 보상은 SS 블록(PBCH DMRS) 및/또는 설정된 CSI-RS의 세트와 같은 DL RS의 기본 타입에 기반하여 미리 정의된/설정된 함수 또는 규칙에 의해 수행될 수 있다. 다시 말해, UE는 DL RS(예를 들어, SS 블록 및/또는 CSI-RS)를 이용하여 계산된 RSRP 등을 통해 하향링크 경로 손실 추정치를 계산하고, 하향링크 경로 손실 추정치에 기반하여 역보상으로 상향링크 파워를 계산할 수 있다.
즉, 이와 같은 DL RS(예를 들어, SS 블록(PBCH DMRS) 및/또는 설정된 CSI-RS의 세트) 정보가 단말에게 별도로 설정될 수 있다(예를 들어, RRC, MAC CE 및/또는 DCI에 의해). 그리고, 단말이 이에 기초하여 경로 손실 보상 동작을 수행할 수 있다.
그리고/또는 DL RS 정보가 기지국에 의해 별도로 설정되지 않더라도, 단말은 서빙 셀에 관한 특정 DL RS(예를 들어, SS 블록(PBCH DMRS) 및/또는 설정된 CSI-RS의 세트)에 기초하여 경로 손실 보상 동작을 수행할 수 있다. 이때, 예를 들어, 특정 DL RS는 기본(default) DL RS 또는 최하위(또는 최상위)-인덱스를 가지거나(평균 전력 레벨(예를 들어, RSRP)로 정렬(sort)되었을 때) 또는 그에 기초한 정보에 기반하여 최적의 전력 레벨(best power level)을 가지는 적어도 하나의 (이전에 또는 마지막에 보고된) DL RS에 해당할 수 있다.
그리고/또는 이와 함께 하기 최대 동작 또는 특정 가중된 평균 함수 등 특정 계산 함수가 정의/설정될 수 있다. 예를 들어, 최대 함수 또는 일부 가중된 평균 함수는 빔 상관(beam correspondence)과 없는 경우를 위한 경로 손실 보상을 수행하도록 정의될 수 있다.
따라서, OLPC의 경우, 경로 손실 보상을 위한 적절한 DL RS가 SRS 자원 별로 정의되거나 설정되어야 한다. 그리고, 경로 손실 보상을 위한 미리 정의된/설정된 함수는 빔 상관(beam correspondence) 없는 단말을 위해 결정되어야 한다.
코드북 기반 UL를 위한 전송과 관련하여, UL 그랜트(grant) 내 SRI는 다중의 SRS 자원의 선택을 지시할 수 있다.
이러한 다중의 SRS 자원은 UL 내에서 다중-패널(multi-panel) 조인트 전송을 지원할 수 있다. 그리고, 각 지시된 SRS 자원과 연관된 각 패널 전송은 UL-CoMP의 컨텍스트 내 서로 다른 UL 수신 포인트(RP: reception point)를 타겟(목표)할 수 있다.
이를 적절하게 지원하기 위하여, NR 네트워크는 SRS 자원 별로 개별적인 전력 제어 프로세스와 함께 서로 다른 SRS 자원(또는 서로 다른 SRS 자원 세트(그룹))에 대응되는 다른 레이어 그룹 당 적절한 MCS를 계산할 수 있어야 한다.
따라서, UE를 위한 다중 ULPC 프로세스가 지원될 필요가 있으며, 각 ULPC 프로세스는 UE에 설정된 적어도 하나의 SRS 자원과 연관될 수 있다.
예를 들어, 설정된 SRS 자원들 ID(identifier) #1 및 #2는 동일한 ULPC 프로세스 A와 연관될 수 있으나, 또 다른 설정된 SRS 자원 ID #3은 다른 ULPC 프로세스 B와 연관될 수 있다. ULPC 프로세스 A 및 B는 다른 수신 포인트(RP)를 타겟(목표)할 수 있다.
즉, ULPC 프로세스는 상향링크(즉, 상향링크 참조 신호(예를 들어, SRS), 상향링크 채널(예를 들어, PUSCH, PUCCH))) 전송의 전력 제어를 위해 동일한 파라미터(예를 들어, 상향링크 전력 제어를 위해 기지국에 의해 지시되는 dB 단위의 전력 값(P0), UE에 의해 계산될 하향링크 경로 손실 추정을 위해 사용되는 참조 신호(예를 들어, SSB, CSI-RS 등) 정보, 하향링크 경로 손실 추정을 보상하기 위해 UE에 의해 계산된 하향링크 경로 손실 추정 값에 곱해지는 알파 값 등)가 이용되는 것을 의미할 수 있다. 따라서, 위의 예에서 동일한 ULPC 프로세스에 연관되는 하나 이상의 SRS 자원들은 해당 SRS 자원 상에서 UE가 SRS를 전송할 때 동일한 전력 제어 파라미터를 적용된다는 것을 의미할 수 있다. 결국, 위의 예에서 하나의 ULPC 프로세스는 하나 이상의 SRS 자원들과 연관될 수 있으며, 이러한 하나 이상의 SRS 자원들을 SRS 자원 세트(그룹)로 그룹핑한다면, SRS 자원 세트 별로 개별적으로 전력 제어를 위한 파라미터가 설정되는 것으로 이해될 수 있다. 즉, 위의 설명에 따라 SRS #1 및 #2는 하나의 SRS 자원 세트(그룹)에 속한다고 해석될 수 있으며, 결국 공통된 전력 제어를 위한 파라미터가 적용될 수 있다.
그리고, 동일한 ULPC 프로세스 A를 따르는 SRS 자원 #1 및 #2는 UL 그랜트(grant) 내 SRI 지시에 의해 동적으로 선택될 수 있다. 즉, UL grant 내 SRI 필드에 의해 하나의 SRS 자원 세트 내 속한 SRS 자원 #1 및 #2 중에서 어느 SRS 자원 상에서 UE가 SRS를 전송해야 하는지 UE에게 지시될 수 있다.
