KR20210135617A - 무선 통신 시스템에서 단말이 임의 접속 과정을 수행하기 위한 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말이 임의 접속 과정(Random Access Channel Procedure; RACH Procedure)을 수행하기 위한 신호를 송수신하는 방법을 개시한다. 특히, 메시지 A를 통해 전송되는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)와 관련된 변환 프리코더(transform precoder)에 대한 제1 정보를 수신하고, 상기 제1 정보에 기반하여, PRACH(Physical Random Access Channel) 및 상기 PUSCH를 포함하는 상기 메시지 A를 전송하며, 상기 메시지 A에 대한 응답으로, 경쟁 해결(contention resolution) 정보를 포함하는 메시지 B를 수신하는 것을 포함하고, 상기 PUSCH가 상기 메시지 A를 통해 전송되는 점에 기반하여, 상기 제1 정보가 상기 PUSCH를 위한 변환 프리코딩의 지시에 사용될 수 있다.
Description
본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말이 임의 접속 과정을 수행하기 위한 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 단말이 2-단계 임의 접속 과정을 수행하기 위한 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 무선 접속 기술(radio access technology; RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 대규모(massive) MTC(Machine Type Communications) 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 뿐만 아니라 신뢰도(reliability) 및 레이턴시(latency) 에 민감한 서비스/를 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다. 이와 같이, eMBB(enhanced mobile broadband communication), 대규모 MTC(massive MTC; mMTC), URLLC (ultra-reliable and low latency communication) 등을 고려한 차세대 RAT의 도입이 논의되고 있으며, 본 발명에서는 편의상 해당 기술을 뉴랫(New RAT)이라고 부른다.
본 개시는 2-단계 임의 접속 과정을 수행하기 위한 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하고자 한다.
본 개시에서 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 개시의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 임의 접속 과정(Random Access Channel Procedure; RACH Procedure)을 수행하기 위한 신호를 송수신하는 방법에 있어서, 메시지 A를 통해 전송되는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)와 관련된 변환 프리코더(transform precoder)에 대한 제1 정보를 기지국으로부터 수신하고, 상기 제1 정보에 기반하여, PRACH(Physical Random Access Channel) 및 상기 PUSCH를 포함하는 상기 메시지 A를 상기 기지국으로 전송하며, 상기 메시지 A에 대한 응답으로, 경쟁 해결(contention resolution) 정보를 포함하는 메시지 B를 상기 기지국으로부터 수신하고, 상기 PUSCH가 상기 메시지 A를 통해 전송되는 점에 기반하여, 상기 제1 정보가 상기 PUSCH를 위한 변환 프리코딩의 지시에 사용될 수 있다.
이 때, 상기 단말은 상기 임의 접속 과정을 위한 메시지 3을 통해 전송되는 PUSCH와 관련된 변환 프리코더에 대한 제2 정보를 상기 기지국으로부터 수신할 수 있다.
또한, 상기 제1 정보가 수신되지 않는 점에 기반하여, 상기 제2 정보가 상기 변환 프리코딩의 지시에 사용될 수 있다.
또한, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보는 상향링크 공통 설정에 기반할 수 있다.
또한, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보는 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)에 의해 수신될 수 있다.
또한, 상기 변환 프리코딩은 DFT-s-OFDM (Discrete Fourier Transform-spread-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식 또는 CP-OFDM (Cyclic Prefix-OFDM) 방식일 수 있다.
본 개시에 따른 무선 통신 시스템에서 임의 접속 과정(Random Access Channel Procedure; RACH Procedure)을 수행하기 위한 장치에 있어서, 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 동작 가능하도록 연결되고, 실행될 경우 상기 적어도 하나의 프로세서가 특정 동작을 수행하도록 하는 명령들(instructions)을 저장하는 적어도 하나의 메모리;를 포함하고, 상기 특정 동작은, 메시지 A를 통해 전송되는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)와 관련된 변환 프리코더(transform precoder)에 대한 제1 정보를 수신하고, 상기 제1 정보에 기반하여, PRACH(Physical Random Access Channel) 및 상기 PUSCH를 포함하는 상기 메시지 A를 전송하며, 상기 메시지 A에 대한 응답으로, 경쟁 해결(contention resolution) 정보를 포함하는 메시지 B를 수신하고, 상기 PUSCH가 상기 메시지 A를 통해 전송되는 점에 기반하여, 상기 제1 정보가 상기 PUSCH를 위한 변환 프리코딩의 지시에 사용될 될 수 있다.
이 때, 상기 장치는 상기 임의 접속 과정을 위한 메시지 3을 통해 전송되는 PUSCH와 관련된 변환 프리코더에 대한 제2 정보를 수신할 수 있다.
또한, 상기 제1 정보가 수신되지 않는 점에 기반하여, 상기 제2 정보가 상기 변환 프리코딩의 지시에 사용될 수 있다.
또한, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보는 상향링크 공통 설정에 기반할 수 있다.
또한, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보는 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)에 의해 수신될 수 있다.
또한, 상기 변환 프리코딩은 DFT-s-OFDM (Discrete Fourier Transform-spread-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식 또는 CP-OFDM (Cyclic Prefix-OFDM) 방식일 수 있다.
본 개시에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말이 2-단계 임의 접속 과정을 수행하기 위한 신호를 원활하게 송수신할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 NR 시스템 네트워크 아키텍처의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예들이 적용될 수 있는 무선 통신 환경의 예시를 나타낸다.
도 3은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 DRX (Discontinuous Reception) 동작의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 NR 시스템에서 Long PUCCH (Physical Uplink Control Channel)과 Short PUCCH의 다중화를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 ACK/NACK 전송 과정을 예시한다.
도 8 내지 도 13은 SS/PBCH 블록의 구성(Composition) 및 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 내지 도 16은 NR 시스템에서 사용되는 무선 프레임 및 슬롯의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 17 내지 도 19는 NR 시스템에서 하향링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channel; PDCCH)에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 20는 임의 접속 과정 (Random Access Procedure)의 예시를 나타내는 도면이다.
도 21 내지 도 22는 본 개시의 실시 예에 따른 단말 및 기지국의 구체적인 동작 구현 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 2-step RACH의 기본적인 프로세스를 나타내는 도면이다.
도 24는 4-step RACH procedure에서 Msg 1의 재전송에 소요되는 시간과 2-step RACH procedure에서 Msg A의 재전송에 소요되는 시간을 비교하여 나타낸 도면이다.
도 25는 본 개시의 실시 예들에 기반한 2-step RACH procedure를 수행하기 위한 단말과 기지국의 동작 흐름을 나타낸 도면이다.
도 26 내지 도 29는 본 개시의 실시 예들이 적용되는 다양한 무선 기기의 예시들을 나타낸다.
도 30은 본 개시의 실시 예들이 적용되는 신호 처리 회로의 예시를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예들이 적용될 수 있는 무선 통신 환경의 예시를 나타낸다.
도 3은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 DRX (Discontinuous Reception) 동작의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 NR 시스템에서 Long PUCCH (Physical Uplink Control Channel)과 Short PUCCH의 다중화를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 ACK/NACK 전송 과정을 예시한다.
도 8 내지 도 13은 SS/PBCH 블록의 구성(Composition) 및 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 내지 도 16은 NR 시스템에서 사용되는 무선 프레임 및 슬롯의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 17 내지 도 19는 NR 시스템에서 하향링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channel; PDCCH)에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 20는 임의 접속 과정 (Random Access Procedure)의 예시를 나타내는 도면이다.
도 21 내지 도 22는 본 개시의 실시 예에 따른 단말 및 기지국의 구체적인 동작 구현 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 2-step RACH의 기본적인 프로세스를 나타내는 도면이다.
도 24는 4-step RACH procedure에서 Msg 1의 재전송에 소요되는 시간과 2-step RACH procedure에서 Msg A의 재전송에 소요되는 시간을 비교하여 나타낸 도면이다.
도 25는 본 개시의 실시 예들에 기반한 2-step RACH procedure를 수행하기 위한 단말과 기지국의 동작 흐름을 나타낸 도면이다.
도 26 내지 도 29는 본 개시의 실시 예들이 적용되는 다양한 무선 기기의 예시들을 나타낸다.
도 30은 본 개시의 실시 예들이 적용되는 신호 처리 회로의 예시를 나타낸다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.
본 명세서는 LTE 시스템, LTE-A 시스템 및 NR 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다.
또한, 본 명세서는 기지국의 명칭은 RRH(remote radio head), eNB, TP(transmission point), RP(reception point), 중계기(relay) 등을 포함하는 포괄적인 용어로 사용될 수 있다.
3GPP 기반 통신 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 신호들을 정의된다. 예를 들어, 물리 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel, PDSCH), 물리 브로드캐스트 채널(physical broadcast channel, PBCH), 물리 멀티캐스트 채널(physical multicast channel, PMCH), 물리 제어 포맷 지시자 채널(physical control format indicator channel, PCFICH), 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH) 및 물리 하이브리드 ARQ 지시자 채널(physical hybrid ARQ indicator channel, PHICH)들이 하향링크 물리 채널들로서 정의되어 있으며, 참조 신호와 동기 신호가 하향링크 물리 신호들로서 정의되어 있다. 파일럿(pilot)이라고도 지칭되는 참조 신호(reference signal, RS)는 gNB와 UE가 서로 알고 있는 기정의된 특별한 파형의 신호를 의미하는데, 예를 들어, 셀 특정적 RS(cell specific RS), UE-특정적 RS(UE-specific RS, UE-RS), 포지셔닝 RS(positioning RS, PRS) 및 채널 상태 정보 RS(channel state information RS, CSI-RS)가 하향링크 참조 신호로서 정의된다. 3GPP LTE/LTE-A 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 신호들을 정의하고 있다. 예를 들어, 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel, PUSCH), 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH), 물리 임의 접속 채널(physical random access channel, PRACH)가 상향링크 물리 채널로서 정의되며, 상향링크 제어/데이터 신호를 위한 복조 참조 신호(demodulation reference signal, DMRS)와 상향링크 채널 측정에 사용되는 사운딩 참조 신호(sounding reference signal, SRS)가 정의된다.
본 발명에서 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)은 각각 DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/하향링크 ACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/하향링크 데이터를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 또한, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)는 각각 UCI(Uplink Control Information)/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 본 발명에서는, 특히, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH에 할당되거나 이에 속한 시간-주파수 자원 혹은 자원요소(Resource Element, RE)를 각각 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE 또는 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 자원이라고 칭한다. 이하에서 사용자기기가 PUCCH/PUSCH/PRACH를 전송한다는 표현은, 각각, PUSCH/PUCCH/PRACH 상에서 혹은 통해서 상향링크 제어정보/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다. 또한, gNB가 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH를 전송한다는 표현은, 각각, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 상에서 혹은 통해서 하향링크 데이터/제어정보를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다.
이하에서는 CRS/DMRS/CSI-RS/SRS/UE-RS가 할당된 혹은 설정(Configuration)된(configured) OFDM 심볼/부반송파/RE를 CRS/DMRS/CSI-RS/SRS/UE-RS 심볼/반송파/부반송파/RE라고 칭한다. 예를 들어, 트랙킹 RS(tracking RS, TRS)가 할당된 혹은 설정(Configuration)된 OFDM 심볼은 TRS 심볼이라고 칭하며, TRS가 할당된 혹은 설정(Configuration)된 부반송파는 TRS 부반송파라 칭하며, TRS가 할당된 혹은 설정(Configuration)된 RE 는 TRS RE라고 칭한다. 또한, TRS 전송을 위해 설정(Configuration)된(configured) 서브프레임을 TRS 서브프레임이라 칭한다. 또한 브로드캐스트 신호가 전송되는 서브프레임을 브로드캐스트 서브프레임 혹은 PBCH 서브프레임이라 칭하며, 동기 신호(예를 들어, PSS 및/또는 SSS)가 전송되는 서브프레임을 동기 신호 서브프레임 혹은 PSS/SSS 서브프레임이라고 칭한다. PSS/SSS가 할당된 혹은 설정(Configuration)된(configured) OFDM 심볼/부반송파/RE를 각각 PSS/SSS 심볼/부반송파/RE라 칭한다.
본 발명에서 CRS 포트, UE-RS 포트, CSI-RS 포트, TRS 포트라 함은 각각 CRS를 전송하도록 설정(Configuration)된(configured) 안테나 포트, UE-RS를 전송하도록 설정(Configuration)된 안테나 포트, CSI-RS를 전송하도록 설정(Configuration)된 안테나 포트, TRS를 전송하도록 설정(Configuration)된 안테나 포트를 의미한다. CRS들을 전송하도록 설정(Configuration)된 안테나 포트들은 CRS 포트들에 따라 CRS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있으며, UE-RS들을 전송하도록 설정(Configuration)된(configured) 안테나 포트들은 UE-RS 포트들에 따라 UE-RS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있으며, CSI-RS들을 전송하도록 설정(Configuration)된 안테나 포트들은 CSI-RS 포트들에 따라 CSI-RS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있다. 따라서 CRS/UE-RS/CSI-RS/TRS 포트라는 용어가 일정 자원 영역 내에서 CRS/UE-RS/CSI-RS/TRS가 점유하는 RE들의 패턴을 의미하는 용어로서 사용되기도 한다.
도 1 은 NR 시스템 네트워크 아키텍처의 일례를 나타낸 도면이다.
NR 시스템의 네트워크는 크게 차세대 무선 접속 네트워크(next generation radio access network, NG-RAN)와 차세대 코어(next generation core, NGC) 네트워크로 이루어진다. NGC는 5GC로 칭해지기도 한다.
도 1을 참조하면, NG-RAN은 UE에 대한 사용자 평면 프로토콜들(예, SDAP, PDCP, RLC, MAC, PHY) 및 제어 평면 프로토콜들(예, RRC, PDCP, RLC, MAC, PHY) 종단을 제공하는 gNB들로 구성된다. gNB들은 Xn 인터페이스를 통해 상호 연결된다. gNB는 NG 인터페이스를 통해 NGC로 연결된다. 예를 들어, gNB는 gNB와 NGC 간의 인터페이스들 중 하나인 N2 인터페이스를 통해 접속 및 이동성 관리 기능(Access and Mobility Management function, AMF)을 갖는 코어 네트워크 노드와 gNB와 NGC 간의 인터페이스들 중 다른 하나인 N3 인터페이스를 사용자 평면 기능(user plane function, UPF)을 갖는 코어 네트워크 노드로 연결된다. AMF와 UPF는 각각 서로 다른 코어 네트워크 장치들에 의해 구현될 수도 있고, 하나의 코어 네트워크 장치에 의해 구현될 수도 있다. RAN에서 BS와 UE 간 신호의 전송/수신은 무선 인터페이스를 통해 수행된다. 예를 들어, RAN에서 BS와 UE 간 신호의 전송/수신은 물리 자원(예, 무선 주파수(radio frequency, RF))를 통해 수행된다. 이에 반해, 코어 네트워크에서 gNB와 네트워크 기능들(예, AMF, UPF) 간 신호의 전송/수신은 무선 인터페이스가 아닌 코어 네트워크 노드들 간 물리적 연결(예, 광 케이블) 혹은 코어 네트워크 기능들 간 논리적 연결을 통해 수행될 수 있다.
도 2는 본 발명에 적용되는 통신 시스템(1)을 예시한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 적용되는 통신 시스템(1)은 무선 기기, 기지국 및 네트워크를 포함한다. 여기서, 무선 기기는 무선 접속 기술(예, 5G NR(New RAT), LTE(Long Term Evolution))을 이용하여 통신을 수행하는 기기를 의미하며, 통신/무선/5G 기기로 지칭될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(100a), 차량(100b-1, 100b-2), XR(eXtended Reality) 기기(100c), 휴대 기기(Hand-held device)(100d), 가전(100e), IoT(Internet of Thing) 기기(100f), AI기기/서버(400)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 무선 통신 기능이 구비된 차량, 자율 주행 차량, 차량간 통신을 수행할 수 있는 차량 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량은 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)(예, 드론)를 포함할 수 있다. XR 기기는 AR(Augmented Reality)/VR(Virtual Reality)/MR(Mixed Reality) 기기를 포함하며, HMD(Head-Mounted Device), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 컴퓨터(예, 노트북 등) 등을 포함할 수 있다. 가전은 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함할 수 있다. IoT 기기는 센서, 스마트미터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국, 네트워크는 무선 기기로도 구현될 수 있으며, 특정 무선 기기(200a)는 다른 무선 기기에게 기지국/네트워크 노드로 동작할 수도 있다.
무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)을 통해 네트워크(300)와 연결될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)에는 AI(Artificial Intelligence) 기술이 적용될 수 있으며, 무선 기기(100a~100f)는 네트워크(300)를 통해 AI 서버(400)와 연결될 수 있다. 네트워크(300)는 3G 네트워크, 4G(예, LTE) 네트워크 또는 5G(예, NR) 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)/네트워크(300)를 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국/네트워크를 통하지 않고 직접 통신(e.g. 사이드링크 통신(sidelink communication))할 수도 있다. 예를 들어, 차량들(100b-1, 100b-2)은 직접 통신(e.g. V2V(Vehicle to Vehicle)/V2X(Vehicle to everything) communication)을 할 수 있다. 또한, IoT 기기(예, 센서)는 다른 IoT 기기(예, 센서) 또는 다른 무선 기기(100a~100f)와 직접 통신을 할 수 있다.
무선 기기(100a~100f)/기지국(200), 기지국(200)/기지국(200) 간에는 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)이 이뤄질 수 있다. 여기서, 무선 통신/연결은 상향/하향링크 통신(150a)과 사이드링크 통신(150b)(또는, D2D 통신), 기지국간 통신(150c)(e.g. relay, IAB(Integrated Access Backhaul)과 같은 다양한 무선 접속 기술(예, 5G NR)을 통해 이뤄질 수 있다. 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)을 통해 무선 기기와 기지국/무선 기기, 기지국과 기지국은 서로 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 송신/수신할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 다양한 제안들에 기반하여, 무선 신호의 송신/수신을 위한 다양한 구성정보 설정 과정, 다양한 신호 처리 과정(예, 채널 인코딩/디코딩, 변조/복조, 자원 매핑/디매핑 등), 자원 할당 과정 등 중 적어도 일부가 수행될 수 있다.
이제, NR 시스템을 포함한 5G 통신에 대해서 살펴보도록 한다.
5G의 세 가지 주요 요구 사항 영역은 (1) 개선된 모바일 광대역 (Enhanced Mobile Broadband, eMBB) 영역, (2) 다량의 머신 타입 통신 (massive Machine Type Communication, mMTC) 영역 및 (3) 초-신뢰 및 저 지연 통신 (Ultra-reliable and Low Latency Communications, URLLC) 영역을 포함한다.
