KR20220030913A

KR20220030913A - 측위 참조신호 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20220030913A
Application number: KR1020210117546A
Authority: KR
Inventors: 김선우; 강정완; 김택윤
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2020-09-03
Filing date: 2021-09-03
Publication date: 2022-03-11
Also published as: US20230370228A1; WO2022050775A1; CN115997362A

Abstract

본 실시예들은 측위 참조신호 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 방법 및 장치에 대한 것으로, 측위 참조신호에 대한 구성 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계, 구성 정보에 기초하여, 기지국으로부터 측위 참조신호가 전송되는 다수의 와이드 빔(wide beam)을 수신하는 단계, 기지국으로 다수의 와이드 빔 중에서 결정된 최적의 와이드 빔에 대한 정보를 보고하는 단계 및 최적의 와이드 빔에 기초하여, 기지국으로부터 측위 참조신호가 전송되는 다수의 내로우 빔(narrow beam)을 수신하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

Description

측위 참조신호 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING OVERHEAD OF POSITIONING REFERENCE SIGNAL TRANSMISSION}

본 실시예들은 차세대 무선 액세스 망(이하, "NR(New Radio)"이라 함)에서 측위 참조신호 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 방법 및 장치에 대해서 제안한다.

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

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

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

한편, 단말의 위치 측정을 위한 포지셔닝(positioning)과 관련하여, 측위 참조신호(Positioning Reference Signal; PRS)를 빔을 이용하여 전송하는 경우, 전송의 정확도를 향상시키기 위해서는 보다 좁은 폭의 빔으로 전송해야 한다. 이러한 경우, 보다 많은 리소스가 필요하게 되므로, 오버헤드 이슈가 발생할 수 있다.

또한, NR에서는 고주파 대역(FR2, Frequency Range 2)을 이용한 통신을 수행하기 위한 기술을 개발하고 있다. 다만, 고주파 대역을 사용하기 위해서는 다수의 배열 안테나와 넓은 주파수 대역이 요구되며, 이는 오버헤드 이슈를 발생시킬 수 있다. 즉, 측위 참조신호와 같은 주기적인 전송 신호의 경우에 높은 주파수 오버헤드를 발생시킬 수 있어, 이에 대한 보다 효율적인 설계가 필요하게 된다.

본 개시의 실시예들은, 측위 참조신호를 두 단계로 수행되는 빔 스위핑(beam sweeping)을 통하여 전송할 수 있는 측위 참조신호 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

일 측면에서, 본 실시예들은 단말이 측위 참조신호(Positioning Reference Signal; PRS) 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 방법에 있어서, 측위 참조신호에 대한 구성 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계, 구성 정보에 기초하여, 기지국으로부터 측위 참조신호가 전송되는 다수의 와이드 빔(wide beam)을 수신하는 단계, 기지국으로 다수의 와이드 빔 중에서 결정된 최적의 와이드 빔에 대한 정보를 보고하는 단계 및 최적의 와이드 빔에 기초하여, 기지국으로부터 측위 참조신호가 전송되는 다수의 내로우 빔(narrow beam)을 수신하는 단계를 포함하는 방법을 제공할 수 있다.