예를 들어, SRS 자원 #1 및 #3이 UL grant 내 SRI 필드에 의해 조인트하게(jointly) 지시될 때, 이는 레이어-그룹-개별적인(layer-group-separated) UL 다중-패널(multi-panel) 전송 동작, 또는 gNB에서 UL CoMP 조인트 수신 동작으로서 해석될 수 있다.
이 경우, 각 지시되는 SRS 자원 별로 독립적인 전력 제어가 수행될 수 있다. 그리고/또는 각 지시되는 SRS 자원 별로 랭크/레이어 수가 별도로 (동일한 UL grant 내에서) 지시될 수 있다. 그리고/또는 이에 맞춘 (별도의) TPMI 정보 등이 각 지시되는 SRS 자원 별로 (동일한 UL grant 내에서) 제공될 수 있다. 즉, 이 경우는 서로 다른 SRS 자원 세트(그룹)에 속하는 SRS 자원들(즉, SRS 자원 #1과 #3)이 동시에 UE에게 지시되었으므로, 각 SRS 자원 별로 독립적인 전력 제어가 수행되는 것으로 해석될 수 있다.
다시 말해, UL grant 내 하나의 SRI 필드에 의해 복수의 SRS 자원(즉, 서로 다른 SRS 자원 세트에 속한, 즉 서로 다른 TRP에 연관된)가 동시에 지시될 수 있으며, 상기 복수의 SRS 자원들 각각에 대하여 서로 다른 레이어 그룹이 설정될 수 있다. 이 경우, 레이어 그룹 별로 상기 PUSCH의 전력 제어를 위한 파라미터 세트가 개별적으로 결정될 수 있다.
결국, 적절하게 다중-패널 UL 전송 및 UL-CoMP 동작을 지원하기 위하여, UE를 위한 다중 ULPC 프로세스(즉, 각 SRS 자원 세트(그룹) 별로 동일한 전력 제어 파라미터가 적용되는 다중의 SRS 자원 세트(그룹))가 지원되어야 하고, 각 ULPC 프로세스(즉, 각 SRS 자원 세트(그룹))는 UE에게 설정된 적어도 하나의 SRS 자원에 연관될 수 있다.
앞서 설명에서는 설명의 편의를 위해 2개의 SRS 자원 세트(그룹)을 가정하고, 또한 하나의 SRI 필드를 통해 2개의 SRS 자원이 지시되는 경우를 가정하여 설명하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, NR에서 상향링크 전력 제어 방법에 대하여 살펴본다.
UL 전력 제어와 관련하여 다음과 같은 사항이 합의되었다.
i) NR은 ULPC를 위한 빔 특정 경로손실을 지원한다.
ii) 다음과 같은 DL RS는 ULPC를 위한 경로손실(PL: Pathloss) 계산을 위해 사용될 수 있다.
- 세컨더리 동기 신호(SSS: Secondary Synchronization Signal)과 PBCH를 위한 DM-RS 간의 전력 오프셋을 UE가 알고 있다면, SS 블록의 SSS 및 PBCH를 위한 DM-RS가 모두 이용된다.
- SSS와 PBCH를 위한 DM-RS 간의 전력 오프셋을 UE가 알지 못한다면, SS 블록의 SSS만이 이용된다.
- CSI-RS가 이용된다.
iii) 단일의 비주기적인 SRS 트리거링 필드에 의해 트리거된 비주기적인 SRS 전송의 경우, UE는 UL 빔 관리를 위한 N(N>1)개의 SRS 자원을 전송하도록 설정될 수 있다.
이하, 위의 합의 사항에 기초하여 NR에서 UL 전력 제어 방법을 살펴본다.
UL 성능을 위해 요구되는 전력이 UE에 대한 빔 별로 상이하기 때문에, NR에서는 UE를 위한 서로 다른 빔들 간에 빔-특정 개루프(open loop) 및 폐루프(closed loop) 파라미터의 차분(differentiation)을 지원하도록 합의되었다.
그러나, 특히 accumulative TPC 절차에 있어서, 빔 변경 또는 스위칭(switching)과 무관하게, 빔 별로 전력 제어(PC: Power Control) 파라미터의 구분이 공통된 TPC 누적 프로세스와 비교하여 우선될 수 있는지는 추가 논의가 필요하다. 그러한 빔 변경이 서로 다른 TRP에게 발생하지 않는 한, 이미 안정화된(stabilized) 전송 전력 레벨이 가능한 유지되는 것이 바람직한 점을 고려할 때, 후자는 서빙 빔이 빔 관리 절차에 의해 변경되더라도 TPC 누적 프로세스는 리셋되지 않는 것을 의미한다.
높은 신뢰도(reliability)를 요구하는 목표된 서비스(예를 들어, URLLC 및 eV2X)에 대하여, 빔 변경/스위칭을 인한 잠재적인 전력 제어 비매칭(mismatch)을 완화하기 위하여 동일한 TRP 내에서 빔 변경 또는 스위칭이 발생될 때마다, TPC 누적 프로세스 상에 적용될 설정 가능한(configurable) 추가적인 전력 오프셋이 존재할 수 있다.
accumulative TPC 절차에 있어서, 높은 신뢰성(reliability)를 요구하는 목표된 서비스(예를 들어, URLLC 및 eV2X)에 따라, 동일한 TRP 내에서 빔 변경 또는 스위칭이 발생될 때마다, 공통 TPC 누적 프로세스에 적용될 설정 가능한(configurable) 추가적인 전력 오프셋이 고려될 필요가 있다.