일부 사용 예(Use Case)는 최적화를 위해 다수의 영역들이 요구될 수 있고, 다른 사용 예는 단지 하나의 핵심 성능 지표 (Key Performance Indicator, KPI)에만 포커싱될 수 있다. 5G는 이러한 다양한 사용 예들을 유연하고 신뢰할 수 있는 방법으로 지원하는 것이다.
eMBB는 기본적인 모바일 인터넷 액세스를 훨씬 능가하게 하며, 풍부한 양방향 작업, 클라우드 또는 증강 현실에서 미디어 및 엔터테인먼트 애플리케이션을 커버한다. 데이터는 5G의 핵심 동력 중 하나이며, 5G 시대에서 처음으로 전용 음성 서비스를 볼 수 없을 수 있다. 5G에서, 음성은 단순히 통신 시스템에 의해 제공되는 데이터 연결을 사용하여 응용 프로그램으로서 처리될 것이 기대된다. 증가된 트래픽 양(volume)을 위한 주요 원인들은 콘텐츠 크기의 증가 및 높은 데이터 전송률을 요구하는 애플리케이션 수의 증가이다. 스트리밍 서비스 (오디오 및 비디오), 대화형 비디오 및 모바일 인터넷 연결은 더 많은 장치가 인터넷에 연결될수록 더 널리 사용될 것이다. 이러한 많은 응용 프로그램들은 사용자에게 실시간 정보 및 알림을 푸쉬하기 위해 항상 켜져 있는 연결성이 필요하다. 클라우드 스토리지 및 애플리케이션은 모바일 통신 플랫폼에서 급속히 증가하고 있으며, 이것은 업무 및 엔터테인먼트 모두에 적용될 수 있다. 그리고, 클라우드 스토리지는 상향링크 데이터 전송률의 성장을 견인하는 특별한 사용 예이다. 5G는 또한 클라우드의 원격 업무에도 사용되며, 촉각 인터페이스가 사용될 때 우수한 사용자 경험을 유지하도록 훨씬 더 낮은 단-대-단(end-to-end) 지연을 요구한다. 엔터테인먼트 예를 들어, 클라우드 게임 및 비디오 스트리밍은 모바일 광대역 능력에 대한 요구를 증가시키는 또 다른 핵심 요소이다. 엔터테인먼트는 기차, 차 및 비행기와 같은 높은 이동성 환경을 포함하는 어떤 곳에서든지 스마트폰 및 태블릿에서 필수적이다. 또 다른 사용 예는 엔터테인먼트를 위한 증강 현실 및 정보 검색이다. 여기서, 증강 현실은 매우 낮은 지연과 순간적인 데이터 양을 필요로 한다.
또한, 가장 많이 예상되는 5G 사용 예 중 하나는 모든 분야에서 임베디드 센서를 원활하게 연결할 수 있는 기능 즉, mMTC에 관한 것이다. 2020년까지 잠재적인 IoT 장치들은 204 억 개에 이를 것으로 예측된다. 산업 IoT는 5G가 스마트 도시, 자산 추적(asset tracking), 스마트 유틸리티, 농업 및 보안 인프라를 가능하게 하는 주요 역할을 수행하는 영역 중 하나이다.
URLLC는 주요 인프라의 원격 제어 및 자체-구동 차량(self-driving vehicle)과 같은 초 신뢰 / 이용 가능한 지연이 적은 링크를 통해 산업을 변화시킬 새로운 서비스를 포함한다. 신뢰성과 지연의 수준은 스마트 그리드 제어, 산업 자동화, 로봇 공학, 드론 제어 및 조정에 필수적이다.
다음으로, NR 시스템을 포함한 5G 통신 시스템에서의 다수의 사용 예들에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
5G는 초당 수백 메가 비트에서 초당 기가 비트로 평가되는 스트림을 제공하는 수단으로 FTTH (fiber-to-the-home) 및 케이블 기반 광대역 (또는 DOCSIS)을 보완할 수 있다. 이러한 빠른 속도는 가상 현실과 증강 현실뿐 아니라 4K 이상(6K, 8K 및 그 이상)의 해상도로 TV를 전달하는데 요구된다. VR(Virtual Reality) 및 AR(Augmented Reality) 애플리케이션들은 거의 몰입형(immersive) 스포츠 경기를 포함한다. 특정 응용 프로그램은 특별한 네트워크 설정이 요구될 수 있다. 예를 들어, VR 게임의 경우, 게임 회사들이 지연을 최소화하기 위해 코어 서버를 네트워크 오퍼레이터의 에지 네트워크 서버와 통합해야 할 수 있다.
자동차(Automotive)는 차량에 대한 이동 통신을 위한 많은 사용 예들과 함께 5G에 있어 중요한 새로운 동력이 될 것으로 예상된다. 예를 들어, 승객을 위한 엔터테인먼트는 동시의 높은 용량과 높은 이동성 모바일 광대역을 요구한다. 그 이유는 미래의 사용자는 그들의 위치 및 속도와 관계 없이 고품질의 연결을 계속해서 기대하기 때문이다. 자동차 분야의 다른 활용 예는 증강 현실 대시보드이다. 이는 운전자가 앞면 창을 통해 보고 있는 것 위에 어둠 속에서 물체를 식별하고, 물체의 거리와 움직임에 대해 운전자에게 말해주는 정보를 겹쳐서 디스플레이 한다. 미래에, 무선 모듈은 차량들 간의 통신, 차량과 지원하는 인프라구조 사이에서 정보 교환 및 자동차와 다른 연결된 디바이스들(예를 들어, 보행자에 의해 수반되는 디바이스들) 사이에서 정보 교환을 가능하게 한다. 안전 시스템은 운전자가 보다 안전한 운전을 할 수 있도록 행동의 대체 코스들을 안내하여 사고의 위험을 낮출 수 있게 한다. 다음 단계는 원격 조종되거나 자체 운전 차량(self-driven vehicle)이 될 것이다. 이는 서로 다른 자체 운전 차량들 사이 및 자동차와 인프라 사이에서 매우 신뢰성이 있고, 매우 빠른 통신을 요구한다. 미래에, 자체 운전 차량이 모든 운전 활동을 수행하고, 운전자는 차량 자체가 식별할 수 없는 교통 이상에만 집중하도록 할 것이다. 자체 운전 차량의 기술적 요구 사항은 트래픽 안전을 사람이 달성할 수 없을 정도의 수준까지 증가하도록 초 저 지연과 초고속 신뢰성을 요구한다.
스마트 사회(smart society)로서 언급되는 스마트 도시와 스마트 홈은 고밀도 무선 센서 네트워크로 임베디드될 것이다. 지능형 센서의 분산 네트워크는 도시 또는 집의 비용 및 에너지-효율적인 유지에 대한 조건을 식별할 것이다. 유사한 설정이 각 가정을 위해 수행될 수 있다. 온도 센서, 창 및 난방 컨트롤러, 도난 경보기 및 가전 제품들은 모두 무선으로 연결된다. 이러한 센서들 중 많은 것들이 전형적으로 낮은 데이터 전송 속도, 저전력 및 저비용이다. 하지만, 예를 들어, 실시간 HD 비디오는 감시를 위해 특정 타입의 장치에서 요구될 수 있다.
열 또는 가스를 포함한 에너지의 소비 및 분배는 고도로 분산화되고 있어, 분산 센서 네트워크의 자동화된 제어가 요구된다. 스마트 그리드는 정보를 수집하고 이에 따라 행동하도록 디지털 정보 및 통신 기술을 사용하여 이런 센서들을 상호 연결한다. 이 정보는 공급 업체와 소비자의 행동을 포함할 수 있으므로, 스마트 그리드가 효율성, 신뢰성, 경제성, 생산의 지속 가능성 및 자동화된 방식으로 전기와 같은 연료들의 분배를 개선하도록 할 수 있다. 스마트 그리드는 지연이 적은 다른 센서 네트워크로 볼 수도 있다.
건강 부문은 이동 통신의 혜택을 누릴 수 있는 많은 응용 프로그램을 보유하고 있다. 통신 시스템은 멀리 떨어진 곳에서 임상 진료를 제공하는 원격 진료를 지원할 수 있다. 이는 거리에 대한 장벽을 줄이는데 도움을 주고, 거리가 먼 농촌에서 지속적으로 이용하지 못하는 의료 서비스들로의 접근을 개선시킬 수 있다. 이는 또한 중요한 진료 및 응급 상황에서 생명을 구하기 위해 사용된다. 이동 통신 기반의 무선 센서 네트워크는 심박수 및 혈압과 같은 파라미터들에 대한 원격 모니터링 및 센서들을 제공할 수 있다.
무선 및 모바일 통신은 산업 응용 분야에서 점차 중요해지고 있다. 배선은 설치 및 유지 비용이 높다. 따라서, 케이블을 재구성할 수 있는 무선 링크들로의 교체 가능성은 많은 산업 분야에서 매력적인 기회이다. 그러나, 이를 달성하는 것은 무선 연결이 케이블과 비슷한 지연, 신뢰성 및 용량으로 동작하는 것과, 그 관리가 단순화될 것이 요구된다. 낮은 지연과 매우 낮은 오류 확률은 5G로 연결될 필요가 있는 새로운 요구 사항이다.
물류(logistics) 및 화물 추적(freight tracking)은 위치 기반 정보 시스템을 사용하여 어디에서든지 인벤토리(inventory) 및 패키지의 추적을 가능하게 하는 이동 통신에 대한 중요한 사용 예이다. 물류 및 화물 추적의 사용 예는 전형적으로 낮은 데이터 속도를 요구하지만 넓은 범위와 신뢰성 있는 위치 정보가 필요하다.
도 3은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 송신되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 송신되는 통로를 의미한다.
제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 송신 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 송신채널(Trans포트 Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 송신채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 송신을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 송신하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 송신채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 무선 베어러는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
네트워크에서 단말로 데이터를 송신하는 하향 송신채널은 시스템 정보를 송신하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 송신하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 송신하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 송신될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 송신될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 송신하는 상향 송신채널로는 초기 제어 메시지를 송신하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 송신하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 송신채널의 상위에 있으며, 송신채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 4는 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S401). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 신호(Primary Synchronization Signal, PSS) 및 부 동기 신호(Secondary Synchronization Signal, SSS)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel, PBCH)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S402).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 송신을 위한 무선 자원이 없는 경우, 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure, RACH)을 수행할 수 있다(S403 내지 S406). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 송신하고(S403 및 S405), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지((RAR(Random Access Response) message)를 수신할 수 있다. 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다(S406).
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 송신 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S407) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 송신(S408)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 수신할 수 있다. 여기서, DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르게 적용될 수 있다.
한편, 단말이 상향링크를 통해 기지국에 송신하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix 인덱스), RI(Rank Indicator) 등을 포함할 수 있다. 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 송신할 수 있다.
한편, NR 시스템은 넓은 주파수 대역을 이용하여 다수의 사용자에게 높은 전송율을 유지하면서 데이터 전송을 하기 위해 높은 초고주파 대역, 즉, 6GHz 이상의 밀리미터 주파수 대역을 이용하는 방안을 고려하고 있다. 3GPP에서는 이를 NR이라는 이름으로 사용하고 있으며, 본 발명에서는 앞으로 NR 시스템으로 칭한다.
NR은 다양한 5G 서비스들을 지원하기 위한 다수의 뉴머놀로지(numerology, 또는 subcarrier spacing(SCS))를 지원한다. 예를 들어, SCS가 15kHz인 경우, 전통적인 셀룰러 밴드들에서의 넓은 영역(wide area)를 지원하며, SCS가 30kHz/60kHz인 경우, 밀집한-도시(dense-urban), 더 낮은 지연(lower latency) 및 더 넓은 캐리어 대역폭(wider carrier bandwidth)를 지원하며, SCS가 60kHz 또는 그보다 높은 경우, 위상 잡음(phase noise)를 극복하기 위해 24.25kHz보다 큰 대역폭을 지원한다.
NR 주파수 밴드(frequency band)는 2가지 type(FR1, FR2)의 주파수 범위(frequency range)로 정의된다. FR1은 sub 6GHz range이며, FR2는 above 6GHz range로 밀리미터 웨이브(millimeter wave, mmW)를 의미할 수 있다.
아래의 표 1은 NR frequency band의 정의를 나타낸다.
DRX (Discontinuous Reception) 동작
단말은 앞에서 설명/제안한 절차 및/또는 방법들을 수행하면서 DRX 동작을 수행할 수 있다. DRX가 설정된 단말은 DL 신호를 불연속적으로 수신함으로써 전력 소비를 낮출 수 있다. DRX는 RRC(Radio Resource Control)_IDLE 상태, RRC_INACTIVE 상태, RRC_CONNECTED 상태에서 수행될 수 있다. RRC_IDLE 상태와 RRC_INACTIVE 상태에서 DRX는 페이징 신호를 불연속 수신하는데 사용된다. 이하, RRC_CONNECTED 상태에서 수행되는 DRX에 관해 설명한다(RRC_CONNECTED DRX).
도 5는 DRX 사이클을 예시한다 (RRC_CONNECTED 상태).
도 5를 참조하면, DRX 사이클은 On Duration과 Opportunity for DRX로 구성된다. DRX 사이클은 On Duration이 주기적으로 반복되는 시간 간격을 정의한다. On Duration은 단말이 PDCCH를 수신하기 위해 모니터링 하는 시간 구간을 나타낸다. DRX가 설정되면, 단말은 On Duration 동안 PDCCH 모니터링을 수행한다. PDCCH 모니터링 동안에 성공적으로 검출된 PDCCH가 있는 경우, 단말은 inactivity 타이머를 동작시키고 깬(awake) 상태를 유지한다. 반면, PDCCH 모니터링 동안에 성공적으로 검출된 PDCCH가 없는 경우, 단말은 On Duration이 끝난 뒤 슬립(sleep) 상태로 들어간다. 따라서, DRX가 설정된 경우, 앞에서 설명/제안한 절차 및/또는 방법을 수행함에 있어서 PDCCH 모니터링/수신이 시간 도메인에서 불연속적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, DRX가 설정된 경우, 본 발명에서 PDCCH 수신 기회(occasion)(예, PDCCH 탐색 공간을 갖는 슬롯)는 DRX 설정에 따라 불연속적으로 설정될 수 있다. 반면, DRX가 설정되지 않은 경우, PDCCH 모니터링/수신이 시간 도메인에서 연속적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, DRX가 설정되지 않은 경우, 본 발명에서 PDCCH 수신 기회(예, PDCCH 탐색 공간을 갖는 슬롯)는 연속적으로 설정될 수 있다. 한편, DRX 설정 여부와 관계 없이, 측정 갭으로 설정된 시간 구간에서는 PDCCH 모니터링이 제한될 수 있다.
표 2는 DRX와 관련된 단말의 과정을 나타낸다(RRC_CONNECTED 상태). 표 2를 참조하면, DRX 구성 정보는 상위 계층(예, RRC) 시그널링을 통해 수신되고, DRX ON/OFF 여부는 MAC 계층의 DRX 커맨드에 의해 제어된다. DRX가 설정되면, 단말은 도 5에서 예시한 바와 같이, 본 발명에 설명/제안한 절차 및/또는 방법을 수행함에 있어서 PDCCH 모니터링을 불연속적으로 수행할 수 있다.
여기서, MAC-CellGroupConfig는 셀 그룹을 위한 MAC(Medium Access Control) 파라미터를 설정하는데 필요한 구성 정보를 포함한다. MAC-CellGroupConfig는 DRX에 관한 구성 정보도 포함할 수 있다. 예를 들어, MAC-CellGroupConfig는 DRX를 정의하는데 정보를 다음과 같이 포함할 수 있다.- Value of drx-OnDurationTimer: DRX 사이클의 시작 구간의 길이를 정의
- Value of drx-InactivityTimer: 초기 UL 또는 DL 데이터를 지시하는 PDCCH가 검출된 PDCCH 기회 이후에 단말이 깬 상태로 있는 시간 구간의 길이를 정의
- Value of drx-HARQ-RTT-TimerDL: DL 초기 전송이 수신된 후, DL 재전송이 수신될 때까지의 최대 시간 구간의 길이를 정의.
- Value of drx-HARQ-RTT-TimerDL: UL 초기 전송에 대한 그랜트가 수신된 후, UL 재전송에 대한 그랜트가 수신될 때까지의 최대 시간 구간의 길이를 정의.
- drx-LongCycleStartOffset: DRX 사이클의 시간 길이와 시작 시점을 정의
- drx-ShortCycle (optional): short DRX 사이클의 시간 길이를 정의
여기서, drx-OnDurationTimer, drx-InactivityTimer, drx-HARQ-RTT-TimerDL, drx-HARQ-RTT-TimerDL 중 어느 하나라도 동작 중이면 단말은 깬 상태를 유지하면서 매 PDCCH 기회마다 PDCCH 모니터링을 수행한다.
Short PUCCH 및 Long PUCCH의 다중화
도 6은 Short PUCCH 및 Long PUCCH가 상향링크 신호와 다중화되는 구성을 예시한다.
PUCCH (예, PUCCH format 0/2)와 PUSCH는 TDM 또는 FDM 방식으로 다중화될 수 있다. 서로 다른 단말로부터의 short PUCCH 와 long PUCCH는 TDM 또는 FDM 방식으로 다중화될 수 있다. 하나의 슬롯 내 단일 단말로부터의 short PUCCH들은 TDM 방식으로 다중화될 수 있다. 하나의 슬롯 내 단일 단말로부터의 short PUCCH 와 long PUCCH는 TDM 또는 FDM 방식으로 다중화될 수 있다.
ACK/NACK 전송
도 7은 ACK/NACK 전송 과정을 예시한다. 도 7을 참조하면, 단말은 슬롯 #n에서 PDCCH를 검출할 수 있다. 여기서, PDCCH는 하향링크 스케줄링 정보(예, DCI 포맷 1_0, 1_1)를 포함하며, PDCCH는 DL assignment-to-PDSCH offset (K0)과 PDSCH-HARQ-ACK reporting offset (K1)를 나타낸다. 예를 들어, DCI 포맷 1_0, 1_1은 다음의 정보를 포함할 수 있다.
- Frequency domain resource assignment: PDSCH에 할당된 RB 세트를 나타냄
- Time domain resource assignment: K0, 슬롯 내의 PDSCH의 시작 위치(예, OFDM 심볼 인덱스) 및 길이(예 OFDM 심볼 개수)를 나타냄
- PDSCH-to-HARQ_feedback timing indicator: K1를 나타냄
이후, 단말은 슬롯 #n의 스케줄링 정보에 따라 슬롯 #(n+K0)에서 PDSCH를 수신한 뒤, 슬롯 #(n+K1)에서 PUCCH를 통해 UCI를 전송할 수 있다. 여기서, UCI는 PDSCH에 대한 HARQ-ACK 응답을 포함한다. PDSCH가 최대 1개 TB를 전송하도록 구성된 경우, HARQ-ACK 응답은 1-비트로 구성될 수 있다. PDSCH가 최대 2개의 TB를 전송하도록 구성된 경우, HARQ-ACK 응답은 공간(spatial) 번들링이 구성되지 않은 경우 2-비트로 구성되고, 공간 번들링이 구성된 경우 1-비트로 구성될 수 있다. 복수의 PDSCH에 대한 HARQ-ACK 전송 시점이 슬롯 #(n+K1)로 지정된 경우, 슬롯 #(n+K1)에서 전송되는 UCI는 복수의 PDSCH에 대한 HARQ-ACK 응답을 포함한다.
도 8은 SSB 구조를 예시한다. 단말은 SSB에 기반하여 셀 탐색(search), 시스템 정보 획득, 초기 접속을 위한 빔 정렬, DL 측정 등을 수행할 수 있다. SSB는 SS/PBCH(Synchronization Signal/Physical Broadcast channel) 블록과 혼용된다.