다른 측면에서, 본 실시예들은 기지국이 측위 참조신호(Positioning Reference Signal; PRS) 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 방법에 있어서, 측위 참조신호에 대한 구성 정보를 단말로 전송하는 단계. 구성 정보에 기초하여, 단말로 측위 참조신호가 전송되는 다수의 와이드 빔(wide beam)을 전송하는 단계. 단말로부터 다수의 와이드 빔 중에서 결정된 최적의 와이드 빔에 대한 정보를 수신하는 단계 및 최적의 와이드 빔에 기초하여, 단말로 측위 참조신호가 전송되는 다수의 내로우 빔(narrow beam)을 전송하는 단계를 포함하는 방법을 제공할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 실시예들은 측위 참조신호(Positioning Reference Signal; PRS) 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 단말에 있어서, 송신부. 수신부 및 송신부 및 수신부를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 측위 참조신호에 대한 구성 정보를 기지국으로부터 수신하고, 구성 정보에 기초하여, 기지국으로부터 측위 참조신호가 전송되는 다수의 와이드 빔(wide beam)을 수신하고, 기지국으로 다수의 와이드 빔 중에서 결정된 최적의 와이드 빔에 대한 정보를 보고하고, 최적의 와이드 빔에 기초하여, 기지국으로부터 측위 참조신호가 전송되는 다수의 내로우 빔(narrow beam)을 수신하는 단말을 제공할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 실시예들은 측위 참조신호(Positioning Reference Signal; PRS) 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 기지국에 있어서, 송신부, 수신부 및 송신부 및 수신부를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 측위 참조신호에 대한 구성 정보를 단말로 전송하고, 구성 정보에 기초하여, 단말로 측위 참조신호가 전송되는 다수의 와이드 빔(wide beam)을 전송하고, 단말로부터 다수의 와이드 빔 중에서 결정된 최적의 와이드 빔에 대한 정보를 수신하고, 최적의 와이드 빔에 기초하여, 단말로 측위 참조신호가 전송되는 다수의 내로우 빔(narrow beam)을 전송하는 기지국을 제공할 수 있다.

본 실시예들에 의하면, 측위 참조신호를 두 단계로 수행되는 빔 스위핑을 통하여 전송함으로써, 정확도 향상 또는 고주파 대역에서의 측위 참조신호 전송 시에 야기될 수 있는 오버헤드 문제를 효율적으로 해소할 수 있는 측위 참조신호 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 실시예가 적용될 수 있는 NR 무선 통신 시스템에 대한 구조를 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예가 적용될 수 있는 NR 시스템에서의 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술이 지원하는 자원 그리드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술이 지원하는 대역폭 파트를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술에서의 동기 신호 블록을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술에서의 랜덤 액세스 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 CORESET에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 실시예가 적용될 수 있는 서로 다른 서브캐리어 스페이싱(subcarrier spacing; SCS)에서 심볼 레벨 얼라인먼트(symbol level alignment)의 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 실시예가 적용될 수 있는 대역폭 파트(Bandwidth part)에 대한 개념적 예시를 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 단말이 측위 참조신호 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 절차를 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 기지국이 측위 참조신호 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 절차를 도시한 도면이다.
도 12 내지 도 14는 일 실시예에 따른 계층적 빔 스위핑 기반 하향링크 PRS 전송을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 또 다른 실시예에 의한 사용자 단말의 구성을 보여주는 도면이다.
도 16은 또 다른 실시예에 의한 기지국의 구성을 보여주는 도면이다.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

위 표 1과 같이 NR의 뉴머롤러지는 서브캐리어 간격에 따라 5가지로 구분될 수 있다. 이는 4G 통신 기술 중 하나인 LTE의 서브캐리어 간격이 15 kHz로 고정되는 것과는 차이가 있다. 구체적으로, NR에서 데이터 전송을 위해서 사용되는 서브캐리어 간격은 15, 30, 60, 120 kHz 이고, 동기 신호 전송을 위해서 사용되는 서브캐리어 간격은 15, 30, 12, 240 kHz 이다. 또한, 확장 CP는 60 kHz 서브캐리어 간격에만 적용된다. 한편, NR에서의 프레임 구조(frame structure)는 1ms의 동일한 길이를 가지는 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되는 10ms의 길이를 가지는 프레임(frame)이 정의된다. 하나의 프레임은 5ms의 하프 프레임으로 나뉠 수 있으며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임을 포함한다. 15 kHz 서브캐리어 간격의 경우에 하나의 서브프레임은 1개의 슬롯(slot)으로 구성되고, 각 슬롯은 14개의 OFDM 심볼(symbol)로 구성된다. 도 2는 본 실시예가 적용될 수 있는 NR 시스템에서의 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

단말은 시간 및 주파수 도메인에서 SSB를 모니터링하여 SSB를 수신한다.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

마지막으로 단말은 경쟁 해소를 위한 하향링크 메시지를 수신한다.