OLPC와 관련하여, UL-CoMP 동작을 고려하면, 경로손실 보상을 위한 서로 다른 DL RS가 UL CSI 획득을 위하여 SRS 자원 별로 설정될 수 있다. 빔 상관(beam correspondence) 없는 UE의 경우, 경로손실 보상은 SS 블록(PBCH DMRS 및/또는 SSS)의 세트 또는 설정된 CSI-RS와 같은 기본 타입의 DL RS를 기반으로 미리 정의된/설정된 함수 또는 규칙에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 최대 기능 또는 일부 가중된 평균 기능은 빔 상관(beam correspondence) 없는 경우에 경로손실 보상을 수행하도록 정의될 수 있다.
OLPC에 있어서, 경로손실 보상을 위한 미리-정의된/설정된 기능이 빔 상관(beam correspondence) 없이 UE를 위해 결정되어야 한다.
UL를 위한 코드북 기반 전송과 관련한 합의를 고려하면, UL 그랜트(grant) 내 SRI는 SRS 자원의 다중 선택을 지시할 수 있으며, 이는 UL에서 다중-패널 조인트 전송을 지원할 수 있다. 또한, 각 지시된 SRS 자원과 연관된 각 패널 전송은 UL-CoMP의 컨텍스트 내 서로 다른 UL 수신 포인트를 타겟(목표)할 수 있다. 이를 적절하게 지원하기 위하여, SRS 자원 별로 구분된 전력 제어 프로세스와 함께 서로 다른 SRS 자원에 상응하는 서로 다른 계층 그룹 별로 정확한 MCS를 계산할 수 있어야 한다. 일반적으로, UE를 위한 다중 ULPC 프로세스가 지원될 필요가 있으며, 각 ULPC 프로세스는 UE에 설정된 적어도 하나의 SRS 자원(및/또는 상기 설명된 바와 같이 적어도 OLPC를 위한 DL RS/SS)에 연관될 수 있다.
그리고/또는, 이러한 각 ULPC 프로세스 당 OLPC 수행을 할 대상이 되는 해당 특정 설정된 DL RS/SS(들)은 다른 RS/SS로 스위칭(switching)될 수 있다(예를 들어, MAC CE 및/또는 DCI에 의해). 그리고/또는, 이 때 적용할 (1회성의) 추가적인 전력 오프셋/바이어스(bias) 값을 (일반 TPC 범위보다 더 큰 범위로 확장하기 위한) (함께) 지시될 수 있으며, UE가 이를 TPC accumulation에 반영하도록 정의/설정/지시될 수 있다. 예를 들어, 설정된 SRS ID#1 및 #2는 동일한 ULPC 프로세스 A에 연관될 수 있으며, 또 다른 설정된 SRS 자원 ID#3은 다른 ULPC 프로세스 B에 연관될 수 있다. ULPC 프로세스 A 및 B는 서로 다른 수신 포인트를 타겟(목표)할 수 있다. 그리고, 동일한 ULPC 프로세스 A를 따르는 SRS 자원 #1 및 #2는 UL 그랜트(grant) 내 SRI 지시에 의해 동적으로 선택될 수 있다. 예를 들어, SRS 자원 #1 및 #3이 UL 그랜트(grant) 내 SRI 필드에 의해 조인트하게(jointly) 지시될 때, 이는 gNB 측면에서 레이어-그룹-구분된 UL 다중-패널 전송 및 또한 UL-CoMP 조인트 수신 동작으로 이해될 수 있다.
따라서, 다중-패널 UL 전송 및 UL-CoMP 동작을 적절하게 지원하기 위하여, UE를 위한 다중 ULPC 프로세스(즉, 각 SRS 자원 세트(그룹) 별로 동일한 전력 제어 파라미터가 적용되는 다중의 SRS 자원 세트(그룹))가 지원되어야 하고, 각 ULPC 프로세스(즉, 각 SRS 자원 세트(그룹))는 UE에게 설정된 적어도 하나의 SRS 자원에 연관될 수 있다.
그리고/또는, 상술한 명시적/암묵적으로 설정되는 특정 ULPC 프로세스(들)의 그룹들은 폐루프 전력 제어(CLPC: Closed Loop Power Control)를 공유하여, UE가 상향링크 전력 제어를 수행할 때 TPC 누적을 함께 적용/누적해가도록 정의/설정될 수도 있다. 예를 들어, OLPC는 각 프로세스 당 (독립적으로) 분리/구분될 수 있으나, CLPC는 공유하도록 설정될 수 있다. 그리고/도는 각 프로세서 당 OLPC 뿐만 아니라 CLPC도 독립적으로 분리/구분되어 적용하도록 설정될 수도 있다.
그리고/또는, 기지국에 특정 UL grant에서 특정 UL 데이터(즉, PUSCH)를 스케줄링할 때, 해당 UL grant 내에서 명시적으로 어떠한 ULPC 프로세스(즉, 특정 전력 제어를 위한 파라미터 세트를 적용하여 상향링크 전력 제어를 수행)를 따른 UL 데이터(즉, PUSCH)를 전송하도록 지시될 수 있다. 즉, 어떠한 ULPC를 적용하여 UL 데이터 전송을 수행할지 명시적으로 지시하는 필드가 UL grant 내 포함될 수 있다.
그리고/또는, 암묵적으로 특정한 기존의 DCI 필드(또는 값) (예를 들어, HARQ 식별자(ID: Identifier)) 별로 연동되어, UE가 스케줄링된 UL 데이터(즉, PUSCH)의 전력 제어 시 특정 ULPC 프로세스를 따르도록 지시될 수도 있다. 다시 말해, 기존의 DCI 필드(또는 값)에 따라 어떠한 전력 제어를 위한 파라미터 세트가 이용될지 암묵적으로 지시될 수 있다.
예를 들어, 특정 HARQ ID 값은 특정 ULPC 식별자(ID: Identifier)와 사전에 (예를 들어, RRC 및/또는 MAC CE에 의해) 연동되어 있을 수 있다. 즉, HARQ ID와 ULPC ID 간의 매핑 관계가 사전에 (예를 들어, RRC 및/또는 MAC CE에 의해) 설정될 수 있다. 그리고, UE는 DCI에 의해 어떠한 HARQ ID로 스케줄링되는지에 따라 해당 연동된 ULPC 프로세스를 적용(즉, 해당 전력 제어 파라미터 세트를 적용하여)하여 상향링크 전송 전력을 결정하여 상향링크를 전송할 수 있다.