도 8을 참조하면, SSB는 PSS, SSS와 PBCH로 구성된다. SSB는 4개의 연속된 OFDM 심볼에 구성되며, OFDM 심볼 별로 PSS, PBCH, SSS/PBCH 및 PBCH가 전송된다. PSS와 SSS는 각각 1개의 OFDM 심볼과 127개의 부반송파로 구성되고, PBCH는 3개의 OFDM 심볼과 576개의 부반송파로 구성된다. PBCH에는 폴라 코딩 및 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)이 적용된다. PBCH는 OFDM 심볼마다 데이터 RE와 DMRS(Demodulation Reference Signal) RE로 구성된다. RB 별로 3개의 DMRS RE가 존재하며, DMRS RE 사이에는 3개의 데이터 RE가 존재한다.
셀 탐색(search)
셀 탐색은 단말이 셀의 시간/주파수 동기를 획득하고, 상기 셀의 셀 ID(Identifier)(예, Physical layer Cell ID, PCID)를 검출하는 과정을 의미한다. PSS는 셀 ID 그룹 내에서 셀 ID를 검출하는데 사용되고, SSS는 셀 ID 그룹을 검출하는데 사용된다. PBCH는 SSB (시간) 인덱스 검출 및 하프-프레임 검출에 사용된다.
단말의 셀 탐색 과정은 하기 표 3과 같이 정리될 수 있다.
도 9는 SSB 전송을 예시한다.
SSB는 SSB 주기(periodicity)에 맞춰 주기적으로 전송된다. 초기 셀 탐색 시에 단말이 가정하는 SSB 기본 주기는 20ms로 정의된다. 셀 접속 후, SSB 주기는 네트워크(예, 기지국)에 의해 {5ms, 10ms, 20ms, 40ms, 80ms, 160ms} 중 하나로 설정될 수 있다. SSB 주기의 시작 부분에 SSB 버스트(burst) 세트가 구성된다. SSB 버스트 세트는 5ms 시간 윈도우(즉, 하프-프레임)로 구성되며, SSB는 SS 버스트 세트 내에서 최대 L번 전송될 수 있다. SSB의 최대 전송 횟수 L은 반송파의 주파수 대역에 따라 다음과 같이 주어질 수 있다. 하나의 슬롯은 최대 2개의 SSB를 포함한다.
- For frequency range up to 3 GHz, L = 4
- For frequency range from 3GHz to 6 GHz, L = 8
- For frequency range from 6 GHz to 52.6 GHz, L = 64
SS 버스트 세트 내에서 SSB 후보의 시간 위치는 SCS에 따라 다음과 같이 정의될 수 있다. SSB 후보의 시간 위치는 SSB 버스트 세트(즉, 하프-프레임) 내에서 시간 순서에 따라 0 ~ L-1로 인덱싱 된다(SSB 인덱스).
- Case A - 15 kHz SCS: 후보 SSB의 시작 심볼의 인덱스는 {2, 8} + 14*n으로 주어진다. 반송파 주파수가 3 GHz 이하인 경우 n=0, 1이다. 반송파 주파수가 3 GHz ~ 6 GHz인 경우 n=0, 1, 2, 3이다.
- Case B - 30 kHz SCS: 후보 SSB의 시작 심볼의 인덱스는 {4, 8, 16, 20} + 28*n으로 주어진다. 반송파 주파수가 3 GHz 이하인 경우 n=0이다. 반송파 주파수가 3 GHz ~ 6 GHz인 경우 n=0, 1이다.
- Case C - 30 kHz SCS: 후보 SSB의 시작 심볼의 인덱스는 {2, 8} + 14*n으로 주어진다. 반송파 주파수가 3 GHz 이하인 경우 n=0, 1이다. 반송파 주파수가 3 GHz ~ 6 GHz인 경우 n=0, 1, 2, 3이다.
- Case D - 120 kHz SCS: 후보 SSB의 시작 심볼의 인덱스는 {4, 8, 16, 20} + 28*n으로 주어진다. 반송파 주파수가 6 GHz보다 큰 경우 n=0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 18이다.
- Case E - 240 kHz SCS: 후보 SSB의 시작 심볼의 인덱스는 {8, 12, 16, 20, 32, 36, 40, 44} + 56*n으로 주어진다. 반송파 주파수가 6 GHz보다 큰 경우 n=0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8이다.
도 10은 단말이 DL 시간 동기에 관한 정보를 획득하는 것을 예시한다.
단말은 SSB를 검출함으로써 DL 동기를 획득할 수 있다. 단말은 검출된 SSB 인덱스에 기반하여 SSB 버스트 세트의 구조를 식별할 수 있고, 이에 따라 심볼/슬롯/하프-프레임 경계를 검출할 수 있다. 검출된 SSB가 속하는 프레임/하프-프레임의 번호는 번호는 SFN 정보와 하프-프레임 지시 정보를 이용하여 식별될 수 있다.
구체적으로, 단말은 PBCH로부터 10 비트 SFN(System Frame Number) 정보를 획득할 수 있다(s0~s9). 10 비트 SFN 정보 중 6 비트는 MIB(Master Information Block)로부터 얻어지고, 나머지 4 비트는 PBCH TB(Transport Block)으로부터 얻어진다.
다음으로, 단말은 1 비트 하프-프레임 지시 정보를 획득할 수 있다(c0). 반송파 주파수가 3GHz 이하인 경우, 하프-프레임 지시 정보는 PBCH DMRS를 이용하여 묵시적으로(implicitly) 시그널링 될 수 있다. PBCH DMRS는 8개의 PBCH DMRS 시퀀스들 중 하나를 사용함으로써 3 비트 정보를 지시한다. 따라서, L=4의 경우, 8개의 PBCH DMRS 시퀀스를 이용하여 지시될 수 있는 3 비트 중 SSB 인덱스를 지시하고 남는 1 비트는 하프-프레임 지시 용도로 사용될 수 있다
마지막으로, 단말은 DMRS 시퀀스와 PBCH 페이로드에 기반하여 SSB 인덱스를 획득할 수 있다. SSB 후보는 SSB 버스트 세트(즉, 하프-프레임) 내에서 시간 순서에 따라 0 ~ L-1로 인덱싱 된다. L = 8 또는 64인 경우, SSB 인덱스의 LSB(Least Significant Bit) 3 비트는 8개의 서로 다른 PBCH DMRS 시퀀스를 이용하여 지시될 수 있다(b0~b2). L = 64인 경우, SSB 인덱스의 MSB(Most Significant Bit) 3 비트는 PBCH를 통해 지시된다(b3~b5). L = 2인 경우, SSB 인덱스의 LSB 2 비트는 4개의 서로 다른 PBCH DMRS 시퀀스를 이용하여 지시될 수 있다(b0, b1). L = 4인 경우, 8개의 PBCH DMRS 시퀀스를 이용하여 지시할 수 있는 3 비트 중 SSB 인덱스를 지시하고 남는 1 비트는 하프-프레임 지시 용도로 사용될 수 있다(b2).
시스템 정보 획득
도 11은 시스템 정보(SI) 획득 과정을 예시한다. 단말은 SI 획득 과정을 통해 AS-/NAS-정보를 획득할 수 있다. SI 획득 과정은 RRC_IDLE 상태, RRC_INACTIVE 상태, 및 RRC_CONNECTED 상태의 단말에게 적용될 수 있다.
SI는 MIB(Master Information Block)와 복수의 SIB(System Information Block)으로 나눠진다. MIB와 복수의 SIB들은 다시 최소 SI (Minimum SI)와 다른 SI (Other SI)로 구분될 수 있다. 여기서, 최소 SI는 MIB와 SIB 1으로 구성될 수 있으며, 초기 접속을 위해 요구되는 기본 정보와 다른 SI를 획득하기 위한 정보를 포함한다. 여기서, SIB 1은 RMSI(Remaining Minimum System Information)로 지칭될 수 있다. 자세한 사항은 다음을 참조할 수 있다.
- MIB는 SIB1(SystemInformationBlockType1) 수신과 관련된 정보/파라미터를 포함하며 SSB의 PBCH를 통해 전송된다. 초기 셀 선택 시, 단말은 SSB를 갖는 하프-프레임이 20ms 주기로 반복된다고 가정한다. 단말은 MIB에 기반하여 Type0-PDCCH 공통 탐색 공간(common search space)을 위한 CORESET(Control Resource Set)이 존재하는지 확인할 수 있다. Type0-PDCCH 공통 탐색 공간은 PDCCH 탐색 공간의 일종이며, SI 메세지를 스케줄링 하는 PDCCH를 전송하는데 사용된다. Type0-PDCCH 공통 탐색 공간이 존재하는 경우, 단말은 MIB 내의 정보(예, pdcch-ConfigSIB1)에 기반하여 (i) CORESET을 구성하는 복수의 연속된 RB와 하나 이상의 연속된 심볼과 (ii) PDCCH 기회(즉, PDCCH 수신을 위한 시간 도메인 위치)를 결정할 수 있다. Type0-PDCCH 공통 탐색 공간이 존재하지 않는 경우, pdcch-ConfigSIB1은 SSB/SIB1이 존재하는 주파수 위치와 SSB/SIB1이 존재하지 않는 주파수 범위에 관한 정보를 제공한다.
- SIB1은 나머지 SIB들(이하, SIBx, x는 2 이상의 정수)의 가용성 및 스케줄링(예, 전송 주기, SI-윈도우 사이즈)과 관련된 정보를 포함한다. 예를 들어, SIB1은 SIBx가 주기적으로 방송되는지 on-demand 방식에 의해 단말의 요청에 의해 제공되는지 여부를 알려줄 수 있다. SIBx가 on-demand 방식에 의해 제공되는 경우, SIB1은 단말이 SI 요청을 수행하는데 필요한 정보를 포함할 수 있다. SIB1은 PDSCH를 통해 전송되며, SIB1을 스케줄링 하는 PDCCH는 Type0-PDCCH 공통 탐색 공간을 통해 전송되며, SIB1은 상기 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 통해 전송된다.
- SIBx는 SI 메세지에 포함되며 PDSCH를 통해 전송된다. 각각의 SI 메세지는 주기적으로 발생하는 시간 윈도우(즉, SI-윈도우) 내에서 전송된다.
빔 정렬(beam alignment)
도 12는 SSB의 멀티-빔 전송을 예시한다.
빔 스위핑은 TRP(Transmission Reception Point)(예, 기지국/셀)가 무선 신호의 빔 (방향)을 시간에 따라 다르게 하는 것을 의미한다 (이하에서, 빔과 빔 방향은 혼용될 수 있다). SSB는 빔 스위핑을 이용하여 주기적으로 전송될 수 있다. 이 경우, SSB 인덱스는 SSB 빔과 묵시적(implicitly)으로 링크된다. SSB 빔은 SSB (인덱스) 단위로 변경되거나, SSB (인덱스) 그룹 단위로 변경될 수 있다. 후자의 경우, SSB 빔은 SSB (인덱스) 그룹 내에서 동일하게 유지된다. 즉, SSB의 전송 빔 반향이 복수의 연속된 SSB에서 반복된다. SSB 버스트 세트 내에서 SSB의 최대 전송 횟수 L은 캐리어가 속하는 주파수 대역에 따라 4, 8 또는 64의 값을 가진다. 따라서, SSB 버스트 세트 내에서 SSB 빔의 최대 개수도 캐리어의 주파수 대역에 따라 다음과 같이 주어질 수 있다.
- For frequency range up to 3 GHz, Max number of beams = 4
- For frequency range from 3GHz to 6 GHz, Max number of beams = 8
- For frequency range from 6 GHz to 52.6 GHz, Max number of beams = 64
* 멀티-빔 전송이 적용되지 않는 경우, SSB 빔의 개수는 1개이다.
단말이 기지국에 초기 접속을 시도하는 경우, 단말은 SSB에 기반하여 기지국과 빔을 정렬할 수 있다. 예를 들어, 단말은 SSB 검출을 수행한 뒤, 베스트 SSB를 식별한다. 이후, 단말은 베스트 SSB의 인덱스(즉, 빔)에 링크된/대응되는 PRACH 자원을 이용하여 RACH 프리앰블을 기지국에게 전송할 수 있다. SSB는 초기 접속 이후에도 기지국과 단말간에 빔을 정렬하는데 사용될 수 있다.
채널 측정 및 레이트-매칭
도 13은 실제로 전송되는 SSB(SSB_tx)를 알려주는 방법을 예시한다.
SSB 버스트 세트 내에서 SSB는 최대 L개가 전송될 수 있으며, SSB가 실제로 전송되는 개수/위치는 기지국/셀 별로 달라질 수 있다. SSB가 실제로 전송되는 개수/위치는 레이트-매칭과 측정을 위해 사용되며, 실제로 전송된 SSB에 관한 정보는 다음과 같이 지시된다.
- 레이트-매칭과 관련된 경우: 단말-특정(specific) RRC 시그널링이나 RMSI를 통해 지시될 수 있다. 단말-특정 RRC 시그널링은 below 6GHz 및 above 6GHz 주파수 범위에서 모두 풀(full)(예, 길이 L) 비트맵을 포함한다. 반편, RMSI는 below 6GHz에서 풀 비트맵을 포함하고, above 6GHz에서는 도시된 바와 같이 압축 형태의 비트맵을 포함한다. 구체적으로, 그룹-비트 맵(8비트) + 그룹-내 비트맵(8비트)을 이용하여 실제로 전송된 SSB에 관한 정보가 지시될 수 있다. 여기서, 단말-특정 RRC 시그널링이나 RMSI를 통해 지시된 자원(예, RE)은 SSB 전송을 위해 예약되고, PDSCH/PUSCH 등은 SSB 자원을 고려하여 레이트-매칭될 수 있다.
- 측정과 관련된 경우: RRC 연결(connected) 모드에 있는 경우, 네트워크(예, 기지국)는 측정 구간 내에서 측정될 SSB 세트를 지시할 수 있다. SSB 세트는 주파수 레이어(frequency layer) 별로 지시될 수 있다. SSB 세트에 관한 지시가 없는 경우, 디폴트 SSB 세트가 사용된다. 디폴트 SSB 세트는 측정 구간 내의 모든 SSB를 포함한다. SSB 세트는 RRC 시그널링의 풀(full)(예, 길이 L) 비트맵을 이용하여 지시될 수 있다. RRC 아이들(idle) 모드에 있는 경우, 디폴트 SSB 세트가 사용된다.
도 14는 NR에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.
NR에서 상향링크 및 하향링크 전송은 프레임으로 구성된다. 무선 프레임은 10ms의 길이를 가지며, 2개의 5ms 하프-프레임(Half-Frame, HF)으로 정의된다. 하프-프레임은 5개의 1ms 서브프레임(Subframe, SF)으로 정의된다. 서브프레임은 하나 이상의 슬롯으로 분할되며, 서브프레임 내 슬롯 개수는 SCS(Subcarrier Spacing)에 의존한다. 각 슬롯은 CP(cyclic prefix)에 따라 12개 또는 14개의 OFDM(A) 심볼을 포함한다. 보통 CP가 사용되는 경우, 각 슬롯은 14개의 심볼을 포함한다. 확장 CP가 사용되는 경우, 각 슬롯은 12개의 심볼을 포함한다. 여기서, 심볼은 OFDM 심볼 (혹은, CP-OFDM 심볼), SC-FDMA 심볼 (혹은, DFT-s-OFDM 심볼)을 포함할 수 있다.
표 4는 보통 CP가 사용되는 경우, SCS에 따라 슬롯 별 심볼의 개수, 프레임 별 슬롯의 개수와 서브프레임 별 슬롯의 개수가 달라지는 것을 예시한다.
* N slot symb: 슬롯 내 심볼의 개수* N frame,u slot: 프레임 내 슬롯의 개수
* N subframe,u slot: 서브프레임 내 슬롯의 개수
표 5는 확장 CP가 사용되는 경우, SCS에 따라 슬롯 별 심볼의 개수, 프레임 별 슬롯의 개수와 서브프레임 별 슬롯의 개수가 달라지는 것을 예시한다.
NR 시스템에서는 하나의 단말에게 병합되는 복수의 셀들간에 OFDM(A) 뉴모놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)가 상이하게 설정될 수 있다. 이에 따라, 동일한 개수의 심볼로 구성된 시간 자원(예, SF, 슬롯 또는 TTI)(편의상, TU(Time Unit)로 통칭)의 (절대 시간) 구간이 병합된 셀들간에 상이하게 설정될 수 있다.
도 15는 NR 프레임의 슬롯 구조를 예시한다. 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 심볼을 포함한다. 예를 들어, 보통 CP의 경우 하나의 슬롯이 14개의 심볼을 포함하나, 확장 CP의 경우 하나의 슬롯이 12개의 심볼을 포함한다. 반송파는 주파수 도메인에서 복수의 부반송파를 포함한다. RB(Resource Block)는 주파수 도메인에서 복수(예, 12)의 연속한 부반송파로 정의된다. BWP(Bandwidth Part)는 주파수 도메인에서 복수의 연속한 (P)RB로 정의되며, 하나의 뉴모놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)에 대응될 수 있다. 반송파는 최대 N개(예, 4개)의 BWP를 포함할 수 있다. 데이터 통신은 활성화된 BWP를 통해서 수행되며, 하나의 단말한테는 하나의 BWP만 활성화 될 수 있다. 자원 그리드에서 각각의 요소는 자원요소(Resource Element, RE)로 지칭되며, 하나의 복소 심볼이 매핑될 수 있다.
도 16은 자기-완비(self-contained) 슬롯의 구조를 예시한다. NR 시스템에서 프레임은 하나의 슬롯 내에 DL 제어 채널, DL 또는 UL 데이터, UL 제어 채널 등이 모두 포함될 수 있는 자기-완비 구조를 특징으로 한다. 예를 들어, 슬롯 내의 처음 N개의 심볼은 DL 제어 채널을 전송하는데 사용되고(이하, DL 제어 영역), 슬롯 내의 마지막 M개의 심볼은 UL 제어 채널을 전송하는데 사용될 수 있다(이하, UL 제어 영역). N과 M은 각각 0 이상의 정수이다. DL 제어 영역과 UL 제어 영역의 사이에 있는 자원 영역(이하, 데이터 영역)은 DL 데이터 전송을 위해 사용되거나, UL 데이터 전송을 위해 사용될 수 있다. 일 예로, 다음의 구성을 고려할 수 있다. 각 구간은 시간 순서대로 나열되었다.
1. DL only 구성
2. UL only 구성
3. Mixed UL-DL 구성
- DL 영역 + GP(Guard Period) + UL 제어 영역
- DL 제어 영역 + GP + UL 영역
* DL 영역: (i) DL 데이터 영역, (ii) DL 제어 영역 + DL 데이터 영역
* UL 영역: (i) UL 데이터 영역, (ii) UL 데이터 영역 + UL 제어 영역
DL 제어 영역에서는 PDCCH가 전송될 수 있고, DL 데이터 영역에서는 PDSCH가 전송될 수 있다. UL 제어 영역에서는 PUCCH가 전송될 수 있고, UL 데이터 영역에서는 PUSCH가 전송될 수 있다. PDCCH에서는 DCI(Downlink Control Information), 예를 들어 DL 데이터 스케줄링 정보, UL 데이터 스케줄링 정보 등이 전송될 수 있다. PUCCH에서는 UCI(Uplink Control Information), 예를 들어 DL 데이터에 대한 ACK/NACK(Positive Acknowledgement/Negative Acknowledgement) 정보, CSI(Channel State Information) 정보, SR(Scheduling Request) 등이 전송될 수 있다. GP는 기지국과 단말이 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는 과정 또는 수신 모드에서 송신 모드로 전환하는 과정에서 시간 갭을 제공한다. 서브프레임 내에서 DL에서 UL로 전환되는 시점의 일부 심볼이 GP로 설정될 수 있다.