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

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

도 7은 CORESET에 대해서 설명하기 위한 도면이다.

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

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

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

NR(New Radio)

최근 3GPP에서 진행된 NR은 LTE 대비 향상된 데이터 전송률뿐만 아니라 세분화되고 구체화된 서비스 요건(usage scenario) 별로 요구되는 다양한 QoS 요구를 만족시킬 수 있는 설계가 이루어졌다. 특히 NR의 대표적 서비스 요건(usage scenario)으로서 eMBB(enhancement Mobile BroadBand), mMTC(massive Machine Type Communication) 및 URLLC(Ultra Reliable and Low Latency Communications)가 정의되었으며, 각각의 서비스 요건(usage scenario) 별 요구를 만족하기 위한 방법으로서 LTE 대비 플렉서블(flexible)한 프레임 구조(frame structure) 설계가 요구되고 있다.

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

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

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

또한 임의의 뉴머롤러지(numerology)(또는 SCS)에서 상기 슬롯보다 적은 수의 심볼로 구성된 미니 슬롯이 정의되어 이를 기반으로 상/하향링크 데이터 송수신을 위한 짧은 길이의 시간 도메인 스케줄링 간격(time-domain scheduling interval)이 설정되거나, 또는 슬롯 병합(slot aggregation)을 통해 상/하향링크 데이터 송수신을 위한 긴 길이의 시간 도메인 스케줄링 간격(time-domain scheduling interval)이 구성될 수 있다.

특히 URLLC와 같이 지연속도에 크리티컬(latency critical)한 데이터에 대한 송수신의 경우, 15kHz와 같이 SCS값이 작은 뉴머롤러지(numerology) 기반의 프레임(frame) 구조에서 정의된 1ms(14 symbols) 기반의 슬롯 단위로 스케줄링이 이루어질 경우, 지연속도 요구(latency requirement)를 만족시키기 힘들 수 있기 때문에 이를 위해서 해당 슬롯보다 적은 수의 OFDM 심볼로 구성된 미니 슬롯을 정의하여 이를 기반으로 해당 URLLC와 같은 지연속도에 크리티컬(latency critical)한 데이터에 대한 스케줄링이 이루어지도록 정의할 수 있다.

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

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

보다 넓은 대역폭 동작(Wider bandwidth operations)

기존 LTE 시스템(system)의 경우, 임의의 LTE CC(Component Carrier)에 대한 확장성 있는(scalable) 대역폭 동작(bandwidth operation)을 지원하였다. 즉, 주파수 배포 시나리오(deployment scenario)에 따라 임의의 LTE 사업자는 하나의 LTE CC를 구성함에 있어서, 최소 1.4 MHz부터 최대 20 MHz의 대역폭을 구성할 수 있었고, 노멀(normal) LTE 단말은 하나의 LTE CC에 대해 20 MHz 대역폭(bandwidth)의 송수신 캐퍼빌리티(capability)를 지원하였다.

하지만, NR의 경우, 하나의 광대역(wideband) NR CC를 통해 서로 다른 송수신 대역폭 캐퍼빌리티(bandwidth capability)를 갖는 NR 단말에 대한 지원이 가능하도록 그 설계가 이루어지고 있으며, 이에 따라 아래의 도 9와 같이 임의의 NR CC에 대해 세분화된 대역폭으로 구성된 하나 이상의 대역폭 파트(BWP, bandwidth part(s))를 구성하여, 단말 별로 서로 다른 대역폭 파트 구성(bandwidth part configuration) 및 활성화(activation)를 통해 플렉시블(flexible)한 보다 넓은 대역폭 동작(wider bandwidth operation)을 지원하도록 요구되고 있다.