이는 일례로 상기 특정 HARQ ID(들)는 특정 독립적인 서비스 타입(예를 들어, eMBB 또는 URLLC, 등)과 연계되어 있을 수 있으며, 따라서 특정 통신 서비스 타입 별 상이한 전력 레벨이 결정될 수 있도록 하는 효과가 있다. 예를 들어, URLLC의 경우 eMBB보다 상대적으로 더 높은 전력으로 송신할 수 있도록 설정될 수 있다.
다시 말해, 상기 특정 HARQ ID(들)별로 특정 서비스 타입 (예를 들어, eMBB 또는 URLLC)를 사전에 (예를 들어, RRC/MAC CE 등에 의해) 연동시켜놓는 형태가 설정/적용될 수 있다. 따라서, 특정 서비스 타입(예를 들어, eMBB 또는 URLLC)에 대한 상향링크 데이터 패킷을 전송하도록 L1 시그널링(예를 들어, DCI에 의해, HARQ ID와 연계된)에 의한 데이터-타입 특정한 스케줄링을 개시할 수 있도록 할 수 있다.
그리고/또는, 암묵적으로 특정 기존의 DCI 필드 (값) (예를 들어, 상술한 SRI 필드) 별로 연동되어 특정 ULPC process가 지시될 수도 있다. 즉, SRI 필드 (또는 값)에 따라 어떠한 상향링크 전력 제어를 위한 파라미터 세트가 이용될지 암묵적으로 지시될 수 있다.
예를 들어, 특정 SRI 필드 값(예를 들어, SRS 자원(들)을 지시하는)은 특정 ULPC ID와 사전에 (예를 들어, RRC 및/또는 MAC CE) 연동되어 있을 수 있다. 즉, SRI 필드 값과 ULPC ID 간의 매핑 관계가 사전에 (예를 들어, RRC 및/또는 MAC CE에 의해) 설정될 수 있다. 그리고, DCI에 의해 어떠한 SRI(들)값이 지시되어 스케줄링되는지에 따라 UE는 해당 연동된 ULPC 프로세스를 적용하여(즉, 상향링크 전력 제어 파라미터 세트를 적용하여) 상향링크 전송 전력을 결정하고, 상향링크를 전송할 수 있다.
이는 일례로 상기 특정 SRI(들)값은 특정 단말의 상향링크 전송 패널(들) 및/또는 기지국 타겟 수신 포인트(들)와 연계될 수 있다. 따라서 기지국이 상이한 ULPC 프로세스에 의한 상이한 전력 레벨로 해당 단말이 상향링크 전송을 실시할 수 있도록 하는 유연성을 제공하는 효과가 있다.
그리고/또는, 특정 공통된 DCI (예를 들어, 공통 서치 스페이스(CSS: common-search-space) 상에서 전송된, 예를 들어, LTE DCI 3/3A와 유사한 형태)와 같은 형태를 통해 상기 각 ULPC 프로세스 별로 독립된 상태 및/또는 UE 인덱스(예를 들어, 특정 RNTI 값)에 매핑될 수 있다. 이에 따라, 어떠한 ULPC 프로세스에 대한 TPC (누적)을 수행할지 (상기 CSS 형태로) (다수 UE에게) 한꺼번에 전송될 수도 있다.
결국, 앞서 제안한 방법 중에서 가장 유연한 방법의 일례로, 기지국은 개별 SRI 필드를 통해 어떠한 타겟 RP/빔 및/또는 UE Tx 패널 등을 지시하는지 독립적으로 UE에게 알려줄 수 있다. 이와 동시에, 상기 개별 특정 ULPC 프로세스 지시자를 통해 어떠한 전력 제어를 적용할지 개별적으로 지시되고, 특정 개별 서비스-타입 지시자를 통해 어떠한 서비스-타입(예를 들어, RRC 및/또는 MAC CE에 의해 지시된)에 따르는 상향링크 데이터를 전송하도록 할지를 지시될 수 있다. 이와 같이 개별적으로 지시되는 형태 등을 이용함으로써 상향링크 스케줄링 조합의 높은 유연성을 지원할 수도 있다.
상술한 단일 비주기적인 SRS 트리거링 필드에 의해 트리거된 N(>1)개 비주기적인 SRS 전송과 관련하여, 상향링크 빔 관리를 위한 N개의 SRS 자원의 전송 파워에 대한 이슈는 상술한 바와 같이 설정된 SRS 자원 (그룹) 별로 적절한 상향링크 전력 제어 메커니즘으로 해결될 수 있다.