대역폭 파트 (Bandwidth Part, BWP)
NR 시스템에서는 하나의 반송파(carrier)당 최대 400 MHz까지 지원될 수 있다. 이러한 와이드밴드(wideband) 반송파에서 동작하는 UE가 항상 반송파 전체에 대한 무선 주파수(radio frequency, RF) 모듈을 켜둔 채로 동작한다면 UE 배터리 소모가 커질 수 있다. 혹은 하나의 와이드밴드 반송파 내에 동작하는 여러 사용 예(use case)들 (e.g., eMBB, URLLC, mMTC, V2X 등)을 고려할 때 해당 반송파 내에 주파수 대역별로 서로 다른 뉴머롤로지(예, 부반송파 간격)가 지원될 수 있다. 혹은 UE별로 최대 대역폭에 대한 능력(capability)이 다를 수 있다. 이를 고려하여 기지국은 와이드밴드 반송파의 전체 대역폭이 아닌 일부 대역폭에서만 동작하도록 UE에게 지시할 수 있으며, 해당 일부 대역폭을 대역폭 파트(bandwidth part, BWP)라 칭한다. 주파수 도메인에서 BWP는 반송파 상의 대역폭 파트 i 내 뉴머롤러지 μi에 대해 정의된 인접한(contiguous) 공통 자원 블록들의 서브셋이며, 하나의 뉴머롤로지(예, 부반송파 간격, CP 길이, 슬롯/미니-슬롯 지속기간)가 설정될 수 있다.
한편, 기지국은 UE에게 설정된 하나의 반송파 내에 하나 이상의 BWP를 설정할 수 있다. 혹은, 특정 BWP에 UE들이 몰리는 경우 부하 밸런싱(load balancing)을 위해 일부 UE들을 다른 BWP로 옮길 수 있다. 혹은, 이웃 셀들 간의 주파수 도메인 인터-셀 간섭 소거(frequency domain inter-cell interference cancellation) 등을 고려하여 전체 대역폭 중 가운데 일부 스펙트럼을 배제하고 셀의 양쪽 BWP들을 동일 슬롯 내에 설정할 수 있다. 즉, 기지국은 와이드밴드 반송파와 연관(associate)된 UE에게 적어도 하나의 DL/UL BWP를 설정해 줄 수 있으며, 특정 시점에 설정된 DL/UL BWP(들) 중 적어도 하나의 DL/UL BWP를 (물리 계층 제어 신호인 L1 시그널링, MAC 계층 제어 신호인 MAC 제어 요소(control element, CE), 또는 RRC 시그널링 등에 의해) 활성화(activate)시킬 수 있고 다른 설정된 DL/UL BWP로 스위칭할 것을 (L1 시그널링, MAC CE, 또는 RRC 시그널링 등에 의해) 지시하거나, 타이머 값을 설정하여 타이머가 만료(expire)되면 UE가 정해진 DL/UL BWP로 스위칭하도록 할 수도 있다. 이 때, 다른 설정된 DL/UL BWP로 스위칭할 것을 지시하기 위하여, DCI 포맷 1_1 또는 DCI 포맷 0_1을 사용할 수 있다. 활성화된 DL/UL BWP를 특히 활성(active) DL/UL BWP라고 한다. UE가 초기 접속(initial access) 과정에 있거나, 혹은 UE의 RRC 연결이 셋업 되기 전 등의 상황에서는 UE가 DL/UL BWP에 대한 설정(configuration)을 수신하지 못할 수도 있다. 이러한 상황에서 UE가 가정하는 DL/UL BWP는 초기 활성 DL/UL BWP라고 한다.
한편, 여기서 DL BWP는 PDCCH 및/또는 PDSCH 등과 같은 하향링크 신호를 송수신하기 위한 BWP이고, UL BWP는 PUCCH 및/또는 PUSCH 등과 같은 상향링크 신호를 송수신하기 위한 BWP이다.
NR 시스템에서는 하향링크 채널 및/또는 하향링크 신호가 활성(active) DL BWP (Downlink Bandwidth Part)내에서 송수신될 수 있다. 또한, 상향링크 채널 및/또는 상향링크 신호가 활성(active) UL BWP (Uplink Bandwidth Part) 내에서 송수신될 수 있다.
하향링크 채널 구조
기지국은 후술하는 하향링크 채널을 통해 관련 신호를 단말에게 전송하고, 단말은 후술하는 하향링크 채널을 통해 관련 신호를 기지국으로부터 수신한다.
(1) 물리 하향링크 공유 채널(PDSCH)
PDSCH는 하향링크 데이터(예, DL-shared channel transport block, DL-SCH TB)를 운반하고, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16 QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64 QAM, 256 QAM 등의 변조 방법이 적용된다. TB를 인코딩하여 코드워드(codeword)가 생성된다. PDSCH는 최대 2개의 코드워드를 나를 수 있다. 코드워드(codeword) 별로 스크램블링(scrambling) 및 변조 매핑(modulation mapping)이 수행되고, 각 코드워드로부터 생성된 변조 심볼들은 하나 이상의 레이어로 매핑된다(Layer mapping). 각 레이어는 DMRS(Demodulation Reference Signal)과 함께 자원에 매핑되어 OFDM 심볼 신호로 생성되고, 해당 안테나 포트를 통해 전송된다.
(2) 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH)
PDCCH는 하향링크 제어 정보(DCI)를 운반하고 QPSK 변조 방법이 적용된다. 하나의 PDCCH는 AL(Aggregation Level)에 따라 1, 2, 4, 8, 16 개의 CCE(Control Channel Element)로 구성된다. 하나의 CCE는 6개의 REG(Resource Element Group)로 구성된다. 하나의 REG는 하나의 OFDM 심볼과 하나의 (P)RB로 정의된다.
도 17은 하나의 REG 구조를 예시한다. 도 17에서, D는 DCI가 매핑되는 자원 요소 (RE)를 나타내고, R은 DMRS가 매핑되는 RE를 나타낸다. DMRS는 하나의 심볼 내 주파수 도메인 방향으로, RE #1, RE #5 및 RE #9에 매핑된다.
PDCCH는 제어 자원 세트(Control Resource Set, CORESET)를 통해 전송된다. CORESET는 주어진 뉴모놀로지(예, SCS, CP 길이 등)를 갖는 REG 세트로 정의된다. 하나의 단말을 위한 복수의 OCRESET는 시간/주파수 도메인에서 중첩될 수 있다. CORESET는 시스템 정보(예, MIB) 또는 단말-특정(UE-specific) 상위 계층(예, Radio Resource Control, RRC, layer) 시그널링을 통해 설정될 수 있다. 구체적으로, CORESET을 구성하는 RB의 개수 및 심볼의 개수(최대 3개)가 상위 계층 시그널링에 의해 설정될 수 있다.
각 CORESET을 위한 주파수 도메인 내 프리코더 입도 (precoder granularity)는 상위 계층 시그널링에 의해 다음 중 하나로 설정된다:
- sameAsREG-bundle: 주파수 도메인 내 REG 번들 크기와 동일함
- allContiguousRBs: CORESET 내부의 주파수 도메인 내 연속하는 RB들의 개수와 동일함
CORESET 내 REG들은 시간-우선 매핑 방식 (time-first mapping manner)에 기초하여 넘버링된다. 즉, REG들은 CORESET 내부의 가장-낮게 넘버링된 자원 블록 내 첫 번째 OFDM 심볼부터 시작하여 0부터 순차적으로 넘버링된다.
CCE에서 REG로의 매핑 타입은 비-인터리빙된 CCE-REG 매핑 타입 또는 인터리빙된 CCE-REG 매핑 타입 중 하나의 타입으로 설정된다. 도 18(a)는 비-인터리빙된 CCE-REG 매핑 타입을 예시하고, 도 18(b)는 인터리빙된 CCE-REG 매핑 타입을 예시한다.
- 비-인터리빙된(non-interleaved) CCE-REG 매핑 타입 (또는 localized 매핑 타입): 주어진 CCE를 위한 6 REG들은 하나의 REG 번들을 구성하고, 주어진 CCE를 위한 모든 REG들은 연속함. 하나의 REG 번들은 하나의 CCE에 대응함
- 인터리빙된 (interleaved) CCE-REG 매핑 타입 (또는 Distributed 매핑 타입): 주어진 CCE를 위한 2, 3 또는 6 REG들은 하나의 REG 번들을 구성하고, REG 번들은 CORESET 내에서 인터리빙됨. 1개 OFDM 심볼 또는 2개 OFDM 심볼로 구성된 CORESET 내 REG 번들은 2 또는 6 REG들로 구성되고, 3개 OFDM 심볼로 구성된 CORESET 내 REG 번들은 3 또는 6 REG들로 구성됨. REG 번들의 크기는 CORESET 별로 설정됨
도 19는 블록 인터리버를 예시한다. 위와 같은 인터리빙 동작을 위한 (블록) 인터리버(interleaver)의 행(row) 개수(A)는 2, 3, 6 중 하나로 설정된다. 주어진 CORESET을 위한 인터리빙 단위 (interleaving unit)의 개수가 P인 경우, 블록 인터리버의 열(column) 개수는 P/A와 같다. 블록 인터리버에 대한 쓰기(write) 동작은 하기 도 19과 같이 행-우선 (row-first) 방향으로 수행되고, 읽기(read) 동작은 열-우선(column-first) 방향으로 수행된다. 인터리빙 단위의 순환 시프트 (CS)는 DMRS를 위해 설정 가능한 ID와 독립적으로 설정 가능한 id에 기초하여 적용된다.
단말은 PDCCH 후보들의 세트에 대한 디코딩 (일명, 블라인드 디코딩)을 수행하여 PDCCH를 통해 전송되는 DCI를 획득한다. 단말이 디코딩하는 PDCCH 후보들의 세트는 PDCCH 검색 공간 (Search Space) 세트라 정의한다. 검색 공간 세트는 공통 검색 공간 (common search space) 또는 단말-특정 검색 공간 (UE-specific search space)일 수 있다. 단말은 MIB 또는 상위 계층 시그널링에 의해 설정된 하나 이상의 검색 공간 세트 내 PDCCH 후보를 모니터링하여 DCI를 획득할 수 있다. 각 CORESET 설정은 하나 이상의 검색 공간 세트와 연관되고(associated with), 각 검색 공간 세트는 하나의 COREST 설정과 연관된다. 하나의 검색 공간 세트는 다음의 파라미터들에 기초하여 결정된다.
- controlResourceSetId: 검색 공간 세트와 관련된 제어 자원 세트를 나타냄
- monitoringSlotPeriodicityAndOffset: PDCCH 모니터링 주기 구간 (슬롯 단위) 및 PDCCH 모니터링 구간 오프셋 (슬롯 단위)을 나타냄
- monitoringSymbolsWithinSlot: PDCCH 모니터링을 위한 슬롯 내 PDCCH 모니터링 패턴을 나타냄 (예, 제어 자원 세트의 첫 번째 심볼(들)을 나타냄)
- nrofCandidates: AL={1, 2, 4, 8, 16} 별 PDCCH 후보의 수 (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 중 하나의 값)을 나타냄
표 6은 검색 공간 타입별 특징을 예시한다.
표 7은 PDCCH를 통해 전송되는 DCI 포맷들을 예시한다.
DCI format 0_0은 TB-기반 (또는 TB-level) PUSCH를 스케줄링 하기 위해 사용되고, DCI format 0_1은 TB-기반 (또는 TB-level) PUSCH 또는 CBG(Code Block Group)-기반 (또는 CBG-level) PUSCH를 스케줄링 하기 위해 사용될 수 있다. DCI format 1_0은 TB-기반 (또는 TB-level) PDSCH를 스케줄링 하기 위해 사용되고, DCI format 1_1은 TB-기반 (또는 TB-level) PDSCH 또는 CBG-기반 (또는 CBG-level) PDSCH를 스케줄링 하기 위해 사용될 수 있다. DCI format 2_0은 동적 슬롯 포맷 정보 (예, dynamic SFI)를 단말에게 전달하기 위해 사용되고, DCI format 2_1은 하향링크 선취 (pre-Emption) 정보를 단말에게 전달하기 위해 사용된다. DCI format 2_0 및/또는 DCI format 2_1은 하나의 그룹으로 정의된 단말들에게 전달되는 PDCCH인 그룹 공통 PDCCH (Group common PDCCH)를 통해 해당 그룹 내 단말들에게 전달될 수 있다.
임의 접속(Random Access, RA) 과정
도 20은 임의 접속 과정의 일례를 예시한다. 특히 도 20은 경쟁 기반 임의 접속 과정을 예시한다.
먼저, UE가 UL에서 임의 접속 과정의 Msg1로서 임의 접속 프리앰블을 PRACH를 통해 전송할 수 있다.
서로 다른 두 길이를 가지는 임의 접속 프리앰블 시퀀스들이 지원된다. 긴 시퀀스 길이 839는 1.25 및 5 kHz의 부반송파 간격(subcarrier spacing)에 대해 적용되며, 짧은 시퀀스 길이 139는 15, 30, 60 및 120 kHz의 부반송파 간격에 대해 적용된다.
다수의 프리앰블 포맷들이 하나 또는 그 이상의 RACH OFDM 심볼들 및 서로 다른 순환 프리픽스(cyclic prefix) (및/또는 가드 시간(guard time))에 의해 정의된다. Pcell(Primary Cell)의 초기 대역폭에 관한 RACH 설정(configuration)은 셀의 시스템 정보에 포함되어 단말에게 제공된다. 상기 RACH 설정은 PRACH의 부반송파 간격, 이용 가능한 프리앰블들, 프리앰블 포맷 등에 관한 정보를 포함한다. 상기 RACH 설정은 SSB들과 RACH (시간-주파수) 자원들 간의 연관 정보를 포함한다. UE는 검출한 혹은 선택한 SSB와 연관된 RACH 시간-주파수 자원에서 임의 접속 프리앰블을 전송한다.
RACH 자원 연관을 위한 SSB의 임계값이 네트워크에 의해 설정될 수 있으며, SSB 기반으로 측정된 참조 신호 수신 전력(reference signal received power, RSRP)가 상기 임계값을 충족하는 SSB를 기반으로 RACH 프리앰블의 전송 또는 재전송이 수행된다. 예를 들어, UE는 임계값을 충족하는 SSB(들) 중 하나를 선택하고, 선택된 SSB에 연관된 RACH 자원을 기반으로 RACH 프리앰블을 전송 또는 재전송할 수 있다. 예를 들어, RACH 프리앰블의 재전송 시, 단말은 SSB(들) 중 하나를 재선택하고, 재선택된 SSB 에 연관된 RACH 자원을 기반으로 RACH 프리앰블을 재전송할 수 있다. 즉, RACH 프리앰블의 재전송을 위한 RACH 자원은, RACH 프리앰블의 전송을 위한 RACH 자원과 동일 및/또는 상이할 수 있다.
BS(기지국)가 UE로부터 임의 접속 프리앰블을 수신하면, BS는 임의 접속 응답(random access response, RAR) 메시지(Msg2)를 상기 UE에게 전송한다. RAR을 나르는 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH는 임의 접속(random access, RA) 무선 네트워크 임시 식별자(radio network temporary identifier, RNTI)(RA-RNTI)로 CRC 스크램블링 되어 전송된다. RA-RNTI로 CRC 스크램블링된 PDCCH를 검출한 UE는 상기 PDCCH가 나르는 DCI가 스케줄링하는 PDSCH로부터 RAR을 수신할 수 있다. UE는 자신이 전송한 프리앰블, 즉, Msg1에 대한 임의 접속 응답 정보가 상기 RAR 내에 있는지 확인한다. 자신이 전송한 Msg1에 대한 임의 접속 정보가 존재하는지 여부는 상기 UE가 전송한 프리앰블에 대한 임의 접속 프리앰블 ID가 존재하는지 여부에 의해 판단될 수 있다. Msg1에 대한 응답이 없으면, UE는 전력 램핑(power ramping)을 수행하면서 RACH 프리앰블을 일정 횟수 이내에서 재전송할 수 있다. UE는 가장 최근의 전송 전력, 전력 증분량 및 전력 램핑 카운터를 기반으로 프리앰블의 재전송에 대한 PRACH 전송 전력을 계산한다.
임의 접속 응답 정보는 단말이 전송한 프리앰블 시퀀스, 기지국이 임의접속을 시도한 단말기에게 할당한 임시 셀-RNTI (temporary cell-RNTI, TC-RNTI), 상향링크 전송 시간 조정 정보(Uplink transmit time alignment information), 상향링크 전송 전력 조정 정보 및 상향 링크 무선자원 할당 정보를 포함할 수 있다. 단말이 PDSCH 상에서 자신에 대한 임의 접속 응답 정보를 수신하면, 단말은 UL 동기화를 위한 타이밍 어드밴스(timing advance) 정보, 초기 UL 그랜트, TC-RNTI를 알 수 있다. 상기 타이밍 어드밴스 정보는 상향링크 신호 전송 타이밍을 제어하는 데 사용된다. UE에 의한 PUSCH/PUCCH 전송이 네트워크 단에서 서브프레임 타이밍과 더 잘 정렬(align)되도록 하기 위해, 네트워크(예, BS)는 단말로부터 수신되는 PRACH 프리앰블로부터 검출되는 타이밍 정보에 기반하여 타이밍 어드밴스 정보를 획득하고, 해당 타이밍 어드밴스 정보를 단말에 보낼 수 있다. 상기 UE는 임의 접속 응답 정보를 기반으로 상향링크 공유 채널 상에서 UL 전송을 임의 접속 과정의 Msg3로서 전송할 수 있다. Msg3은 RRC 연결 요청 및 UE 식별자를 포함할 수 있다. Msg3에 대한 응답으로서, 네트워크는 Msg4를 전송할 수 있으며, 이는 DL 상에서의 경쟁 해결 메시지로 취급될 수 있다. Msg4를 수신함으로써, UE는 RRC 연결된 상태에 진입할 수 있다.
한편, 경쟁-프리 임의 접속 과정은 UE가 다른 셀 혹은 BS로 핸드오버 하는 과정에서 사용되거나, BS의 명령에 의해 요청되는 경우에 수행될 수 있다. 경쟁-프리 임의 접속 과정의 기본적인 과정은 경쟁 기반 임의 접속 과정과 유사하다. 다만, UE가 복수의 임의 접속 프리앰블들 중 사용할 프리앰블을 임의로 선택하는 경쟁 기반 임의 접속 과정과 달리, 경쟁-프리 임의 접속 과정의 경우에는 UE가 사용할 프리앰블(이하 전용 임의 접속 프리앰블)이 BS에 의해 상기 UE에게 할당된다. 전용 임의 접속 프리앰블에 대한 정보는 RRC 메시지(예, 핸드오버 명령)에 포함되거나 PDCCH 오더(order)를 통해 UE에게 제공될 수 있다. 임의 접속 과정이 개시되면 UE는 전용 임의 접속 프리앰블을 BS에게 전송한다. 상기 UE가 상기 BS로부터 임의 접속 과정을 수신하면 상기 임의 접속 과정은 완료(complete)된다.
앞서 언급한 바와 같이 RAR 내 UL 그랜트는 UE에게 PUSCH 전송을 스케줄링한다. RAR 내 UL 그랜트에 의한 초기 UL 전송을 나르는 PUSCH는 Msg3 PUSCH로 칭하기도 한다. RAR UL 그랜트의 컨텐츠는 MSB에서 시작하여 LSB에서 끝나며, 표 8에서 주어진다.