구체적으로 NR에서는 단말 관점에서 구성된 하나의 서빙 셀(serving cell)을 통해 하나 이상의 대역폭 파트(bandwidth part)를 구성할 수 있으며, 해당 단말은 해당 서빙 셀(serving cell)에서 하나의 하향링크 대역폭 파트(DL bandwidth part)와 하나의 상향링크 대역폭 파트(UL bandwidth part)를 활성화(activation)하여 상/하향링크 데이터 송수신을 위해 사용하도록 정의되었다. 또한 해당 단말에서 복수의 서빙 셀(serving cell)이 설정된 경우, 즉 CA이 적용된 단말에 대해서도 각각의 서빙 셀(serving cell) 별로 하나의 하향링크 대역폭 파트 및/또는 상향링크 대역폭 파트를 활성화(activation)하여 해당 서빙 셀(serving cell)의 무선 자원을 이용하여 상/하향링크 데이터 송수신을 위해 사용하도록 정의되었다.

구체적으로 임의의 서빙 셀(serving cell)에서 단말의 최초 액세스 절차(initial access procedure)를 위한 최초 대역폭 파트(initial bandwidth part)가 정의되며, 각각의 단말 별로 dedicated RRC signalling을 통해 하나 이상의 단말 특정(UE-specific) 대역폭 파트(bandwidth part(s))가 구성되고, 또한 각각의 단말 별로 폴백 동작(fallback operation)을 위한 디폴트 대역폭 파트(default bandwidth part)가 정의될 수 있다.

단, 임의의 서빙 셀(serving cell)에서 단말의 캐퍼빌리티(capability) 및 대역폭 파트(bandwidth part(s)) 구성에 따라 동시에 복수의 하향링크 및/또는 상향링크 대역폭 파트를 활성화(activation)하여 사용하도록 정의할 수 있으나, NR rel-15에서는 임의의 단말에서 임의의 시간에 하나의 하향링크 대역폭 파트(DL bandwidth part) 및 상향링크 대역폭 파트(UL bandwidth part)만을 활성화(activation)하여 사용하도록 정의되었다.

Rel-17에서는 mmWave와 같은 고주파 영역인 FR(Frequency Range)2 대역에서의 포지셔닝(positioning)에 대한 논의가 이뤄질 예정이다. FR1 포지셔닝 대비 FR2 포지셔닝의 가장 큰 특징은 다수의 배열 안테나 사용과 넓은 주파수 대역이다. 이러한 특징에 따르면, 하향링크(downlink; DL) 측위 참조신호(positioning reference signal; PRS)의 전송 시 오버헤드 이슈가 발생할 수 있다. 즉, 넓은 주파수 대역을 통해서 주기적으로 측위 참조신호를 전송하고, 일정 지역에 보다 많은 기지국이 밀집하는 환경에 따라 시그널 오버헤드가 급격하게 증가할 여지가 있다.

이에 따라, 본 개시는 FR2 포지셔닝 DL PRS 전송에서 오버헤드를 낮출 수 있는 다양한 빔 스위핑 기법에 대해 제안한다.

일 예에 따라, FR2에서 측위 참조신호의 빔 스위핑을 용이하게 하기 위해 하향링크 PRS 리소스 셋(resource set)을 도입할 수 있다. mmWave 주파수에서의 포지셔닝은 측위 참조신호의 전송에 사용할 수 있는 큰 대역폭(Bandwidth; BW)으로 인해 매우 효과적으로 수행될 수 있다. 그러나 FR2의 측정 오버 헤드는 상당히 높을 수 있다. 예를 들어, 단말이 8개의 셀을 측정해야 하고, 측위 참조신호가 각 셀에서 8개의 빔으로 전송되는 경우, 단말은 최대 64개의 측위 참조신호를 측정해야 한다.

또한, 단말이 일부 셀에서 수신(RX) 빔 스위핑을 수행해야 하는 경우, 더 많은 측위 참조신호의 측정이 필요하다. 단말은 하나의 하향링크 PRS 리소스 셋 내에서 PRS 리소스의 서브셋(subset)만 측정하도록 설정될 수 있다. 이는 단말 또는 이동통신 네트워크가 하향링크 측위 참조신호를 측정하기 위해 선택해야 하는 빔을 미리 알고 있는 경우에 가능할 수 있다.