예를 들어, gNB는 특정 N개의 SRS 자원을 동일한 ULPC 프로세스에 연관시킬 수 있다. 이렇게 함으로써 빔 관리를 위한 N개의 SRS 자원을 위해 동일한 전송 파워를 보장될 수 있다. 연관된 ULPC 프로세스에 따라 SRS 자원 별로 현재 전송 전력 레벨을 강제/오버라이드(override)하기 위해 RRC 및/또는 MAC CE에 의한 트리거링 상태 기술(triggering state description)을 구성하기 위한 추가적인 방법 논의될 수 있다. 이는 현재 ULPC 프로세스(들)과 무관하게 N개의 SRS 자원에 동일한 Tx 전력 레벨을 강제하기 위함이다(예를 들어, N개의 SRS 자원 중 하나에 가장 높은 현재 SRS Tx 전력을 다른 N-1 SRS 자원들과 동일하게 적용). 즉, 함께 트리거링되는 상기 N(>1) 비주기적인 SRS 자원에 대한 전송 파워 결정을 위해, 각 SRS 자원 별로 이미 따르고 있는 특정 ULPC 프로세스가 존재한다고 하더라도, 해당 트리거링 상태(triggering state) 자체가 동적 지시되었을 때 UE가 수행하여야 하는 동작에 관한 기술(예를 들어, RRC 및/또는 MAC CE에 의해 설정) 내 (기본적으로 상기 어떠한 특정 N개의 자원인지를 지시하는 정보 뿐만 아니라) 다음과 같은 적어도 하나의 동작을 단말이 (추가) 수행하도록 설정/지시할 수 있다:
- 위 설명된 “N개의 SRS 자원 중 하나에 가장 높은 현재 SRS Tx 전력을 다른 N-1 SRS 자원들과 동일하게 적용"하는 방식과 같이, 해당 N개의 SRS 자원 각각에 대하여 현재 해당 ULPC 프로세스에 따라 결정된 전력 값이 N개 있을 때에 그 중에 특정 값으로 해당 N개의 SRS전송 파워가 동일하게 맞춰지도록 설정될 수 있다. 여기서, 특정 값은 해당 ULPC 프로세스에 따라 결정된 N개의 전력 값 중 가장 큰 값 (또는 (다른 셀로의) 간섭 절감을 위한 가장 작은 값, 등) 또는 상기 N개의 전력 값을 가지고 대표 전력 값을 산출하기 위해 특정 정의/설정된 함수를 통해 계산된 값(예를 들어, 평균, 가중 평균 등)을 포함할 수 있다. 그리고/또는 전력 레벨을 동일하게 맞춘 후, 그것이 최대송출 가능한 전력량(예를 들어, P_c_MAX)를 초과한 경우에는 일제히 해당 제한 값에 맞추어 축소(scaling down)하도록 설정될 수 있다. 그리고/또는 이러한 scaling down할 타겟 전력 레벨은 다른 특정 상향링크 전송해야 하는 신호(예를 들어, PUCCH, PUSCH, 등)들과의 적용되어야 하는 전력 공유 규칙이 정의/설정되어 있다면, 이를 따른/적용한 후의 타겟 전력 레벨에 맞춰질 수 있다.
- 또 다른 방식으로, 위와 같은 특정 “가장 높은 전력 레벨”을 계산하여 이에 맞추는 등의 방식이 아닌, (현재 각 SRS 자원 (그룹) 단위로 적용되고 있는 특정 ULPC 프로세스(들)이 있다고 하더라도, 이를 무시하고 항상) 적용 가능한 “총 파워(full power)”로 일제히 상기 N개의 SRS 자원에 대하여 동일한 전력 레벨을 맞추도록 설정될 수 있다(즉, overridding). 그리고/또는 전력 레벨을 동일하게 맞춘 후, 그것이 최대송출 가능한 전력량(예를 들어, P_c_MAX)를 초과한 경우에는 일제히 해당 제한 값에 맞추어 축소(scaling down)하도록 설정될 수 있다. 그리고/또는 이러한 scaling down할 타겟 전력 레벨은 다른 특정 상향링크 전송해야 하는 신호(예를 들어, PUCCH, PUSCH, 등)들과의 적용되어야 하는 전력 공유 규칙이 정의/설정되어 있다면, 이를 따른/적용한 후의 타겟 전력 레벨에 맞춰질 수 있다.
- 또 다른 방식으로는, 위와 같은 특정 “가장 높은 전력 레벨”을 계산하여 이에 맞추는 등의 방식이 아닌, 현재 각 SRS 자원 (그룹) 단위로 적용되고 있는 특정 ULPC 프로세스(들)이 있다고 하더라도, 이를 무시하고 (위와 같은 특정 UL 빔 관리 용 (N개의) SRS 자원을 함께 전송해야하는 경우 항상 적용하도록 하는 특정 “미리 정의된/미리 설정된 전력 레벨/값"으로 (그리고/또는 특정 미리 정의된/미리 설정된 DL RS 및/또는 특정한 대표 DL RS 에 대하여 OLPC에 의해(및 특정 대표 CLPC와도 연계하여) 결정되는 전력 레벨/값으로) 일제히 상기 N개의 SRS 자원에 대하여 동일한 전력 레벨로 맞추도록 설정될 수 있다(overridding). 여기서, 특정한 대표 DL RS는 (초기 접속/RACH(Random Access Channel) 절차 및/또는 빔 관리(BM) 절차에 의한) (서빙) SS 블록 DMRS (즉, PBCH를 위한) 및/또는 SSS 및/또는 특정(예를 들어, 가장 최하위 인덱스의) CSI-RS를 포함할 수 있다. 그리고/또는 전력 레벨을 동일하게 맞춘 후, 그것이 최대송출 가능한 전력량(예를 들어, P_c_MAX)를 초과한 경우에는 일제히 해당 제한 값에 맞추어 축소(scaling down)하도록 설정될 수 있다. 그리고/또는 이러한 scaling down할 타겟 전력 레벨은 다른 특정 상향링크 전송해야 하는 신호(예를 들어, PUCCH, PUSCH, 등)들과의 적용되어야 하는 전력 공유 규칙이 정의/설정되어 있다면, 이를 따른/적용한 후의 타겟 전력 레벨에 맞춰질 수 있다.