TPC 명령은 Msg3 PUSCH의 전송 전력을 결정하는 데 사용되며, 예를 들어, 표 9에 따라 해석된다.
경쟁 프리 임의 접속 과정에서, RAR UL 그랜트 내 CSI 요청 필드는 UE가 비주기적 CSI 보고를 해당 PUSCH 전송에 포함시킬 것인지 여부를 지시한다. Msg3 PUSCH 전송을 위한 부반송파 간격은 RRC 파라미터에 의해 제공된다. UE는 동일한 서비스 제공 셀의 동일한 상향링크 반송파 상에서 PRACH 및 Msg3 PUSCH을 전송하게 될 것이다. Msg3 PUSCH 전송을 위한 UL BWP는 SIB1(SystemInformationBlock1)에 의해 지시된다.
구체적인 설명에 앞서, 도 21 내지 도 22를 참조하여, 본 개시의 실시 예에 따른 단말, 기지국의 동작 구현 예를 설명하고자 한다.
도 21은 본 개시에 따른 단말의 동작 구현 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 21을 참조하면, 단말은 PRACH(Physical Random Access Channel) 및 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)를 포함하는 메시지 A와 관련된 변환 프리코더(transform precoder)에 대한 제1 정보를 수신할 수 있다(S2101). 이후 단말은 상기 제1 정보에 기반하여, 상기 메시지 A를 상기 기지국으로 전송할 수 있으며(S2103), 상기 메시지 A에 대한 응답으로, 경쟁 해결(contention resolution) 정보를 포함하는 메시지 B를 수신할 수 있다(S2105). 이 때, S2101~S2105의 단말이 임의 접속 과정을 수행하는 구체적인 방법은 후술하는 실시 예들 및 특징들에 기반할 수 있다.
한편, 도 21의 단말은 도 26 내지 도 29에 개시된 다양한 무선 장치들 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, 도 21의 단말은 도 26의 제 1 무선 기기(100) 또는 도 27의 무선 기기(100, 200)일 수 있다. 다시 말해, 도 21의 동작 과정은 도 26 내지 도 29에 개시된 다양한 무선 장치들 중 어느 하나에 의해 수행되고 실행될 수 있다.
도 22는 본 개시에 따른 기지국의 동작 구현 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 22를 참조하면, 기지국은 PRACH(Physical Random Access Channel) 및 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)를 포함하는 메시지 A와 관련된 변환 프리코더(transform precoder)에 대한 제1 정보를 전송하고(S2201), 이후 기지국은 상기 제1 정보에 기반하여 전송된 상기 메시지 A를 수신할 수 있으며(S2203), 상기 메시지 A에 대한 응답으로, 경쟁 해결(contention resolution) 정보를 포함하는 메시지 B를 전송할 수 있다(S2205). 이 때, S2201~S2205의 기지국이 임의 접속 과정을 수행하는 구체적인 방법은 후술하는 실시 예들 및 특징들에 기반할 수 있다.
한편, 도 22의 기지국은 도 26 내지 도 29에 개시된 다양한 무선 장치들 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, 도 22의 기지국은 도 26의 제 2 무선 기기(200) 또는 도 27의 무선 기기(100, 200)일 수 있다. 다시 말해, 도 22의 동작 과정은 도 26 내지 도 29에 개시된 다양한 무선 장치들 중 어느 하나에 의해 수행되고 실행될 수 있다.
LTE 및/또는 NR 시스템에서 단말은 주어진 기지국 또는 셀로부터 직접적인 상향링크(uplink; UL) 전송을 스케줄 받지 않고도 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH Procedure)을 통해 UL 전송을 수행할 수 있다. 단말 관점에서 LTE 및/또는 시스템에서의 임의 접속 과정은, 1) 랜덤 액세스 프리앰블(Random Access preamble)의 전송, 2) 랜덤 액세스 응답(Random Access Response, RAR)에 해당하는 Message(Msg) 2의 수신, 3) 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)을 포함하는 Msg 3의 전송, 4) 경쟁 해결(contention resolution)에 대한 정보를 포함하는 Msg 4의 수신의 4-단계(4-step) 절차로 이루어진다.
여기서, Msg 2는 임의의 preamble을 수신한 기지국이, 해당 preamble을 전송한 단말이 Msg 3를 전송할 때 사용할 UL 자원을 할당하는 메시지이다. 단말은 Msg 3을 통해, 국제 이동 가입자 식별 번호(International Mobile Subscriber Identity; IMSI)나 임시 이동 가입자 식별 번호 (Temporary Mobile Subscriber Identity; TMSI) 등과 같은 자신의 식별 정보와 함께 연결 요청(connection request) 등에 대한 정보를 전송할 수 있다. Msg 3를 수신한 기지국은 Msg 4를 통해 해당 단말의 식별 정보 및 임의 접속에 필요한 정보들을 전송함으로써, 임의 접속 과정에서 서로 다른 단말들 간에 발생할 수 있는 충돌을 방지하고 해당 단말에 대한 임의 접속 절차를 완료할 수 있다.
기존 LTE 및 NR Rel-15에서의 RACH Procedure가 전술한 바처럼 4-step으로 구성되었던 것과 달리 새로 도입되는 NR Rel-16에서는, 4-step에 의한 절차 지연(processing delay)을 간소화하고 소형 셀(small cell) 또는 비면허 대역폭(unlicensed bandwidth)에서도 RACH Procedure가 활용될 수 있도록 2-단계(2-step)의 RACH Procedure에 대한 연구가 진행 중이다. 2-step RACH에서는, 기존 4-step RACH에서 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)을 포함하는 Message 3(Msg 3)를 전송하는 단계와 경쟁 해결(contention resolution) 메시지 등을 포함하는 Msg 4를 전송하는 단계가 생략되었다. 대신 임의 접속 절차의 첫 단계에서 단말은 preamble과 함께 Msg 3에 해당하는 메시지를 Msg A로서 바로 기지국에 전송하고, Msg A에 대한 응답으로 기지국은 RAR과 함께 Msg 4에 해당하는 메시지를 Msg B로서 단말에 전송한다. Msg B를 수신한 단말은 Msg B를 디코딩(decoding)하여 임의 접속 절차를 완료하고 이후 데이터 송수신을 수행하게 된다.
도 23은 2-step RACH의 기본적인 프로세스를 나타내는 도면이다. 도 23을 참조하면, 단말은 기지국으로부터 브로드캐스팅(broadcasting) 되는 시스템 정보에 포함된 RACH 전송 정보를 수신한 것을 바탕으로, 기지국에 대한 임의 접속 절차를 수행하기 위해 RACH preamble(또는 PRACH preamble)과 PUSCH를 포함한 Msg A를 전송한다(S2301). 이 때, RACH preamble과 PUSCH는 시간 도메인(time domain)에서 일정한 간격(gap)을 두고 전송되거나 연속되어 전송될 수 있으며, 해당 PUSCH에는 단말의 식별자(identifier; ID) 정보가 포함되어 있다. 기지국은 preamble을 검출하여(detection) RACH preamble로부터 해당 gap을 가진 PUSCH 또는 연속된 PUSCH를 예측하고 수신할 수 있게 된다. 기지국은 PUSCH를 통해 전송된 단말의 ID 정보에 기초하여 상위 계층(layer)로부터 접속 요청 및/또는 응답을 받은 뒤, Msg A에 대한 응답으로서 RAR, contention resolution 등의 정보를 포함한 Msg B를 단말에 전송하게 된다(S2303). 이후 단말의 Msg B에 대한 수신 여부에 따라, 단말은 기존 4-step RACH procedure에서 Msg 4를 수신하는 동작 이후와 동일 또는 유사하게 기지국에 대한 접속을 완료하고 기지국과 데이터를 송수신할 수 있게 된다(S2305).
이하에서는 2-step RACH procedure 상 단말의 메시지 A의 전송 및 메시지 B의 수신과 관련된 다양한 실시 예들을 기술할 수 있도록 한다.
실시 예1: 단말의 2-step RACH procedure 선택 방법
2-step RACH procedure에서는 단말이 기지국으로부터 Msg A PRACH와 관련된 응답을 받기 전에 Msg A PUSCH가 미리 전송되므로 4-step RACH procedure에서의 Msg 3과 달리 검출 가능성이 보장되지 않으며, 일반적으로 2-step RACH procedure를 지원하는 셀 커버리지(cell coverage)는 4-step RACH procedure를 지원하는 셀 커버리지와 다르거나, 커버리지의 범위가 작을 수 있다. 만약 2-step RACH procedure와 4-step RACH procedure를 모두 지원할 수 있는 단말이, 위와 같은 셀 커버리지의 구성 및 범위에 따른 차이로 인해 나타날 수 있는 낮은 품질의 채널 상태에 대한 고려 없이 2-step RACH procedure를 수행하기 위해 Msg A를 전송한다면, 채널 상황에 따라 Msg A에 대한 재전송이 필요한 경우가 빈번히 발생할 수 있다.
또한 이 때 4-step RACH procedure에서 Msg 1의 전송을 위해 preamble만 전송되는 것과 달리 2-step RACH procedure에서의 Msg A의 전송은 Msg A PRACH와 함께 Msg A PUSCH도 전송되므로, 단말은 Msg A에 대한 전송 또는 재전송을 수행할 시 Msg A PUSCH을 위해 할당되는 자원으로 인해 Msg 1을 전송 또는 재전송하는 경우 보다 더 많은 자원을 소모하게 된다.
위처럼 Msg A는 Msg 1 보다 재전송이 필요할 가능성이 높고 소모되는 자원 역시 Msg 1 보다 크므로, 단말과 기지국의 입장에서는 불필요하게 Msg A를 전송하여 자원을 낭비하거나 절차를 반복하는 것을 방지하여야 한다. 이를 위해, 2-step RACH procedure와 4-step RACH procedure를 모두 지원하는 단말이 어느 RACH procedure를 수행할 지 결정하기에 앞서 2-step RACH procedure를 시도할 수 있는지를 판단하는 기준이 단말과 기지국 사이에 설정될 수 있다. 즉, 단말이 2-step RACH procedure를 수행하기 위한 기준이 되는 임계 값(threshold)이 단말과 기지국 사이에 설정될 수 있다. 단말은 Msg A의 전송에 사용될 채널의 품질을 측정하고, 측정 품질이 상기 임계 값의 조건을 만족하는 경우 2-step RACH procedure를 시도하고 상기 임계 값의 조건을 만족하지 않는 경우 4-step RACH procedure를 시도할 수 있다. 이 때, 상기 임계 값은 2-step RACH procedure를 위한 RACH configuration( systeminformation 또는 RRC signaling)에 포함된 정보로서 기지국으로부터 단말에 전달될 수 있다.
일 예로, 단말은 기지국으로부터 상위 계층 신호를 통해 2-step RACH procedure의 수행과 관련된 임계 값을 수신할 수 있으며, SSB (Synchronization Signal Block) 또는 CSI-RS (Channel State Information-Reference Signal) 등과 같은 경로 손실(pathloss) 참조 신호의 참조 신호 측정 전력(Reference Signal Received Power; RSRP)을 측정할 수 있다. 단말은 측정한 RSRP 값이 미리 수신한 임계 값 이상인 경우 2-step RACH procedure를 선택하여 Msg A을 전송할 수 있으며, 반면 측정한 RSRP 값이 설정된 미리 수신한 임계 값 미만일 경우 4-step RACH procedure를 선택하여 Msg 1의 전송할 수 있다. 참조 신호의 RSRP 값이 일정 임계 값 이상이라면 해당 RSRP 측정이 수행된 채널은 일정 수준 이상의 채널 품질을 가질 것이므로, 이러한 경우에만 단말이 Msg A를 전송한다면 기지국의 Msg A PUSCH 디코딩 과정을 포함한 Msg A 수신 과정의 성공이 보장될 가능성이 높고, 반대로 Msg A의 재전송이 요구될 가능성은 낮아져 불필요한 자원 소모를 방지할 수 있다.
이 때 2-step RACH procedure를 지원하는 단말이 2-step RACH procedure 의 수행을 결정하기에 앞서 전송 채널의 RSRP 값을 측정하여 2-step RACH procedure 또는 4-step RACH procedure를 수행하는 상기 방법은, 단말이 데이터 송수신에 사용할 후보 빔(candidate beam)을 결정하는 데 있어 SSB 또는 QCL(Quasi Co-Location) 연계된 CSI-RS에 대한 RSRP 측정 값을 사용하는 것과 유사하게 이해될 수 있다. 2-step RACH procedure를 지원하는 단말은 기지국으로부터 상위 계층 신호를 통해 후보 빔 선택을 위한 SSB 또는 QCL 연계된 CSI-RS에 대한 임계 값을 수신할 수 있다. 단말은 사용 가능한 여러 SSB들 중 RSRP 측정 값이 미리 수신한 임계 값 이상인 SSB를 선택하고 그에 대응되는 후보 빔을 이용하거나, 또는 RSRP 측정 값이 미리 수신한 임계 값 이상인 CSI-RS에 대응되는 후보 빔을 이용하여 초기 접속을 시도할 수 있다.
또한 2-step RACH procedure를 지원하는 단말이 2-step RACH procedure 의 수행을 결정하기에 앞서 전송 채널의 RSRP 값을 측정하여 2-step RACH procedure 또는 4-step RACH procedure를 수행하는 상기 방법은 SUL (Supplementary Uplink) 캐리어(carrier)와 같은 주파수 대역에 대하여도 적용이 가능하다. 마찬가지로, SUL carrier에 대한 상기 방법의 적용은 단말이 SUL carrier를 통한 데이터 송수신에 사용할 후보 빔(candidate beam)을 결정하는 데 있어 SSB에 대한 RSRP 측정 값을 사용하는 것과 동일하게 이해될 수 있다.
실시 예2: 2-step RACH procedure 및 4-step RACH procedure 간 RACH Occasion (RO)의 공유
2-step RACH procedure에서 Msg A PRACH를 통해 전달되는 preamble의 구성과 4-step RACH procedure에서 Msg 1를 통해 전달되는 preamble의 구성은 기본적으로 크게 다르지 않은데, 여러 RACH procedure를 처리하는 기지국의 입장에서는 2-step RACH procedure 용으로 송수신되는 preamble과 4-step RACH procedure 용으로 송수신되는 preamble을 구별할 수 있어야 한다. 각 단말이 수행하고자 하는 RACH procedure가 서로 다를 수 있고, 하나의 단말이 수행하고자 하는 RACH procedure 역시 상황에 따라 달라질 수 있기 때문이다.
Preamble 전송 단계에서의 Msg 1과 Msg A PRACH의 구체적인 구별을 위해서는, 1) 2-step RACH procedure 및 4-step RACH procedure 간 서로 다른 RO들을 구성하여 그에 대응하는 preamble들을 구분하거나, 또는 2) 2-step RACH procedure 및 4-step RACH procedure 간 동일한 RO들을 공유하도록 하되 서로 다른 preamble들을 구성하여 구분하는 방안이 고려될 수 있다.
이 때 2-step RACH procedure와 4-step RACH procedure가 동일한 RO들을 공유하도록 구성된다면, 2-step RACH procedure를 수행하는 단말이 4-step RACH procedure를 위한 RACH configuration을 따라야 하는 상황이 발생할 수 있다. 단말이 설정 받은 전송 주기, preamble 포맷, 서브프레임 내 PRACH 슬롯의 수 등과 같은 RACH configuration은, preamble이 전송된 RO에 기반한 것이기 때문이다. 이 경우 2-step RACH procedure를 수행하는 단말은 자신이 기지국 근처에 위치하여 순환 시프트(cyclic shift)와 같은 관련 설정 파라미터가 달리 구성될 수 있음에도, 기존 4-step RACH procedure에서와 동일한 RACH configuration을 적용 받게 된다. 채널 상태가 좋은 경우에 시도되는 2-step RACH는 단일 preamble root index를 이용하여 생성할 수 있는 preamble의 수가 많아 별도의 순환 시프트를 설정해주는 것이 자원의 효율적인 사용을 위해 필요한데, 4-step RACH procedure에서와 동일한 RACH configuration을 적용 받는다면 적절한 순환 시프트에 대한 설정이 어려울 수 있다.
또한, 만약 2-step RACH procedure와 4-step RACH procedure가 동일한 RO들의 공유하는 경우 해당 RO들의 주기가 짧게 설정된다면, 해당 주기 내 Msg A PUSCH를 전송하기 위한 자원이 존재하지 못할 수 있어 2-step RACH procedure를 수행하는 단말이 Msg A를 전송하지 못하게 되는 결과가 발생할 수 있다.
따라서 2-step RACH procedure 및 4-step RACH procedure 간 RO의 할당 문제에 있어서는, 기본적으로 각 RACH procedure를 위해 서로 다른 RO들을 할당하여 구분하는 방안이 적절하다. 2-step RACH procedure 및 4-step RACH procedure가 동일한 RO들을 공유하도록 하되 구분되는 preamble을 사용하도록 하는 방안의 경우 서로 다른 RO들을 할당하여 구분하는 방안에 대한 부차적인 방안이 될 수 있으나, 전술한 문제들을 해결하기 위한 추가적인 논의가 요구된다.
실시 예3: Msg B의 수신 전 RAR 검출의 필요성
2-step RACH procedure의 경우 Msg B의 수신과 관련된 monitoring window 또는 contention resolution (CR) timer는 기존 4-step RACH procedure에서 사용되었던 CR timer의 길이와 유사하게 설정될 수 있으며, 따라서 기지국이 preamble 수신에 실패했더라도 단말은 길게 설정된 윈도우 또는 timer가 만료된 이후에 비로소 Msg A에 대한 재전송을 수행할 수 있다.
그러나 2-step RACH procedure에서 단말은 자신이 전송한 preamble에 대응되는 RACH Occasion (RO)에 기반하여 여전히 RAR을 포함한 Msg 2의 수신을 기대할 수 있으며, 이 때 4-step RACH procedure에서 RAR을 수신하기 위해 설정되는 모니터링 윈도우의 길이는 2-step RACH procedure에서 Msg B를 수신하기 위해 설정되는 모니터링 윈도우 또는 타이머의 길이보다 짧을 수 있다. 따라서 2-step RACH procedure에서 이러한 특징에 기반하여 기지국이 Msg A의 재전송 여부와 관련된 정보를 RAR에 포함시켜 전송한다면, 단말 입장에서는 Msg B를 위해 상대적으로 길게 설정된 윈도우 또는 timer가 만료될 때까지 기다릴 필요 없이 RAR을 수신한 것 만으로도 Msg A에 대한 재전송 여부를 결정할 수 있다. 이하에서는 구체적인 RAR의 활용법에 대하여 기술할 수 있도록 한다.
4-step RACH procedure에서 단말이 RAR을 수신하기 위한 모니터링 윈도우의 시작 시점이 PRACH의 전송 시점 이후인 점과 대응하여, 2-step RACH procedure에서 단말이 Msg B를 수신하기 위한 모니터링 윈도우 또는 타이머의 시작 시점은 Msg A PUSCH의 전송 시점 이후가 된다.
일반적으로 4-step RACH procedure에서 단말은 자신이 전송한 preamble에 대응되는 RAPID (Random Access Preamble Index)가 포함된 RAR을 수신하지 못하는 경우 Msg 1을 재전송하게 되는데, 이 때 RAR을 검출하기 위해 설정되는 모니터링 윈도우의 길이는 최대 10ms이다. 단말은 RAR 모니터링 윈도우의 종료 시점 이후 Msg 1의 재전송을 수행하므로, Msg 1에 대한 최초 전송 후 재전송을 위한 시간 간격의 최대 길이를 10ms로서 동일하게 설정하여도 Msg 1의 재전송 절차에 무리가 되지 않으며, 이에 따라 재전송에 소요되는 최대 시간 역시 길지 않게 된다.