이를 위하여, 일 예로, QCL 정보를 이웃 셀에 사용하도록 할 수 있다. 그러나, 단말은 측위 참조신호를 측정하고자 하는 모든 셀에 대해 항상 QCL 정보를 가지고 있지 않을 수 있다. 또한, 예를 들어, DL-TDOA를 위하여 단말이 측정할 셀의 수가 모빌리티 목적들을 위하여 단말이 측정하는 셀의 수보다 많을 수 있다. 이것은 단말이 하향링크 측위 참조신호의 측정 전에 추가 구성을 필요로 하거나, 단말이 측정할 올바른 하향링크 PRS 빔을 결정하기 위해 모든 셀에 대해 충분한 QCL 정보를 갖지 못할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 하향링크 PRS 측정의 오버헤드를 줄이기 위한 방법이 필요하게 된다.

한편, NR에서 하향링크 PRS 자원은 서로 다른 송수신포인트(TRP)에 의해 주기적으로 전송된다. FR2에서 각 PRS 자원은 송신(Tx) 빔을 나타내는 QCL-DRS(spatial Rx parameter)로 구성될 수 있다. 따라서, 서로 다른 DL PRS 자원 간의 고정된 간섭 패턴을 관찰할 수 있다. 서로 다른 DL PRS 전송 상황 간의 간섭을 변경하기 위해 PRS 뮤팅(muting)이 지원되었지만, DL PRS 리소스 측정 품질을 더욱 향상시키기 위해 다른 메커니즘이 고려될 필요가 있다.

일 예에 따라, 각 하향링크 PRS 리소스에 대한 상이한 전송 오케이젼들에 대해 서로 다른 송신 빔들(Tx beams)을 구성할 수 있다. 즉, 서로 다른 전송 오케이젼들(즉, 빔 스위핑)에 대해 서로 다른 Tx 빔을 적용함으로써, 서로 다른 TRP의 두 PRS 자원 간의 간섭을 랜덤화할 수 있다. 따라서, 각 UL/DL PRS 리소스에 대해 서로 다른 전송 상황 간에 빔 스위핑을 지원하도록 할 수 있다.

이하에서는, 구체적으로 측위 참조신호 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 방법에 대해서 관련 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 10은 일 실시예에 따른 단말이 측위 참조신호 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 절차를 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 단말은 측위 참조신호에 대한 구성 정보를 기지국으로부터 수신할 수 있다(S1000).

단말의 위치 측정을 위한 측위 참조신호가 전송되는데 이용되는 무선 자원인 PRS 리소스는 NR의 다양한 사용 시나리오에 부합할 수 있도록 플렉서블하게 설정될 수 있다. 즉, 측위 참조신호는 단말의 사용 케이스에 따라 무선 자원 상에서 다양한 패턴으로 전송될 수 있다.

일 예에 따라, PRS 리소스에 대한 구성 정보는, 기지국으로부터 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통하여 수신될 수 있다. 즉, PRS 리소스를 구성하기 위한 파라미터들이 상위 계층 파라미터로서 설정될 수 있다.

PRS 리소스에 대한 구성 정보는, 적어도 하나의 PRS 리소스에 대한 PRS 식별자, PRS 시퀀스, 주파수 영역 할당 정보, 시간 영역 할당 정보 및 콤(comb) 사이즈에 대한 정보를 포함할 수 있다.

기지국이 측위 참조신호를 전송하는데 이용하는 PRS 리소스는 적어도 하나 이상으로 구성될 수 있다. 일 예에 따라, 적어도 하나의 PRS 리소스는 PRS 리소스 셋(set)으로 구성될 수 있다. 또한, 측위 참조신호를 전송하는데 이용되는 PRS 리소스 셋도 적어도 하나 이상이 구성될 수 있다. 이 경우, 각 PRS 리소스 및 PRS 리소스 셋의 식별을 위하여 각 PRS 리소스 및 PRS 리소스 셋에 대하여 식별자(ID)가 부여될 수 있다. 또한, 각 PRS 리소스 셋에 포함되는 PRS 리소스의 수도 PRS 리소스에 대한 구성 정보에 포함될 수 있다.