- 또 다른 방식으로는, 현재 (특정 빔에 대하여) 유지되고 (활성화되어) 있는 특정 적어도 하나의 (링크 적응(LA: Link Adaptation) 용) ULPC 프로세스가 존재한다면, 이에 의해 결정된 특정 전력 값을 일제히 상기 N개의 SRS 자원에 대한 동일한 전력 레벨로 맞추어(그리고/또는 여기에 특정 설정/지시되는 단일 전력 오프셋을 더하여) 상향링크 전송을 수행하도록 설정될 수 있다. 다시 말해, 통상적인 링크 적응 용 ULPC (예를 들어, PUSCH PC와 연관된 (P_SRS_offset을 더하여))에 의해 결정되는 전력 레벨을 빔 관리 용 SRS 자원(들) 전송에도 그대로 적용하도록 하되, 이 중 상기 링크 적응 용 SRS 자원과 다른 (아날로그) 빔 페어(pair)에 해당하는 빔 관리 용 SRS 자원에 대해서도 상기 동일 파워를 적용하도록 한다는 의미이다. 이는, 빔 관리 용 SRS 자원들을 전송하는 상황에서는 현재의 서빙 빔 페어(pair)가 아닌 다른 빔 페어(pair)에 대해서도 어느 것이 최적의 빔 페어(pair)인지를 테스트하기 위하여 상기 빔 관리 용 SRS 자원들을 전송하도록 지시하기 위함이다. 또한, 상기 빔 관리 용 (N개) SRS 자원들 간에는 개별 ULPC 프로세스를 설정하는 것이 오히려 의미가 없을 수 있기 때문이다. 정리하면, 링크 적응 용 SRS 자원(들)간에는 개별 ULPC 프로세스가 설정/적용될 수 있으나, 빔 관리 용 SRS 자원(들)간에는 개별 ULPC 프로세스(또는 링크 적응과 분리된 별도의 ULPC 프로세스)가 설정되지 않을 수 있다. 그리고/또는 전력 레벨을 동일하게 맞춘 후, 그것이 최대송출 가능한 전력량(예를 들어, P_c_MAX)를 초과한 경우에는 일제히 해당 제한 값에 맞추어 축소(scaling down)하도록 설정될 수 있다. 그리고/또는 이러한 scaling down할 타겟 전력 레벨은 다른 특정 상향링크 전송해야 하는 신호(예를 들어, PUCCH, PUSCH, 등)들과의 적용되어야 하는 전력 공유 규칙이 정의/설정되어 있다면, 이를 따른/적용한 후의 타겟 전력 레벨에 맞춰질 수 있다.
위와 같은 특정 비주기적인 SRS 트리거링 상태가 상기 특정 N개의 SRS 자원 (빔 관리를 위한) 뿐만 아니라 특정 M(>=1)개의 SRS 자원 (CSI 획득을 위한)을 함께 전송하라고 설정된 경우(즉, 총 N+M개를 함께 전송하라고 설정된 경우)에도 위 제안 방식들에서의 N을 “N+M”으로 치환하는 형태로 상기 제안 방법들 중에 적어도 하나가 적용될 수 있다. 즉, 이는 반드시 빔 관리 용 SRS 자원들만을 함께 전송하도록 할 때 뿐만 아니라 다른 용도의 SRS 자원들도 섞여 있을 경우에도, 위와 같은 방식으로 각기 ULPC 프로세스가 적용되고 있던 상황을 무시하고(즉, 오버라이딩(overriding)하고) 앞서 제안한 방법과 같이 특정 전력 레벨(즉, 특정한 동일한 전력으로)을 적용하여 전송될 수 있다.
또는, 상기와 같이 위 제안 방식들에서의 N을 “N+M”으로 치환하지 않고, 오직 N 에 대해서만 위 제안들 중 적어도 하나를 적용하는 것으로 한정/설정될 수도 있다. 즉, N+M개의 SRS 자원들을 함께 전송하지만 이 중에서 N개의 SRS 자원에 대해서만 전송 전력만 앞서 제안한 방법과 같이 특정 전력 레벨(예를 들어, 특정 동일한 전력으로)을 적용하여 전송될 수 있다. 그리고 동시에 다른 M개의 SRS 자원(들)의 전송 전력은 해당 M개에 (사전에) 연동된 특정 ULPC 프로세스에 따른 전력 제어된 전력 레벨을 (각각) 그대로 적용한 상태에서 전송될 수 있다. 이는 SRS 전송의 용도가 다름에 기인한다.
또한, 앞서 제안한 방법들에서, N 그리고/또는 M개의 SRS 자원이 모두 비주기적인 SRS 타입인 것을 기반으로 상기 대부분 설명된 것으로 해석될 수 있지만, 이중의 일부가 반정적(semi-persistent) SRS 타입 그리고/또는 주기적인 SRS 타입에도 앞서 본 발명에서 제안한 방식 중 적어도 하나가 확장하여 적용될 수 있음은 자명하다. 즉, 특정 동일한 SRS 전송 인스턴스(instance)에 국한하여 적용될 수도 있고, 상기 특정 다중 SRS 자원에 대한 전송이 다른 SRS 전송 인스턴스(instances)에 흩어져 전송된다고 하더라도, 특정 일부 다중 SRS 자원에 대한 전력 제어를 이미 연동된 ULPC 프로세스(들)에 의한 전송 전력 결정을 일부 무시하고(overriding하고) 특정 전력 레벨로(예를 들어, 특정 동일한 파워로) (한시적으로/특정구간 동안에만) 적용하여 SRS 전송을 수행하도록 할 수도 있다.
그리고/또는 상기 적어도 하나의 제안 방법에 대하여, 상기 특정 전력 레벨로(예를 들어, 특정 동일한 전력으로) 강제하여(overriding하여) SRS 전송을 수행하도록 하는 동작(이를 전력 제어 조정(power control adjustment)으로 해석할 수 있다)은 특정 SRS 전송 구간(사이클)에 대해서만 한시적으로 적용될 수 있다. 즉그리고 또 다른 SRS 전송 구간(사이클)에 대해서는 또 다른 독립적인 특정 전력 레벨(예를 들어, 특정 동일한 전력으로) SRS 전송을 수행하도록 설정될 수도 있다. , 특정 구간(사이클) 별로 전력 제어 조정은 독립적으로 수행될 수 있다.