반면 4-step RACH procedure의 RAR과 달리 2-step RACH procedure에서 Msg B는 RAR 뿐 아니라 Msg 4에 대응되는 경쟁 해결 정보를 전송하기 위한 메시지로서도 사용된다. 따라서 Msg B를 수신하기 위한 모니터링 윈도우 또는 타이머의 길이는 RAR 모니터링 윈도우의 길이뿐 아니라 CR timer의 길이까지 고려하여야 하며, 결국 Msg B를 수신하기 위한 모니터링 윈도우 또는 타이머의 최대 길이는 CR timer의 최대 길이와 같이 64ms까지 설정될 수 있다. 전술한 것과 같이 단말은 Msg B를 수신하기 위한 모니터링 윈도우 또는 타이머 구간이 종료된 이후 Msg A에 대한 재전송을 수행할 수 있는데, 위처럼 Msg B에 대한 모니터링 윈도우 또는 타이머의 길이는 경우에 따라 매우 길게 설정될 수 있어 Msg A에 대한 재전송에 소요되는 시간 역시 매우 커지는 문제가 발생할 수 있다.
도 24는 4-step RACH procedure에서 Msg 1의 재전송에 소요되는 시간과 2-step RACH procedure에서 Msg A의 재전송에 소요되는 시간을 비교하여 나타낸 도면이다. 도 24에서, 4-step RACH procedure 상 RAR 모니터링 윈도우의 최대 길이는 10ms로서 상대적으로 짧고 이에 따라 Msg 1의 재전송이 빨리 수행될 수 있는 반면, 2-step RACH procedure 상 Msg B의 타이머는 상대적으로 길게 설정될 수 있으며 이에 따라 Msg A의 재전송도 매우 늦게 수행될 수 있음을 알 수 있다. 결국 2-step RACH procedure에서 Msg A에 대한 재전송 요청이 발생하는 경우 4-step RACH procedure에서 Msg 1에 대한 재전송 요청이 발생하는 경우 보다 전체 임의 접속 절차의 소요 시간 역시 매우 커지는 문제가 발생할 수 있다.
이처럼 Msg A의 재전송에 많은 시간이 소모되는 것을 방지하기 위해, 기지국의 Msg A PRACH 검출 여부를 알려주는 정보 또는, 기지국의 Msg A PRACH 및 Msg A PUSCH 모두에 대한 검출 및 디코딩 여부를 알려주는 정보가 RAR에 포함되어 단말에 전달되는 방법을 고려할 수 있다. 다시 말해, 기지국에서 Msg A의 검출 결과에 대한 정보를 RAR을 통해 단말에 알려줄 수 있으며, 단말은 RAR을 수신하여 자신이 전송한 Msg A가 올바르게 기지국에서 수신됐는지를 알 수 있다. 다만 이 때 Msg A PRACH 및 Msg A PUSCH 모두에 대한 검출 및 디코딩 여부를 알려주는 정보가 RAR에 포함되어 단말에 전달되는 것은, 기지국에서 RAR 이전에 Msg A PRACH 및 Msg A PUSCH 모두에 대한 검출 및 디코딩 여부를 하드웨어적인 측면에서 물리적으로 전송할 수 있는 경우에 가능할 것이다.
만약 Msg A에 포함된 메시지들의 검출 또는 디코딩 여부에 대한 정보를 RAR을 통해 수신할 것을 단말이 항상 기대할 수 있고 RAR 모니터링 윈도우 이후 Msg A에 대한 재전송을 수행하도록 설정된다면, Msg B를 수신해야 하는 경우보다 Msg A의 재전송에 소요되는 시간이 감소할 수 있다. 즉, 단말은 Msg B의 모니터링 윈도우 또는 타이머 구간 보다 짧은 RAR의 모니터링 윈도우가 종료된 시점에서 Msg A를 재전송할 수 있으므로, Msg B의 모니터링 윈도우 또는 시간 구간이 종료된 시점에서 Msg A를 재전송하는 것보다 빨리 접속 절차를 재시도할 수 있다.
여기서, 단말은 Msg B 수신에 필요한 PDCCH를 검출하기 위해 설정되는 구간 동안 블라인드 디코딩을 항상 수행하게 되는데, 해당 구간 동안 단말은 preamble 전송에 사용되는 시간 및 주파수 자원(Time/Frequency resource)으로부터 계산된 RA-RNTI를 사용하여 Msg 2의 수신 역시 기대할 수 있다. 따라서 만약 Msg 2가 Msg B보다 단말에 먼저 전송되도록 설정된다면 Msg 2에 Msg A의 검출 또는 디코딩과 관련된 정보를 포함시켜도 단말이 해당 정보를 수신하는 데는 별다른 무리가 없으며, 이 경우 단말은 Msg B의 수신을 기다릴 필요가 없이 Msg A의 재전송을 시도할 수 있다.
실시 예4: Msg A PUSCH를 위한 변환 프리코더(Transfrom precoder)
5G NR의 2-step RACH procedure에서는 Msg A의 페이로드(payload) 전송을 위한 변환 프리코딩 방식으로 DFT-s-OFDM (Discrete Fourier Transform-spread-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식과 CP-OFDM (Cyclic Prefix-OFDM) 방식이 모두 지원될 수 있다. 이 중 특히 Msg A PUSCH와 관련해, 이하에서는 기존 4-step RACH procedure에서 사용되었던 Msg 3의 PUSCH에 대한 변환 프리코딩 방식 지시 방법을 참고하여 Msg A PUSCH에 대한 변환 프리코딩 방식 지시 방법을 살펴본다.
4-step RACH procedure에서는 PUSCH 전송을 위한 변환 프리코더를 지시하기 위해, msg3-transfromPrecoder와 같은 상향링크 공통 설정(UL common configuration) 파라미터 또는 transfromPrecoder와 같은 단말 특정 PUSCH 파라미터의 두 가지 타입의 파라미터들이 사용될 수 있다. 기본적으로 Msg A PUSCH가 Msg 3와 유사한 구성을 취하고 있는 점을 생각한다면, 2-step RACH procedure의 Msg A PUSCH의 변환 프리코더를 지시하기 위해서는 위 두 가지 타입의 파라미터들 중 상향링크 공통 설정 파라미터를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
또한 Msg A PUSCH의 변환 프리코더를 지시하기 위해 기존 4-step RACH procedure의 랜덤 액세스 파라미터를 사용하는 방안 역시 추가적으로 고려할 수 있다. 이 때, 보통의 경우 기지국으로부터 인접한 거리 내의 단말들이 2-step RACH procedure를 수행하게 될 것이므로, 기존의 랜덤 액세스 파라미터를 사용하는 것이 지원된다 하더라도 2-step RACH procedure를 위한 별도의 설정 파라미터를 구성하는 것이 필요할 수 있다. 즉, Msg A PUSCH의 전송을 위한 변환 프리코더를 지시하기 위해 기본적으로 2-step RACH procedure만을 위한 별도의 설정 파라미터가 구성되어 이에 따라 변환 프리코더를 지시하되, 별도의 설정 파라미터가 구성되지 않는 경우 기존 4-step RACH procedure의 랜덤 액세스 파라미터를 통해 변환 프리코더를 지시하는 것이 바람직할 수 있다.
일 예로, 2-step RACH procedure를 수행하는 단말은 Msg 3의 PUSCH 전송을 위한 변환 프리코더를 지시하는 데 사용되는 파라미터를 여전히 기지국으로부터 수신할 수 있으며, Msg A PUSCH 전송을 위한 변환 프리코더를 지시하는 데 사용되는 파라미터 역시 수신할 수 있다. 단말이 Msg A PUSCH 전송을 위한 변환 프리코더를 지시하는 데 사용되는 파라미터를 올바르게 수신하였다면, 단말은 해당 파라미터가 지시하는 변환 프리코딩 방식이 Msg A에 적용되는 것으로 판단할 수 있다. 반면 Msg A PUSCH 전송을 위한 변환 프리코더를 지시하는 데 사용되는 파라미터를 수신하지 못했다면, 단말은 별도로 수신한 Msg 3의 PUSCH 전송을 위한 변환 프리코더를 지시하는 데 사용되는 파라미터가 지시하는 변환 프리코딩 방식이 Msg A의 전송에 적용되는 것으로 판단할 수 있다.
실시 예5: 다중 PUSCH configurations의 지원 메커니즘
Msg A PUSCH 전송 자원의 유연한 활용을 위해 다중(multiple) PUSCH configurations를 지원하는 방안이 고려될 수 있으며, 이를 통해 상대적으로 높은 MCS (Modulation and Coding Scheme) 레벨에 기반하여 Msg A PUSCH를 전송하고 더 많은 정보를 Msg A PUSCH에 포함시켜 전송할 수 있다. 다중 PUSCH configurations가 지원되는 경우 단말은 복수의 configurations 중 Msg A PUSCH를 위해 사용할 관련 파라미터들을 직접 결정할 수 있을 것이므로, 이에 대응하여 기지국은 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information; UCI) 또는 RAPID 등을 통해 결정된 파라미터들에 대한 정보를 수신하고 수신한 정보에 바탕하여 Msg A PUSCH를 디코딩하는 것이 필요하다.
Msg A PUSCH 전송을 위해 결정된 파라미터들에 대한 정보를 UCI를 통해 전달하는 방법은 2-step RACH procedure를 위해 지원 가능한 MCS 레벨이 높을수록 또는 TBS (Transport Block Set)의 수가 많을수록 효과적이라는 장점이 있으나, 기지국 입장에서 Msg A PUSCH 수신을 위해 UCI 관련 자원을 디코딩 해야 함에 따른 절차 지연의 문제가 발생할 수 있는 단점이 존재한다. Msg A PUSCH 전송을 위해 결정된 파라미터들에 대한 정보를 연관된 RAPID를 통해 전달하는 방법은 기지국은 PRACH를 검출하면 관련 정보를 바로 획득할 수 있다는 장점이 있으나, UCI를 활용하는 방법 보다 전달 가능한 정보량이 적다는 단점이 있다.
다만 현 Rel.16 2-step RACH procedure의 도입 단계에서는 지원 가능한 페이로드 크기의 수, MCS 또는 TBS 등에 대한 논의가 아직 확정되지 않은 바, 단말이 Msg A PUSCH를 위해 결정할 파라미터들에 대한 정보를 UCI 또는 RAPID를 통해 전송하는 상기 방법들은 얼마나 많은 타입의 PUSCH configurations이 지원될 수 있는 지가 결정된 후 다뤄져야 할 것으로 보인다.
실시 예6: Msg A의 전송 빔 선택(Tx beam selection)
2-step RACH procedure에서의 Msg A 전송은 Msg A PRACH 및 Msg A PUSCH의 전송을 모두 포함하므로, Msg A를 전송하기 위해서는 Msg A PRACH 및 Msg A PUSCH 모두에 대한 빔 선택 또는 공간 필터(spatial filter)의 선택이 고려되어야 한다.
이를 위해, 1) Msg A PRACH와 Msg A PUSCH가 서로 동일한 Tx 빔 또는 spatial filter를 사용하도록 하는 방안, 2) 단말의 결정에 따라 Msg A PRACH와 Msg A PUSCH가 서로 동일하거나 다른 Tx 빔 또는 spatial filter를 사용하도록 하는 방안, 또는 3) 네트워크의 지시 또는 보조에 따라 Msg A PRACH와 Msg A PUSCH가 서로 동일하거나 다른 Tx 빔 또는 spatial filter를 사용하도록 하는 방안 등이 논의되고 있다.
만약 Msg A PRACH 및 Msg A PUSCH 사이의 전송 시간 간격이 짧다면 해당 시간 간격 동안 빔 또는 채널의 품질이 떨어질 가능성이 낮으므로, 단말의 입장에서는 굳이 각 신호들의 전송을 위해 짧은 시간 간격 동안 빔을 변경해야 하는 부담을 가질 필요가 없으며 선택된 Tx beam 또는 spatial filter를 계속 유지하는 것이 적절할 수 있다. 그러나 Msg A PRACH 및 Msg A PUSCH 사이의 전송 시간 간격이 길어진다면 빔 또는 채널의 품질이 유의미하게 변화할 수 있는데, 품질이 떨어지거나 떨어질 것이 예상되는 경우에도 각 신호들의 전송을 위해 동일한 Tx beam 또는 spatial filter를 유지하는 것은 단말과 기지국 간 신호 송수신에 문제가 될 수 있다.
따라서 단말과 기지국 사이의 Msg A의 송수신 품질을 보장하기 위해서는 상기 방안들 중 단말이 Msg A PRACH와 Msg A PUSCH에 대한 Tx 빔 또는 spatial filter를 유연하게 결정할 수 있는 2) 방안이 바람직할 수 있다. 2) 방안의 경우 현 Rel.16 표준 상의 2-step RACH procedure에서 논의된 사항은 아니나, 4-step RACH procedure에서 단말이 Msg 1과 Msg 3의 전송에 대해 서로 동일하거나 다른 Tx 빔 또는 spatial filter를 사용할 지를 결정할 수 있는 점에 대응되는 것으로 볼 수 있다.
실시 예7: Msg A의 전송 전력 제어
(1) Msg A PRACH의 초기(initial) 전송 전력 제어
2-step RACH procedure의 Msg A PRACH의 전송 전력 제어를 위하여, 기존 4-step RACH procedure의 Msg 1를 위한 전력 설정 파라미터의 활용 여부가 검토될 수 있다. Msg 1의 전력 설정 파라미터 활용과 관련하여 특히, 1) Msg 1과 구별되는 별도의 전력 설정 파라미터를 Msg A PRACH를 위해 구성하여 해당 파라미터에 따라 Msg A PRACH의 전송 전력을 제어하되, Msg A PRACH를 위한 별도의 전력 설정 파라미터가 구성되지 않는 경우 Msg 1의 전력 설정 파라미터를 따라 Msg A PRACH의 전송 전력을 제어하는 방안이 고려될 수 있다. 또는, 2) Msg A PRACH를 위한 별도의 전력 설정 파라미터를 구성하지 않고 처음부터 Msg 1을 위해 구성되는 전력 설정 파라미터에 따라 Msg A PRACH의 전송 전력 역시 제어하는 방안 역시 고려될 수 있다.
만약 Msg A PRACH에 대해 기존 Msg 1과 동일한 목표 수신 전력이 적용된다면, Msg 1과 비교하여 Msg A의 수신을 위해 더 많은 시간/주파수 자원 및 더 큰 소비 전력이 소모됨에도 불구하고 해당 자원들에서의 Msg A의 검출 가능성은 기존 Msg 1의 검출 가능성과 별다른 차이가 없을 수 있다. 이 경우 기지국이 Msg A의 PRACH를 성공적으로 검출하지 못한다면 단말의 전력 소비(consumption) 및 전체 RACH Procedure에 소요되는 시간이 증가하는 셈이 되고, 단말과 기지국은 2-step RACH Procedure의 빠른 접속에 대한 이점을 활용하지 못하는 결과가 되어 2-step RACH Procedure의 수행 필요성이 떨어지게 된다.
따라서 Msg A PRACH에 대해 기존 Msg 1과 동일한 전력 제어 설정이 적용되어 불필요한 전력 소비 및 절차 지연이 발생하는 것을 방지하고 2-step RACH Procedure의 이점을 살리기 위해서는, Msg A PRACH의 전송에 Msg 1과 다른 독립적인 전력 제어 설정을 적용하는 방안이 적절할 수 있다. 특히, 전술했듯 Msg A PRACH의 전송을 위해서는 Msg 1의 전송 보다 더 많은 자원과 전력이 소모되는 점을 감안하여, Msg A PRACH를 위해 할당되는 초기 전송 전력(initial transmission power)을 최소한 Msg 1에 설정되는 초기 전송 전력 보다 높게 설정하는 것이 바람직할 수 있다. 즉, Msg 1에 설정된 초기 전송 전력보다 높은 값으로서 Msg A PRACH의 전송을 위한 초기 전송 전력 값을 별도 설정하고 적용하는 방안이 2-step RACH Procedure에서의 효율적인 전력 관리를 위해 바람직할 수 있으며, 이를 통해 단말과 기지국은 Msg A 검출에 있어 기존 Msg 1 보다 높은 preamble 검출 가능성을 기대할 수 있다.
(2) Msg A PUSCH의 초기 전송 전력 제어
3GPP TS 38.213 표준에 따르면 4-step RACH Procedure에서 특정 PUSCH Occasion (PO)에 기반한 PUSCH를 포함하는 Msg 3 의 전송 전력은 아래의 PUSCH 전송 전력 수식에 기반하여 결정된다.
RAR에 포함된 상향링크 그랜트(UL grant)에 따라 Msg 3을 통한 PUSCH 전송이 스케줄링 될 경우, 위 수식을 구성하는 파라미터 중 셀 공통 인자와 단말 별로 설정되는 단말 특정 인자의 합으로 구성되는 
값은 목표 수신 전력( preamblereceivedtargetpower, 
) 및 Msg3-delta preamble( 
) 오프셋 값에 의해 결정되며, 결정된 
값에 따라 수식이 활용되어 Msg 3의 전송 전력이 결정된다.
기존 4-step RACH Procedure에서의 Msg 3을 위한 전력 제어 설정은 기본적으로 랜덤 액세스 응답(Random Access Response; RAR)과 같은 기지국의 피드백을 기반으로 적용되었기에, 앞서 언급한 Msg 3의 전력 제어 설정을 기지국의 피드백 전 전송되는 Msg A PUSCH에 대해 동일하게 적용하는 것은 부적절할 수 있다. 이하에서는, 프리앰블 오프셋, 각 resource element에 전송되는 비트들에 대한 SINR(Signal Interference plus Noise Ratio)을 만족시키기 위한 Msg A PUSCH 전송 포맷 오프셋 조정 값( 
), 경로 손실 지수(path loss exponent factor, 
) 및 PUSCH 전력 제어 조정 상태(power control adjustment state, f) 등 Msg A PUSCH의 적절한 전송을 위해 설정될 수 있는 전력 제어 설정 인자들에 대하여 기술한다.
1) 프리앰블 오프셋
프리앰블 오프셋은 PUSCH 전송 전력 수식을 구성하는 인자들 중 
를 결정하는 데 사용되는 값이다. 전술한 Msg 3의 경우를 일 에로 들면, 일반적인 PUSCH 전송에 사용되는 
에 Msg 3 전송을 위해 구성된 프리앰블 오프셋 
를 더하여 
를 구성하게 되고, 해당 인자를 바탕으로 전송 전력을 계산하게 된다. Msg A PUSCH의 전송 전력 계산에서도 비슷한 방법으로 
에 프리앰블 오프셋 값을 더하여 
를 결정할 수 있는데, 이 때 사용될 수 있는 프리앰블 오프셋 값은 다음과 같다.
먼저 1) 2-step RACH Procedure에서 Msg A PUSCH를 위해 별도로 프리앰블 오프셋을 구성하여 해당 프리앰블 오프셋 값을 사용할 수 있으며, 2) 3GPP TS 표준 Rel.15의 Msg3-delta preamble 
값을 프리앰블 오프셋으로서 Msg A PUSCH에도 동일하게 사용하거나, 또는 3) 
값에 추가 보정(delta) 값을 더한 값을 프리앰블 오프셋으로서 사용하는 방안들을 생각해볼 수 있다.