PRS 리소스 셋에 포함된 PRS 리소스들은 각각의 빔에 대하여 각각 매칭되는 멀티플렉싱(multiplexing) 방식으로 구현될 수 있다. 일 예에 따라, 하나의 PRS 리소스 셋 내의 PRS 리소스들은, 도 12에 도시된 것과 같이, 와이드 빔(#1 ~ #5) 각각에 대응하도록 설정될 수 있다. 또한, 다른 PRS 리소스 셋 내의 PRS 리소스들은, 도 13에 도시된 것과 같이, 어느 하나의 와이드 빔(#4) 영역 내의 내로우 빔(#4_1 ~ #4_4) 각각에 대응하도록 설정될 수 있다.

PRS 리소스에 대한 구성 정보는 PRS 리소스에 대한 시간 영역 할당 정보를 포함할 수 있다. 시간 영역 할당 정보는 PRS 리소스 내에서 측위 참조신호가 시작되는 심볼의 인덱스 및 측위 참조신호가 구성되는 연속된 N개의 심볼 크기에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이를 위하여, 단말에 대한 서빙 셀에 구성된 한 주기의 무선 프레임을 구성하는 SFN0(subframe number 0)인 최초 서브프레임 내의 최초 슬롯을 기준으로 PRS 리소스가 시작되는 슬롯에 대한 오프셋 정보가 상기 구성 정보에 포함될 수 있다. 또한, PRS 리소스가 시작되는 슬롯 내에서 측위 참조신호가 전송되기 시작하는 시작 심볼에 대한 정보가 상기 구성 정보에 포함될 수 있다.

또한, 측위 참조신호는 PRS 리소스를 구성하는 하나의 슬롯 내에서 연속되는 N개의 심볼에 매핑될 수 있다. 일 예에 따라, 연속되는 심볼의 개수인 N은, 2, 4, 6 및 12 중 어느 하나의 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 시작 심볼이 2번 심볼이고, N이 2로 설정된 경우, 해당 슬롯 내에서 2번, 3번 심볼에 대해서 측위 참조신호가 전송될 수 있다.

PRS 리소스에 대한 구성 정보는 PRS 리소스에 대한 주파수 영역 할당 정보를 포함할 수 있다. 주파수 영역 할당 정보는 단말에 대하여 구성된 시스템 대역폭 내에서 PRS 리소스가 시작되는 자원 블록(physical resource block; PRB)의 인덱스 및 PRS 리소스에 할당되는 자원 블록의 개수에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이를 위하여, 단말에 대한 서빙 셀에 구성된 시스템 대역폭 중에서 측위 참조신호의 수신에 할당된 주파수 대역을 구성하는 서브캐리어 중 가장 낮은 인덱스를 갖는 서브캐리어를 기준으로 PRS 리소스가 시작되는 서브캐리어에 대한 오프셋 정보가 상기 구성 정보에 포함될 수 있다.

또한, PRS 리소스에 대한 구성 정보는 콤(comb) 사이즈에 대한 정보를 포함할 수 있다. 콤 사이즈 정보는 PRS 리소스 내의 심볼에 대해 측위 참조신호가 구성되는 주파수 영역의 패턴 정보이다. 일 예에 따라, 하나의 슬롯에 대하여 측위 참조신호의 전송에 12개의 자원 요소(resource element; RE)가 할당되는 경우, 콤 사이즈는 2, 4, 6 및 12 중 어느 하나로 설정될 수 있다. 예를 들어, 콤 사이즈가 2로 설정된 경우, 측위 참조신호는 각 심볼에 대하여 2개의 서브캐리어에 걸쳐 하나씩에 대하여 구성될 수 있다.

다시, 도 10을 참조하면, 단말은 구성 정보에 기초하여, 기지국으로부터 측위 참조신호가 전송되는 다수의 와이드 빔(wide beam)을 수신할 수 있다(S1010).