예를 들어 “SRS 빔 스위핑(sweeping)의 한 회(one round of SRS beam sweeping)” 구간에 대해서만 한시적으로 앞서 설명한 방법 중 적어도 하나의 동작이 적용될 수 있다. 그리고, 그 다음 / 또 다른 “SRS 빔 스위핑(sweeping)의 한 회(one round of SRS beam sweeping)” 구간에 대해서는 또 다른 독립적인 앞서 설명한 방법 중 적어도 하나의 동작이 적용되도록 정의되거나 기지국에 의해 단말에 설정/지시될 수도 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 송수신 방법을 예시한다.
도 13을 참조하면, UE는 기지국으로부터 SRS 설정 정보를 수신한다(S1301).
여기서, SRS 설정 정보는 SRS 자원 세트 별로 SRS의 전력 제어를 위한 파라미터 세트(예를 들어, 기본 전력 값 P0, 역보상 정보/비율인 α, 경로손실 추정/계산을 위한 하향링크 참조 신호 등을 포함)를 포함하고, SRS 자원 세트는 하나 이상의 SRS 자원을 포함할 수 있다.
UE는 SRS의 전력 제어를 위한 파라미터 세트를 기반으로 SRS의 전송 전력(transmission power)을 결정한다(S1302).
여기서, SRS의 전력 제어를 위한 파라미터 세트에 의해 지시된 하향링크 참조 신호를 이용하여 상기 UE에 의해 계산된 하향링크 경로-손실(path-loss) 추정 값을 기반으로 SRS의 전송 전력(transmission power)이 결정될 수 있다. 이때, 하향링크 참조 신호는 상위 계층 시그널링(RRC 또는 MAC CE)으로 지시될 수 있다. 예를 들어, 하향링크 참조 신호는 상기 하향링크 참조 신호는 SSB 및 CSI-RS를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하향링크 참조 신호는 상기 기지국에 의해 전송되는 시그널링(예를 들어, MAC CE, DCI 등)에 의해 변경될 수도 있다.
또한, UE는 SRS 자원 세트에 공통적으로 TPC 누적(accumulation)을 적용함으로써 (예를 들어, 명시적/암묵적으로 설정된 특정 SRS 자원 세트(그룹)의 경우) 상기 SRS의 전송 전력(transmission power)을 결정할 수 있다.
상기 SRS의 전송 전력(transmission power)의 조정을 위한 전력 제어 조정(power control adjustment)은 특정 SRS 전송 구간 별로 독립적으로 적용될 수 있다. 여기서, 전력 제어 조정이 트리거되면, 상기 SRS의 전송 전력(transmission power)이 결정된 것과 무관하게 상기 모든 SRS 자원 상에서 상기 SRS의 전송 전력 값(power value)는 모두 동일하게 조정될 수 있다. 구체적으로, 특정 전력 레벨로(예를 들어, 특정 동일한 전력으로) 강제하여(overriding하여) SRS 전송을 수행하도록 하는 동작은 특정 SRS 전송 구간(사이클)에 대해서만 한시적으로 적용될 수 있다. 그리고 또 다른 SRS 전송 구간(사이클)에 대해서는 또 다른 독립적인 특정 전력 레벨(예를 들어, 특정 동일한 전력으로) SRS 전송을 수행하도록 설정될 수도 있다. 또한, 상기 조정된 전송 전력 값이 일정 값을 초과할 때 상기 조정된 전송 전력 값이 일괄적으로 축소(scaling down)될 수 있다.
UE는 결정된 전송 전력으로 SRS를 기지국에게 전송한다(S1303).
도 13에서는 도시되지 않았지만, 도 13의 SRS 송수신 동작과 연계하여 상향링크 채널(PUSCH, PUCCH)을 송수신하는 동작/상향링크 채널 전송 전력을 제어하는 동작이 수행될 수 있다.
구체적으로, UE는 기지국으로부터 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 스케줄링 정보를 포함하는 하향링크 제어 정보(DCI: Downlink Control Information)을 수신한다. 여기서, DCI는 SRS 자원 지시자(SRI: SRS resource indicator)를 포함할 수 있다. 그리고, UE는 SRI로부터 결정된 상기 PUSCH의 전력 제어를 위한 파라미터 세트를 기반으로 상기 PUSCH 전송 전력(transmission power)을 결정한다.
이때, UE는 PUSCH의 전력 제어를 위한 하나 이상의 파라미터 세트(예를 들어, 기본 전력 값 P0, 역보상 정보/비율인 α, 경로손실 추정/계산을 위한 하향링크 참조 신호 등을 포함)를 기지국으로부터 수신하고, SRI에 의해 지시된 파라미터 세트를 기반으로 PUSCH 전송 전력(transmission power)을 계산할 수 있다.
또한, SRI에 의해 복수의 SRS 자원들이 지시되고, 복수의 SRS 자원들 각각에 대하여 서로 다른 레이어 그룹이 설정될 때, 레이어 그룹 별로 상기 PUSCH의 전력 제어를 위한 파라미터 세트가 개별적으로 결정될 수 있다.
이 경우에도, PUSCH의 전력 제어를 위한 파라미터 세트에 의해 지시된 하향링크 참조 신호를 이용하여 상기 UE에 의해 계산된 하향링크 경로-손실(path-loss) 추정 값을 기반으로 PUSCH의 전송 전력이 결정될 수 있다. 또한, 하향링크 참조 신호는 기지국에 의해 전송되는 시그널링(MAC CE, DCI 등)에 의해 변경될 수 있다. 그리고, UE는 결정된 전송 전력으로 PUSCH를 기지국에게 전송한다.
반면, 상기 기지국으로부터 상기 하향링크 참조 신호에 대한 정보가 제공되지 않을 때(예를 들어, DCI 내 SRI가 포함되지 않은 경우), 경로-손실(path-loss) 추정 값은 특정 하향링크 참조 신호(예를 들어, 상대적으로 가장 큰 전력 레벨을 가지는 하향링크 참조 신호)를 이용하여 계산될 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 14를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(1410)과 기지국(1410) 영역 내에 위치한 다수의 단말(1420)을 포함한다.