상기 기술된 프리앰블 오프셋을 논의하기 위하여는 비교가 되는 기준 값에 대한 명확한 설정이 필요하다. 즉, Msg A PRACH의 경우 Msg 1과 다른 별개의 전력 제어 설정이 가능하며, Msg A PUSCH는 Msg A PRACH와 함께 전송되는 메시지이기 때문에 함께 전송되는 Msg A PRACH의 전송 전력에 대한 고려 없이 Msg A PUSCH의 전송 전력을 설정하는 것은 전력 관리 측면에서 비효율적일 수 있으며 전송 전력에 대한 별도의 설정에 따른 부담 역시 발생할 수 있다.
따라서 위와 같은 관점에서 오프셋으로 사용되는 파라미터들을 정의하기 위해, 전술한 목표 수신 전력 파라미터 
는 2-step RACH procedure에서 전용으로 사용되는 인자로서 2steppreamblereceivedtargetpower( 
)와 같이 이해, 적용되는 것이 적절할 수 있다.
또한 이 때 오프셋을 적용하는 대상 자체가 4-step RACH Procedure의 메시지에 해당하는 Msg 3이 아닌 2-step RACH Procedure의 메시지에 해당하는 Msg A PUSCH로 바뀐 점을 감안한다면, 프리앰블 오프셋 결정에 4-step RACH Procedure에서 사용되는 인자인 
와 같은 인자가 활용되는 것은 다소 불필요한 연산을 발생시킬 수 있다. 결국 Msg A PUSCH에 대한 프리앰블 오프셋은 Msg 3와 관련된 인자가 아닌, 함께 전송되는 Msg A PRACH와 관련된 인자로서 결정되는 것이 바람직할 수 있다. 즉, Msg A PUSCH 전송 전력 수식이 Msg A PRACH의 전송 전력을 올바르게 반영할 수 있도록 하여야 하며, 이를 위해서는 상기 수식의 파라미터 
값이 Msg A의 목표 수신 전력( 
)과 MsgA-delta preamble( 
) 값의 합으로 결정되고 결정된 
값에 따른 수식을 활용하는 것이 적절할 수 있다. 단말과 기지국은 Msg A PRACH 및 Msg A PUSCH 간 관계에 기반한 파라미터 
를 2-step RACH Procedure를 위한 새로운 오프셋으로서 설정할 수 있으며, 이 오프셋에 기반하여 Msg A PUSCH의 전송 전력을 계산할 수 있다.
2) Msg A PUSCH 전송 포맷 오프셋 조정 값( 
)
Msg A PUSCH를 위한 
를 구성하기 위하여는, 4-step RACH procedure와 별도로 설정된 2-step RACH procedure 용 deltaMCS 값을 활용하거나, 또는 4-step RACH procedure를 위해 설정된 deltaMCS를 활용하는 방안들을 고려해볼 수 있다.
실시 예5에서 기술한 바처럼 Msg A PUSCH 전송 자원의 유연한 활용을 위해서는 다양한 시간/주파수 자원 및 MCS 레벨에 기반하는 다중 PUSCH configurations가 지원될 수 있다. 기본적으로 deltaMCS 파라미터는 deltaMCS를 적용할 지 여부를 지시하고 RRC에 의해 주어지는 셀 특정(cell specific) 파라미터인 점을 고려한다면, 다중 PUSCH configurations가 지원되는 상황에서 단말과 기지국은 4-step RACH procedure를 위해 설정된 deltaMCS를 재활용하는 것이 더 적절할 수 있다. 4-step RACH procedure와 별도로 설정된 2-step RACH procedure 용 deltaMCS 값을 사용할 경우, deltaMCS를 별도로 설정함에 따른 이점이 별달리 없음에도 신호 처리에 대한 오버헤드(overhead)는 증가할 수 있기 때문이다.
3) 경로 손실 지수( 
)
2-step RACH procedure에서 
의 값에 따라 경로 손실을 보상할 수 있는 방안으로, 1) 
=1로 설정하여 전체 경로 손실에 대한 보상을 반영하거나, 2) 4-step RACH procedure와 별도로 설정된 2-step RACH procedure 용 
값을 활용하여 부분적인 경로 손실에 대한 보상을 반영하거나, 또는 3) 4-step RACH procedure와 동일하게 Msg3-alpha 값을 활용하여 부분적인 경로 손실에 대한 보상을 반영할 수 있다.
2-step RACH procedure에서 기지국은 접속 상태의 단말이 아닌 다른 단말들의 위치를 측정하거나 각 단말들에 관련 정보를 전송할 수 없으므로, Msg A PUSCH 전송과 관련된 경로 손실 지수의 경우 
=1로 설정하여 전체 경로 손실에 대한 보상을 반영하는 것이 바람직할 수 있다.
4) PUSCH 전력 제어 조정 상태(f)
PUSCH 전력 제어 조정 상태를 나타내는 f 값은 TPC (Transmit Power Control) 지시 값 및 상위 계층의 요청에 의한 전체 전력 램프-업(ramp-up) 값으로 구성된다. 2-step RACH procedure에서는 Msg A의 전송을 위해 개루프 전력 제어(open loop power control)가 지원되므로, f를 결정하기 위해 TPC 지시 값은 고려될 필요가 없다.
다만 전체 전력 램프-업 크기의 경우 램핑 스텝 크기(ramping step size)로서 f의 결정에 여전히 고려되어야 하며, 그 크기는 첫 Msg A PUSCH 전송부터 현재 Msg A PUSCH 전송 사이의 전력 차이에 따라 결정되거나, 또는 첫 Msg A PRACH 전송부터 가장 최근의 Msg A PRACH 전송 사이의 전력 차이에 의해 결정되도록 할 수 있다. 여기서, 첫 Msg A PUSCH 전송부터 현재 Msg A PUSCH 전송 사이의 전력 차이에 따라 Msg A PUSCH의 램핑 스텝 크기를 결정하는 것은 Msg A PUSCH에 대한 독립적인 램핑 스텝 크기를 구성하는 것으로 이해될 수 있다. 반면 첫 Msg A PRACH 전송부터 가장 최근의 Msg A PRACH 전송 사이의 전력 차이에 따라 Msg A PUSCH의 램핑 스텝 크기를 결정하는 것은, Msg A PRACH에 설정된 램핑 스텝 크기와 동일하게 Msg A PUSCH에 대한 램핑 스텝 크기를 구성하는 것으로 이해될 수 있다.
Msg A PUSCH가 Msg A PRACH 이후 동일한 Msg A로서 연속적으로 전송이 되는 신호라 하더라도, 해당 Msg A에 포함된 PRACH 및 PUSCH에 대한 검출 및 충돌 가능성은 항상 동일하지 않을 수 있다. 예를 들어, 복수의 단말들이 동시에 하나의 RACH Occasion을 통해 PRACH preamble들을 전송한다 하더라도, 각 PRACH preamble에 대한 PUSCH 자원은 개별적으로 할당된 것일 수 있으며, 따라서 각 단말의 Msg A에 대한 기지국의 검출 및 충돌 가능성은 각각 다를 수 있다. 이처럼 Msg A에 대한 검출 및 충돌 가능성은 상황마다 달라질 수 있으므로, Msg A PUSCH의 램핑 스텝 크기를 Msg A PRACH와 같은 값으로 설정하기 보다는 Msg A PRACH의 램핑 스텝 크기와 상관 없이 독립적인 램핑 스텝 크기를 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
(3) Msg A PRACH/PUSCH 재전송 전력 제어
2-step RACH procedure의 Msg A PRACH와 Msg A PUSCH의 전송 전력을 다루는 문제에 있어 상기 기술한 초기 전송에 대한 전력 설정뿐 아니라 재전송에 대한 전력 설정 역시 논의될 필요가 있으며, 여기서 재전송 전력 설정을 위해서는 램핑 스텝 크기 및 카운터(counter) 등과 같은 요소들을 살펴보아야 한다.
우선 전력 제어를 위한 램핑 스텝 크기의 경우, 기존 Msg 1과 비교하여 Msg A의 (재)전송을 위해 더 많은 시간/주파수 자원 및 더 큰 소비 전력이 소모되므로, 기지국은 상황에 맞게 램핑 스텝 크기를 유동적으로 활용하여 효율적인 자원 활용을 도모할 수 있다. 예를 들어, 기지국에 대한 단말의 보다 빠른 접속을 도모하기 위해서는 Msg A PRACH를 위한 램핑 스텝 크기를 기존 Msg 1에서의 램핑 스텝 크기 보다 큰 값을 가지도록 별도로 구성하는 것이 적절할 수 있다. 이를 위해서는 Msg A PRACH를 위해 독립적인 전력 제어 설정을 구성하는 전술한 실시 예들에서 언급된 방법들이 요구될 수 있다.
한편 전력 제어를 위한 램핑 카운터에 대하여, 기본적으로 Msg A의 재전송이 자원 및 전력 측면에서 단말에 부담이 되고 비효율적인 자원 활용을 야기하므로, 2-step RACH procedure에서 Msg A의 재전송을 위한 램핑 카운터는 4-step RACH procedure의 Msg 1과 별도로 설정될 필요가 있다.
2-step RACH procedure에서 Msg A의 재전송 전력 제어를 위한 램핑 카운터는 Msg A의 재전송이 반복되면서 그 값이 증가한다. 만약 Msg A의 재전송에 대한 최대 횟수를 지시하는 카운터가 만료된다면 2-step RACH procedure를 시도했던 단말은 4-step RACH procedure로 폴백(fall-back)하여 Msg 1 전송을 시도하게 된다. 즉, 단말은 2-step RACH procedure에 대한 재전송 최대 횟수를 채울 경우 4-step RACH procedure로 스위칭(switching) 하게 된다. 이 때 Msg 1 (재)전송을 위한 전력 제어에 사용되는 램핑 카운터는 Msg A의 재전송에 사용 되었던 램핑 카운터와 동일한 값이 유지되거나 또는 더 증가된 값으로서 구성될 수 있다. 여기서, 최대 횟수를 지시하는 카운터는 Msg A에 대한 전송의 횟수와 관련된 카운터이며, 램핑 카운터는 Msg A에 대한 전력 제어와 관련된 카운터로서 구별될 수 있다.
단말이 Msg A의 전송에 계속하여 실패할 경우 Msg A의 재전송을 반복함에 따라 Msg A를 통한 프리앰블 전송을 위해 구성되었던 램핑 카운터의 값 역시 증가하게 되는데, Msg A의 재전송 횟수는 그 최대 횟수를 지시하는 카운터에 따를 수 있으므로 램핑 카운터의 최대 값 역시 최대 재전송 횟수만큼 증가할 수 있다. 또는 Msg A의 최대 재전송 횟수를 다 채우지 않고도 단말 또는 기지국의 다른 사정으로 인해 Msg A의 전송에서 Msg 1의 전송으로 폴백하게 된다 하더라도, 램핑 카운터는 Msg A에 대한 재전송이 수행되었던 횟수만큼 증가한다. 이 때 Msg A에 대한 일정 횟수의 재전송 이후 Msg 1의 전송으로 폴백하게 되는 단말은, Msg A의 재전송이 종료되고 Msg 1의 전송이 시작되었다고 하여 램핑 카운터의 값을 초기화하고 새로이 0부터 시작하지 않는다. 즉, 단말은 이미 Msg A의 재전송 횟수만큼 증가된 램핑 카운터 값을 Msg 1의 램핑 카운터 값으로 유지하거나, 또는 이미 증가된 램핑 카운터 값을 더 증가시킨 값을 Msg 1의 램핑 카운터 값으로 사용할 수 있다. 이와 같은 램핑 카운터의 설정을 통해 단말과 기지국은 Msg 1 전송을 위한 전력이 기존 Msg A 전송을 위한 전력 수준 이상을 유지하도록 하여 Msg 1의 검출 확률을 높일 수 있다.
실시 예8: Msg B에 대한 탐색 공간(Search Space)
4-step RACH procedure에서는 단말과 기지국 사이에 Msg 2 및 Msg 4가 송수신되는 데 type-1-PDCCH가 사용되고, 탐색 공간(Search Space)은 PDCCH-ConfigCommon의 RA-SearchSpace 파라미터를 통해 명시적으로 지시될 수 있었다.
Rel.16에서 새로이 도입된 2-step RACH procedure 관련 Msg B의 송수신을 위해서는 기본적으로 기존 Msg 2 및 Msg 4와 동일한 탐색 공간이 적용될 수 있는 지에 대한 검토가 필요하다. 이를 위해서는 Msg 2 또는 Msg 4를 위한 type-1-PDCCH를 스크램블링(scrambling) 하는 RNTI (Radio Network Temporary Identifier)와는 다른 RNTI가 Msg B를 위한 type-1-PDCCH를 스크램블링 하는 데 사용될 수 있는 점을 살펴보아야 한다.
만약 Msg B의 type-1-PDCCH를 스크램블링 하는 데 사용되는 RNTI가 Msg 2 또는 Msg 4의 type-1-PDCCH를 스크램블링 하는 데 사용되는 RNTI와 다르다면, Msg B의 수신을 위해 Msg 2 또는 Msg 4와 다른 탐색 공간을 구성하는 것은 자원의 낭비를 초래할 수 있기 때문이다. 따라서 사용되는 RNTI가 다르다는 전제 하에서는 Msg B의 수신을 위해 기본적으로 Msg 2 또는 Msg 4와 동일한 탐색 공간을 구성하는 것이 적절할 수 있다. 일 예로, Msg B의 수신을 위해 Msg B-RNTI가 사용된다면 이는 Msg 2 또는 Msg 4의 수신을 위해 사용되는 RA(Random Access)-RNTI와는 오프셋으로서 차별화된 RNTI이므로, Msg B의 수신을 위해서는 Msg 2 또는 Msg 4와 동일한 탐색 공간을 구성하는 것이 바람직할 수 있다.
도 25는 본 개시의 실시 예들에 기반한 2-step RACH procedure를 수행하기 위한 단말과 기지국의 동작 흐름을 나타낸 도면이다. 단말과 기지국은 2-step RACH procedure를 수행하기 위한 RACH configuration 정보를 송수신하며, 해당 정보에는 본 개시에서 전술한 실시 예들과 관련된 정보 역시 포함될 수 있다(S2501).
이후 단말은 기지국으로부터 수신한 RACH configuration에 기반하여 2-step RACH procedure를 수행하기 위한 Msg A를 기지국으로 전송한다. 여기서 단말은 Msg A 초기 전송 또는 재전송에 대한 전력 제어 방법 등에 관련해 전술한 본 개시의 실시 예들에 기반하여 Msg A를 전송할 수 있다. 한편 기지국은 단말이 전송한 Msg A를 수신하여 PRACH preamble을 검출하고 PUSCH에 대한 디코딩을 수행한다. 이 때 마찬가지로 기지국의 Msg A 수신은, Msg A 초기 전송 또는 재전송에 대한 전력 제어 방법 등에 관련해 전술한 본 개시의 실시 예들에 기반하여 수행될 수 있다(S2503).
Msg A를 전송한 단말은, 이후 RNTI를 이용하여 블리인드 디코딩을 수행하고 Msg B를 수신할 수 있다. 여기서, 단말이 수신하는 Msg B에 포함되는 정보 구성 또는 Msg B에 대한 블라인드 디코딩을 수행하기 위한 탐색 공간의 구성 등은 전술한 본 개시의 실시 예들에 따를 수 있다. 기지국은 Msg A에 대한 응답으로서, Msg A의 수신 성공 여부에 따라 Msg B의 정보를 구성하고 전송한다. 마찬가지로 기지국이 전송하는 Msg B에 포함되는 정보 구성 또는 Msg B가 전송되는 탐색 공간의 구성 등은 전술한 본 개시의 실시 예들에 따를 수 있다(S2505).
만약 S2503에서 기지국이 단말로부터 전송된 Msg A에 포함된 PRACH preamble을 검출하지 못하거나 또는 PRACH preamble을 검출하더라도 PUSCH를 디코딩하지 못하는 경우, 단말과 기지국은 전술한 본 개시의 실시 예들에 따라 4-step RACH Procedure로의 폴백(Fall-Back)을 수행할 수 있다.
이로 제한되는 것은 아니지만, 본 문서에 개시된 본 발명의 다양한 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 기기들간에 무선 통신/연결(예, 5G)을 필요로 하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 예시한다. 이하의 도면/설명에서 동일한 도면 부호는 다르게 기술하지 않는 한, 동일하거나 대응되는 하드웨어 블록, 소프트웨어 블록 또는 기능 블록을 예시할 수 있다.
도 26은 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 26을 참조하면, 제1 무선 기기(100)와 제2 무선 기기(200)는 다양한 무선 접속 기술(예, LTE, NR)을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, {제1 무선 기기(100), 제2 무선 기기(200)}은 도 2의 {무선 기기(100x), 기지국(200)} 및/또는 {무선 기기(100x), 무선 기기(100x)}에 대응할 수 있다.
제1 무선 기기(100)는 하나 이상의 프로세서(102) 및 하나 이상의 메모리(104)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(106) 및/또는 하나 이상의 안테나(108)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(102)는 메모리(104) 및/또는 송수신기(106)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 메모리(104) 내의 정보를 처리하여 제1 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(106)을 통해 제1 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(102)는 송수신기(106)를 통해 제2 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제2 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(104)에 저장할 수 있다. 메모리(104)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 프로세서(102)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(104)는 프로세서(102)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(102)와 메모리(104)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(106)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(108)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(106)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(106)는 RF(Radio Frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
구체적으로 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 무선 기기(100)의 프로세서(102)에 의해 제어되고, 메모리(104)에 저장되는 명령 및/또는 동작들에 대해서 살펴보도록 한다.
하기 동작들은 프로세서(102)의 관점에서 프로세서(102)의 제어 동작을 기반으로 설명하지만, 이러한 동작을 수행하기 위한 소프트웨어 코드 등에 메모리(104)에 저장될 수 있다.
프로세서(102)는 PRACH(Physical Random Access Channel) 및 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)를 포함하는 메시지 A와 관련된 변환 프리코더(transform precoder)에 대한 제1 정보를 수신하도록 송수신기(106)를 제어할 수 있다. 또한 프로세서(102)는 상기 제1 정보에 기반하여 상기 메시지 A를 상기 기지국으로 전송하도록 송수신기(106)를 제어할 수 있다. 그리고 프로세서(102)는 경쟁 해결(contention resolution) 정보를 포함하는 메시지 B를 수신하도록 송수신기(106)를 제어할 수 있다. 이 때, 프로세서(102)가 메시지 A를 송신하도록 송수신기(106)를 제어하고, 제1 정보 및 메시지 B를 수신하도록 송수신기(106)를 제어하는 구체적인 방법은 상술한 실시 예들에 기반할 수 있다.
구체적으로 본 발명의 실시 예에 따른 제 2 무선 기기(200)의 프로세서(202)에 의해 제어되고, 메모리(204)에 저장되는 명령 및/또는 동작들에 대해서 살펴보도록 한다.
하기 동작들은 프로세서(202)의 관점에서 프로세서(202)의 제어 동작을 기반으로 설명하지만, 이러한 동작을 수행하기 위한 소프트웨어 코드 등에 메모리(204)에 저장될 수 있다.