단말은 측위 참조신호에 대한 구성 정보에 기초하여, 기지국이 주기적으로 전송하는 와이드 빔들을 통해 측위 참조신호를 수신할 수 있다. 이 경우, 단말은 기지국이 빔 스위핑을 통하여 전송한 다수의 와이드 빔들을 순차적으로 수신할 수 있다.

일 예에 따라, 단말이 RRC 커넥티드 상태인 경우, 직전의 측위 참조신호의 전송에 이용된 와이드 빔들 중에서 최적의 와이드 빔에 대한 정보는 이미 단말로부터 기지국으로 보고된 상태일 수 있다. 이 경우, 기지국은 빔 스위핑을 통하여 다수의 와이드 빔들을 순차적으로 전송하되, 직전의 최적의 와이드 빔을 기준으로 소정 개수의 인접 와이드 빔만을 이용하여 측위 참조신호를 전송할 수 있다.

다시, 도 10을 참조하면, 단말은 기지국으로 다수의 와이드 빔 중에서 결정된 최적의 와이드 빔에 대한 정보를 보고할 수 있다(S1020).

단말은 기지국으로부터 전송되는 와이드 빔을 수신하고, 수신된 다수의 와이드 빔 중에서 최적의 와이드 빔을 결정할 수 있다. 이 경우, 일 예에 따라, 단말은 수신 신호 세기로 RSRP(Reference Signal Received Power) 값을 측정하고, RSRP 값이 최대인 와이드 빔을 최적의 와이드 빔으로 결정할 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 이에 한정되는 것은 아니며, 단말에서 측위 참조신호를 측정하기에 가장 효율이 좋은 와이드 빔을 선택할 수 있다면, 특정 방법에 한정되지 않는다.

단말은 기지국 ID, PRS 인덱스 및 최적의 빔 인덱스 정보 등을 보고하면서 내로우 빔 스위핑을 요청할 수 있다.

다시, 도 10을 참조하면, 단말은 최적의 와이드 빔에 기초하여, 기지국으로부터 측위 참조신호가 전송되는 다수의 내로우 빔(narrow beam)을 수신할 수 있다(S1030).

단말은 내로우 빔 스위핑 요청에 따라 기지국이 전송한 내로우 빔을 통하여 측위 참조신호를 수신할 수 있다. 이 때, 내로우 빔들은 최적의 와이드 빔의 영역 내에서만 스위핑될 수 있다.

단말은 수신된 내로우 빔들 중에서 다시 최적의 내로우 빔을 결정할 수 있다. 이 경우에도, 단말은, 전술한 것과 같이 RSRP 값을 기준으로 최적의 내로우 빔을 결정할 수 있다. 이에 따라, 단말의 현재 위치에서 가장 적합한 최적의 빔을 통하여 측위 참조신호의 전송이 가능해져, 단말의 위치 측정 시 빔 오프셋 등으로 인한 오차가 최소화될 수 있다.

일 예에 따라, 단말은 서빙셀(serving cell) 및 적어도 2 이상의 인접 셀로부터 각각 측위 참조신호를 수신할 수 있다. 단말은 측정된 RSTD, RSRP 또는 전송부터 수신까지의 시간차에 대한 정보를 기지국으로 보고할 수 있다. 이 경우, 단말은 측위 참조신호가 수신된 PRS 리소스의 PRS 리소스ID 및 해당 PRS 리소스가 포함된 PRS 리소스 셋 ID를 같이 보고할 수 있다.

기지국은 RSTD 정보 등에 기초하여 교차 영역을 추정할 수 있다. 이에 따라, 단말의 위치가 추정될 수 있다.

이에 따르면, 측위 참조신호를 두 단계로 수행되는 빔 스위핑을 통하여 전송함으로써, 정확도 향상 또는 고주파 대역에서의 측위 참조신호 전송 시에 야기될 수 있는 오버헤드 문제를 효율적으로 해소할 수 있는 측위 참조신호 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

이하에서는 전술한 단말의 동작과 관련된 기지국의 동작을 도면을 참조하여 설명한다.