기지국(1410)은 프로세서(processor, 1411), 메모리(memory, 1412) 및 송수신기(transceiver)(또는 RF부(radio frequency unit))(1413)을 포함한다. 프로세서(1411)는 앞서 도 1 내지 도 13에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1411)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1412)는 프로세서(1411)와 연결되어, 프로세서(1411)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(transceiver)(또는 RF부(radio frequency unit))(1413)는 프로세서(1411)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
단말(1420)은 프로세서(1421), 메모리(1422) 및 송수신기(transceiver)(또는 RF부(radio frequency unit))(1423)을 포함한다. 프로세서(1421)는 앞서 도 1 내지 도 13에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1421)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1422)는 프로세서(1421)와 연결되어, 프로세서(1421)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(transceiver)(또는 RF부(radio frequency unit))(1423)는 프로세서(1421)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
메모리(1412, 1422)는 프로세서(1411, 1421) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1411, 1421)와 연결될 수 있다. 또한, 기지국(1410) 및/또는 단말(1420)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 3GPP LTE/LTE-A 시스템 또는 5G 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/LTE-A 시스템 또는 5G 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.
Claims (11)
- 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
적어도 하나의 SRS(Sounding Reference Signal) 자원 세트(plurality of SRS resource set)에 관련된 SRS 설정 정보를 UE(user equipment)에게 송신하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 SRS 자원 세트 중 하나의 SRS 자원 세트를 통해, 제1 전송 전력으로 상기 UE에서 송신된 SRS를 수신하는 단계를 포함하며,
상기 적어도 하나의 SRS 자원 세트 각각은, 복수의 SRS 자원들을 포함하고,
상기 제1 전송 전력은, 상기 SRS 자원 세트에 연관된 SRS 전송 전력에 관련된 정보에 기반하여 결정되고,
상기 SRS 전송 전력에 관련된 정보는, 상기 SRS 자원 세트 내의 모든 복수의 SRS 자원들에 적용되는 방법
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 전송 전력은, 경로손실 추정(pathloss estimate)과 관련된 특정 인덱스(specific index)에 기반하여 결정되며,
상기 특정 인덱스는, SSB(Synchronization Signal Block)와 관련된 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 SRS 전송 전력에 관련된 정보는, 각 SRS 자원 세트의 SRS 전력 제어를 위한 파라미터 세트를 포함하는 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 SRS 전송 전력에 관련된 정보는, 하향링크 채널에 대한 하향링크 경로손실 추정(downlink pathloss estimate)과 관련되는 방법.
- 청구항 4에 있어서,
상기 하향링크 경로손실 추정(downlink pathloss estimate)은, SSB (Synchronization Signal Block) 및 CSI-RS(Channel State Information-Reference Signal)를 포함하는 하향링크 참조 신호에 기반하여 상기 UE에 의해 결정되는 방법.
- 무선 통신 시스템에서 기지국에 있어서,
송수신기; 및
적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
적어도 하나의 SRS(Sounding Reference Signal) 자원 세트(plurality of SRS resource set)에 관련된 SRS 설정 정보를 UE(user equipment)에게 송신하고,
상기 적어도 하나의 SRS 자원 세트 중 하나의 SRS 자원 세트를 통해, 제1 전송 전력으로 상기 UE에서 송신된 SRS를 수신하도록 제어하며,
상기 적어도 하나의 SRS 자원 세트 각각은, 복수의 SRS 자원들을 포함하고,
상기 제1 전송 전력은, 상기 SRS 자원 세트에 연관된 SRS 전송 전력에 관련된 정보에 기반하여 결정되고,
상기 SRS 전송 전력에 관련된 정보는, 상기 SRS 자원 세트 내의 모든 복수의 SRS 자원들에 적용되는 기지국.
- 청구항 6에 있어서,
상기 제1 전송 전력은, 경로손실 추정(pathloss estimate)과 관련된 특정 인덱스(specific index)에 기반하여 결정되며,
상기 특정 인덱스는, SSB(Synchronization Signal Block)와 관련된 기지국.
- 청구항 6에 있어서,
상기 SRS 전송 전력에 관련된 정보는, 각 SRS 자원 세트의 SRS 전력 제어를 위한 파라미터 세트를 포함하는 기지국.
- 청구항 6에 있어서,
상기 SRS 전송 전력에 관련된 정보는, 하향링크 채널에 대한 하향링크 경로손실 추정(downlink pathloss estimate)과 관련되는 기지국.
- 청구항 9에 있어서,
상기 하향링크 경로손실 추정(downlink pathloss estimate)은, SSB (Synchronization Signal Block) 및 CSI-RS(Channel State Information-Reference Signal)를 포함하는 하향링크 참조 신호에 기반하여 상기 UE에 의해 결정되는 기지국.
- 통신 장치에 있어서,
적어도 하나의 프로세서;
상기 적어도 하나의 프로세서와 연결되며, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행됨에 따라 동작들을 지시하는 명령어를 저장하는 적어도 하나의 컴퓨터 메모리를 포함하며,
상기 동작들은,
적어도 하나의 SRS(Sounding Reference Signal) 자원 세트(plurality of SRS resource set)에 관련된 SRS 설정 정보를 UE(user equipment)에게 송신하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 SRS 자원 세트 중 하나의 SRS 자원 세트를 통해, 제1 전송 전력으로 상기 UE에서 송신된 SRS를 수신하는 단계를 포함하며,
상기 적어도 하나의 SRS 자원 세트 각각은, 복수의 SRS 자원들을 포함하고,
상기 제1 전송 전력은, 상기 SRS 자원 세트에 연관된 SRS 전송 전력에 관련된 정보에 기반하여 결정되고,
상기 SRS 전송 전력에 관련된 정보는, 상기 SRS 자원 세트 내의 모든 복수의 SRS 자원들에 적용되는 통신 장치.
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