프로세서(202)는 PRACH(Physical Random Access Channel) 및 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)를 포함하는 메시지 A와 관련된 변환 프리코더(transform precoder)에 대한 제1 정보를 전송하도록 송수신기(206)를 제어할 수 있다. 또한 프로세서(202)는 상기 제1 정보에 기반하여 전송된 상기 메시지 A를 수신하도록 송수신기(206)를 제어할 수 있다. 그리고 프로세서(202)는 경쟁 해결(contention resolution) 정보를 포함하는 메시지 B를 송신하도록 송수신기(206)를 제어할 수 있다. 이 때, 프로세서(202)가 메시지 A를 수신하도록 송수신기(206)를 제어하고, 제1 정보 및 메시지 B를 송신하도록 송수신기(206)를 제어하는 구체적인 방법은 상술한 실시 예들에 기반할 수 있다.
이하, 무선 기기(100, 200)의 하드웨어 요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 하나 이상의 프로토콜 계층이 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 계층(예, PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC, SDAP와 같은 기능적 계층)을 구현할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 하나 이상의 PDU(Protocol Data Unit) 및/또는 하나 이상의 SDU(Service Data Unit)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 기능, 절차, 제안 및/또는 방법에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 포함하는 신호(예, 베이스밴드 신호)를 생성하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)에게 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)로부터 신호(예, 베이스밴드 신호)를 수신할 수 있고, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 획득할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(102, 202)는 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 하나 이상의 DSP(Digital Signal Processor), 하나 이상의 DSPD(Digital Signal Processing Device), 하나 이상의 PLD(Programmable Logic Device) 또는 하나 이상의 FPGA(Field Programmable Gate Arrays)가 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있고, 펌웨어 또는 소프트웨어는 모듈, 절차, 기능 등을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 수행하도록 설정된 펌웨어 또는 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함되거나, 하나 이상의 메모리(104, 204)에 저장되어 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구동될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 코드, 명령어 및/또는 명령어의 집합 형태로 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다.
하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 다양한 형태의 데이터, 신호, 메시지, 정보, 프로그램, 코드, 지시 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 레지스터, 캐쉬 메모리, 컴퓨터 판독 저장 매체 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(104, 204)는 유선 또는 무선 연결과 같은 다양한 기술을 통해 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있다.
하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치에게 본 문서의 방법들 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 전송할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치로부터 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치에게 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치로부터 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)를 통해 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 송수신하도록 설정될 수 있다. 본 문서에서, 하나 이상의 안테나는 복수의 물리 안테나이거나, 복수의 논리 안테나(예, 안테나 포트)일 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 수신된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리하기 위해, 수신된 무선 신호/채널 등을 RF 밴드 신호에서 베이스밴드 신호로 변환(Convert)할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 베이스밴드 신호에서 RF 밴드 신호로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 (아날로그) 오실레이터 및/또는 필터를 포함할 수 있다.
도 27은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다(도 26 참조).
도 27을 참조하면, 무선 기기(100, 200)는 도 26의 무선 기기(100,200)에 대응하며, 다양한 요소(element), 성분(component), 유닛/부(unit), 및/또는 모듈(module)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200)는 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)를 포함할 수 있다. 통신부는 통신 회로(112) 및 송수신기(들)(114)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(112)는 도 26의 하나 이상의 프로세서(102,202) 및/또는 하나 이상의 메모리(104,204) 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(114)는 도 26의 하나 이상의 송수신기(106,206) 및/또는 하나 이상의 안테나(108,208)을 포함할 수 있다. 제어부(120)는 통신부(110), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)와 전기적으로 연결되며 무선 기기의 제반 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보에 기반하여 무선 기기의 전기적/기계적 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 정보를 통신부(110)을 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로 무선/유선 인터페이스를 통해 전송하거나, 통신부(110)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로부터 무선/유선 인터페이스를 통해 수신된 정보를 메모리부(130)에 저장할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 구체적인 제어부(120)의 동작 과정 및 메모리부(130)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보들은 도 26의 프로세서 (102, 202) 중 적어도 하나의 동작 및 메모리(104, 204) 중 적어도 하나의 동작과 대응될 수 있다.
추가 요소(140)는 무선 기기의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가 요소(140)는 파워 유닛/배터리, 입출력부(I/O unit), 구동부 및 컴퓨팅부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(도 2, 100a), 차량(도 2, 100b-1, 100b-2), XR 기기(도 2, 100c), 휴대 기기(도 2, 100d), 가전(도 2, 100e), IoT 기기(도 2, 100f), 디지털 방송용 단말, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, AI 서버/기기(도 2, 400), 기지국(도 2, 200), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.
도 27에서 무선 기기(100, 200) 내의 다양한 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 전체가 유선 인터페이스를 통해 상호 연결되거나, 적어도 일부가 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200) 내에서 제어부(120)와 통신부(110)는 유선으로 연결되며, 제어부(120)와 제1 유닛(예, 130, 140)은 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 무선 기기(100, 200) 내의 각 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 하나 이상의 프로세서 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 통신 제어 프로세서, 어플리케이션 프로세서(Application processor), ECU(Electronic Control Unit), 그래픽 처리 프로세서, 메모리 제어 프로세서 등의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리부(130)는 RAM(Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리(flash memory), 휘발성 메모리(volatile memory), 비-휘발성 메모리(non-volatile memory) 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
이하, 도 27의 구현 예에 대해 도면을 참조하여 보다 자세히 설명한다.
도 28은 본 발명에 적용되는 휴대 기기를 예시한다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 휴대용 컴퓨터(예, 노트북 등)을 포함할 수 있다. 휴대 기기는 MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station) 또는 WT(Wireless terminal)로 지칭될 수 있다.
도 28을 참조하면, 휴대 기기(100)는 안테나부(108), 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130), 전원공급부(140a), 인터페이스부(140b) 및 입출력부(140c)를 포함할 수 있다. 안테나부(108)는 통신부(110)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 110~130/140a~140c는 각각 도 27의 블록 110~130/140에 대응한다.
통신부(110)는 다른 무선 기기, 기지국들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(120)는 휴대 기기(100)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(120)는 AP(Application Processor)를 포함할 수 있다. 메모리부(130)는 휴대 기기(100)의 구동에 필요한 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(130)는 입/출력되는 데이터/정보 등을 저장할 수 있다. 전원공급부(140a)는 휴대 기기(100)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 인터페이스부(140b)는 휴대 기기(100)와 다른 외부 기기의 연결을 지원할 수 있다. 인터페이스부(140b)는 외부 기기와의 연결을 위한 다양한 포트(예, 오디오 입/출력 포트, 비디오 입/출력 포트)를 포함할 수 있다. 입출력부(140c)는 영상 정보/신호, 오디오 정보/신호, 데이터, 및/또는 사용자로부터 입력되는 정보를 입력 받거나 출력할 수 있다. 입출력부(140c)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부(140d), 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다.
일 예로, 데이터 통신의 경우, 입출력부(140c)는 사용자로부터 입력된 정보/신호(예, 터치, 문자, 음성, 이미지, 비디오)를 획득하며, 획득된 정보/신호는 메모리부(130)에 저장될 수 있다. 통신부(110)는 메모리에 저장된 정보/신호를 무선 신호로 변환하고, 변환된 무선 신호를 다른 무선 기기에게 직접 전송하거나 기지국에게 전송할 수 있다. 또한, 통신부(110)는 다른 무선 기기 또는 기지국으로부터 무선 신호를 수신한 뒤, 수신된 무선 신호를 원래의 정보/신호로 복원할 수 있다. 복원된 정보/신호는 메모리부(130)에 저장된 뒤, 입출력부(140c)를 통해 다양한 형태(예, 문자, 음성, 이미지, 비디오, 헵틱)로 출력될 수 있다.
도 29는 본 발명에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다. 차량 또는 자율 주행 차량은 이동형 로봇, 차량, 기차, 유/무인 비행체(Aerial Vehicle, AV), 선박 등으로 구현될 수 있다.
도 29를 참조하면, 차량 또는 자율 주행 차량(100)은 안테나부(108), 통신부(110), 제어부(120), 구동부(140a), 전원공급부(140b), 센서부(140c) 및 자율 주행부(140d)를 포함할 수 있다. 안테나부(108)는 통신부(110)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 110/130/140a~140d는 각각 도 27의 블록 110/130/140에 대응한다.
통신부(110)는 다른 차량, 기지국(e.g. 기지국, 노변 기지국(Road Side unit) 등), 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(120)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)의 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(120)는 ECU(Electronic Control Unit)를 포함할 수 있다. 구동부(140a)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)을 지상에서 주행하게 할 수 있다. 구동부(140a)는 엔진, 모터, 파워 트레인, 바퀴, 브레이크, 조향 장치 등을 포함할 수 있다. 전원공급부(140b)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 센서부(140c)는 차량 상태, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(140c)는 IMU(inertial measurement unit) 센서, 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 스티어링 센서, 온도 센서, 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 페달 포지션 센서 등을 포함할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등을 구현할 수 있다.
일 예로, 통신부(110)는 외부 서버로부터 지도 데이터, 교통 정보 데이터 등을 수신할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 획득된 데이터를 기반으로 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 생성할 수 있다. 제어부(120)는 드라이빙 플랜에 따라 차량 또는 자율 주행 차량(100)이 자율 주행 경로를 따라 이동하도록 구동부(140a)를 제어할 수 있다(예, 속도/방향 조절). 자율 주행 도중에 통신부(110)는 외부 서버로부터 최신 교통 정보 데이터를 비/주기적으로 획득하며, 주변 차량으로부터 주변 교통 정보 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 자율 주행 도중에 센서부(140c)는 차량 상태, 주변 환경 정보를 획득할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 새로 획득된 데이터/정보에 기반하여 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 갱신할 수 있다. 통신부(110)는 차량 위치, 자율 주행 경로, 드라이빙 플랜 등에 관한 정보를 외부 서버로 전달할 수 있다. 외부 서버는 차량 또는 자율 주행 차량들로부터 수집된 정보에 기반하여, AI 기술 등을 이용하여 교통 정보 데이터를 미리 예측할 수 있고, 예측된 교통 정보 데이터를 차량 또는 자율 주행 차량들에게 제공할 수 있다.
도 30은 전송 신호를 위한 신호 처리 회로를 예시한다.
도 30을 참조하면, 신호 처리 회로(1000)는 스크램블러(1010), 변조기(1020), 레이어 매퍼(1030), 프리코더(1040), 자원 매퍼(1050), 신호 생성기(1060)를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 도 30의 동작/기능은 도 26의 프로세서(102, 202) 및/또는 송수신기(106, 206)에서 수행될 수 있다. 도 30의 하드웨어 요소는 도 26의 프로세서(102, 202) 및/또는 송수신기(106, 206)에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 블록 1010~1060은 도 26의 프로세서(102, 202)에서 구현될 수 있다. 또한, 블록 1010~1050은 도 26의 프로세서(102, 202)에서 구현되고, 블록 1060은 도 26의 송수신기(106, 206)에서 구현될 수 있다.
코드워드는 도 30의 신호 처리 회로(1000)를 거쳐 무선 신호로 변환될 수 있다. 여기서, 코드워드는 정보블록의 부호화된 비트 시퀀스이다. 정보블록은 전송블록(예, UL-SCH 전송블록, DL-SCH 전송블록)을 포함할 수 있다. 무선 신호는 다양한 물리 채널(예, PUSCH, PDSCH)을 통해 전송될 수 있다.
구체적으로, 코드워드는 스크램블러(1010)에 의해 스크램블된 비트 시퀀스로 변환될 수 있다. 스크램블에 사용되는 스크램블 시퀀스는 초기화 값에 기반하여 생성되며, 초기화 값은 무선 기기의 ID 정보 등이 포함될 수 있다. 스크램블된 비트 시퀀스는 변조기(1020)에 의해 변조 심볼 시퀀스로 변조될 수 있다. 변조 방식은 pi/2-BPSK(pi/2-Binary Phase Shift Keying), m-PSK(m-Phase Shift Keying), m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation) 등을 포함할 수 있다. 복소 변조 심볼 시퀀스는 레이어 매퍼(1030)에 의해 하나 이상의 전송 레이어로 매핑될 수 있다. 각 전송 레이어의 변조 심볼들은 프리코더(1040)에 의해 해당 안테나 포트(들)로 매핑될 수 있다(프리코딩). 프리코더(1040)의 출력 z는 레이어 매퍼(1030)의 출력 y를 N*M의 프리코딩 행렬 W와 곱해 얻을 수 있다. 여기서, N은 안테나 포트의 개수, M은 전송 레이어의 개수이다. 여기서, 프리코더(1040)는 복소 변조 심볼들에 대한 트랜스폼(transform) 프리코딩(예, DFT 변환)을 수행한 이후에 프리코딩을 수행할 수 있다. 또한, 프리코더(1040)는 트랜스폼 프리코딩을 수행하지 않고 프리코딩을 수행할 수 있다.
자원 매퍼(1050)는 각 안테나 포트의 변조 심볼들을 시간-주파수 자원에 매핑할 수 있다. 시간-주파수 자원은 시간 도메인에서 복수의 심볼(예, CP-OFDMA 심볼, DFT-s-OFDMA 심볼)을 포함하고, 주파수 도메인에서 복수의 부반송파를 포함할 수 있다. 신호 생성기(1060)는 매핑된 변조 심볼들로부터 무선 신호를 생성하며, 생성된 무선 신호는 각 안테나를 통해 다른 기기로 전송될 수 있다. 이를 위해, 신호 생성기(1060)는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 모듈 및 CP(Cyclic Prefix) 삽입기, DAC(Digital-to-Analog Converter), 주파수 상향 변환기(frequency uplink converter) 등을 포함할 수 있다.
무선 기기에서 수신 신호를 위한 신호 처리 과정은 도 33의 신호 처리 과정(1010~1060)의 역으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(예, 도 29의 100, 200)는 안테나 포트/송수신기를 통해 외부로부터 무선 신호를 수신할 수 있다. 수신된 무선 신호는 신호 복원기를 통해 베이스밴드 신호로 변환될 수 있다. 이를 위해, 신호 복원기는 주파수 하향 변환기(frequency downlink converter), ADC(analog-to-digital converter), CP 제거기, FFT(Fast Fourier Transform) 모듈을 포함할 수 있다. 이후, 베이스밴드 신호는 자원 디-매퍼 과정, 포스트코딩(postcoding) 과정, 복조 과정 및 디-스크램블 과정을 거쳐 코드워드로 복원될 수 있다. 코드워드는 복호(decoding)를 거쳐 원래의 정보블록으로 복원될 수 있다. 따라서, 수신 신호를 위한 신호 처리 회로(미도시)는 신호 복원기, 자원 디-매퍼, 포스트코더, 복조기, 디-스크램블러 및 복호기를 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 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. 기지국은 고정국(fixed station), gNode B(gNB), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 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.
상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 단말이 임의 접속 과정을 수행하기 위한 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치는 5세대 NewRAT 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 5세대 NewRAT 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.
Claims (13)
- 무선 통신 시스템에서 단말이 임의 접속 과정(Random Access Channel Procedure; RACH Procedure)을 수행하기 위한 신호를 송수신하는 방법에 있어서,
메시지 A를 통해 전송되는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)와 관련된 변환 프리코더(transform precoder)에 대한 제1 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 제1 정보에 기반하여, PRACH(Physical Random Access Channel) 및 상기 PUSCH를 포함하는 상기 메시지 A를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및
상기 메시지 A에 대한 응답으로, 경쟁 해결(contention resolution) 정보를 포함하는 메시지 B를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하며,
상기 PUSCH가 상기 메시지 A를 통해 전송되는 점에 기반하여, 상기 제1 정보가 상기 PUSCH를 위한 변환 프리코딩의 지시에 사용되는,
신호 송수신 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 단말은 상기 임의 접속 과정을 위한 메시지 3을 통해 전송되는 PUSCH와 관련된 변환 프리코더에 대한 제2 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는,
신호 송수신 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 제1 정보가 수신되지 않는 점에 기반하여, 상기 제2 정보가 상기 변환 프리코딩의 지시에 사용되는,
신호 송수신 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 제1 정보 및 상기 제2 정보는 상향링크 공통 설정에 기반하는 정보인,
신호 송수신 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 제1 정보 및 상기 제2 정보는 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)에 의해 수신되는,
신호 송수신 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 변환 프리코딩은 DFT-s-OFDM (Discrete Fourier Transform-spread-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식 또는 CP-OFDM (Cyclic Prefix-OFDM) 방식인,
신호 송수신 방법. - 무선 통신 시스템에서 임의 접속 과정(Random Access Channel Procedure; RACH Procedure)을 수행하기 위한 신호를 송수신하기 위한 장치에 있어서,
적어도 하나의 프로세서; 및
상기 적어도 하나의 프로세서에 동작 가능하도록 연결되고, 실행될 경우 상기 적어도 하나의 프로세서가 특정 동작을 수행하도록 하는 명령들(instructions)을 저장하는 적어도 하나의 메모리;를 포함하고,
상기 특정 동작은,
메시지 A를 통해 전송되는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)와 관련된 변환 프리코더(transform precoder)에 대한 제1 정보를 수신하는 단계;
상기 제1 정보에 기반하여, PRACH(Physical Random Access Channel) 및 상기 PUSCH를 포함하는 상기 메시지 A를 전송하는 단계; 및
상기 메시지 A에 대한 응답으로, 경쟁 해결(contention resolution) 정보를 포함하는 메시지 B를 수신하는 단계를 포함하며,
상기 PUSCH가 상기 메시지 A를 통해 전송되는 점에 기반하여, 상기 제1 정보가 상기 PUSCH를 위한 변환 프리코딩의 지시에 사용되는,
장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 장치는 상기 임의 접속 과정을 위한 메시지 3을 통해 전송되는 PUSCH와 관련된 변환 프리코더에 대한 제2 정보를 수신하는,
장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 제1 정보가 수신되지 않는 점에 기반하여, 상기 제2 정보가 상기 변환 프리코딩의 지시에 사용되는,
장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 제1 정보 및 상기 제2 정보는 상향링크 공통 설정에 기반하는 정보인,
장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 제1 정보 및 상기 제2 정보는 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)에 의해 수신되는,
장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 변환 프리코딩은 DFT-s-OFDM (Discrete Fourier Transform-spread-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식 또는 CP-OFDM (Cyclic Prefix-OFDM) 방식인,
장치. - 무선 통신 시스템에서 임의 접속 과정(Random Access Channel Procedure; RACH Procedure)을 수행하기 위한 신호를 송수신하기 위한 단말에 있어서,
적어도 하나의 송수신기;
적어도 하나의 프로세서; 및
상기 적어도 하나의 프로세서에 동작 가능하도록 연결되고, 실행될 경우 상기 적어도 하나의 프로세서가 특정 동작을 수행하도록 하는 명령들(instructions)을 저장하는 적어도 하나의 메모리;를 포함하고,
상기 특정 동작은,
메시지 A를 통해 전송되는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)와 관련된 변환 프리코더(transform precoder)에 대한 제1 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 제1 정보에 기반하여, PRACH(Physical Random Access Channel) 및 상기 PUSCH를 포함하는 상기 메시지 A를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및
상기 메시지 A에 대한 응답으로, 경쟁 해결(contention resolution) 정보를 포함하는 메시지 B를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하며,
상기 PUSCH가 상기 메시지 A를 통해 전송되는 점에 기반하여, 상기 제1 정보가 상기 PUSCH를 위한 변환 프리코딩의 지시에 사용되는,
단말.
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