도 11은 일 실시예에 따른 기지국이 측위 참조신호 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 절차를 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 기지국은 측위 참조신호에 대한 구성 정보를 단말로 전송할 수 있다(S1100).

일 예에 따라, 기지국은 PRS 리소스에 대한 구성 정보를 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통하여 전송할 수 있다. 즉, PRS 리소스를 구성하기 위한 파라미터들이 상위 계층 파라미터로서 설정될 수 있다.

다시, 도 11을 참조하면, 기지국은 구성 정보에 기초하여, 상기 단말로 상기 측위 참조신호가 전송되는 다수의 와이드 빔(wide beam)을 전송할 수 있다(S1110).

기지국은 측위 참조신호에 대한 구성 정보에 기초하여, 주기적으로 와이드 빔들을 통해 측위 참조신호를 단말로 전송할 수 있다. 이 경우, 단말은 기지국이 빔 스위핑을 통하여 전송한 다수의 와이드 빔들을 순차적으로 수신할 수 있다.

다시, 도 11을 참조하면, 기지국은 단말로부터 상기 다수의 와이드 빔 중에서 결정된 최적의 와이드 빔에 대한 정보를 수신할 수 있다(S1120).

기지국은 단말로부터 기지국 ID, PRS 인덱스 및 최적의 빔 인덱스 정보 등 및 내로우 빔 스위핑에 대한 요청을 수신할 수 있다.

다시, 도 11을 참조하면, 기지국은 최적의 와이드 빔에 기초하여, 상기 단말로 상기 측위 참조신호가 전송되는 다수의 내로우 빔(narrow beam)을 전송할 수 있다(S1130).

기지국은 단말로부터 수신된 내로우 빔 스위핑 요청에 따라, 내로우 빔을 이용하여 측위 참조신호를 전송할 수 있다. 이 때, 내로우 빔들은 최적의 와이드 빔의 영역 내에서만 스위핑될 수 있다.

이하에서는, 관련도면을 참조하여, 측위 참조신호 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 방법과 관련된 각 실시예에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다. 이하에서 설명하는 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 적용될 수 있다.

본 개시에서는 고 주파수 대역인 FR(Frequency Range)2 대역에서 빔을 이용한 PRS 송신에서 오버헤드를 줄이는 빔 스위핑 기반 PRS 송신 프로토콜을 예를 들어 설명한다.

일 예로, 단말이 8개의 기지국으로부터 측위 참조신호를 수신하는 경우, 각 기지국이 8개의 빔을 이용해 측위 참조신호를 전송할 수 있다. 이 경우, 단말은 총 64개의 측위 참조신호를 수신하게 되며, 이에 따라 오버헤드 문제가 발생할 여지가 있다. 이러한 오버헤드를 방지하기 위해, 계층적 빔 스위핑 기법을 이용해 측위 참조신호를 전송하는 새로운 하향링크 PRS 송신 프로토콜을 제안한다.

본 개시에서는 빔 측정, 빔 선택 동작 등은 NR 관련 동작에서 설명되고 있는 바, 구체적인 내용을 생략하며, 해당 동작들은 일반적으로 공지된 다양한 방법이 사용될 수도 있다.

이하에서는, 아이들(IDLE) 상태의 단말과 RRC 커넥티드(CONNECTED) 상태의 단말의 동작으로 구분하여 설명한다. 다만, RRC 인액티브(INACTIVE) 상태의 단말에 대해서도, 기술적 사상에 모순되지 않는 한, 이하의 설명이 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.

도 12 내지 도 14는 일 실시예에 따른 계층적 빔 스위핑 기반 하향링크 PRS 전송을 설명하기 위한 도면이다.

일 예에 따라, 단말이 아이들 상태에 있는 경우를 가정한다. 이 경우, 단말은 와이드 빔(wide beam)과 내로우 빔(narrow beam) 순으로 순차적으로 빔을 측정하여 측위 참조신호를 수신할 수 있다.

도 12를 참조하면, 기지국(200)은 주기적으로 와이드 빔들(#1~#5)을 이용하여 측위 참조신호를 전송할 수 있다. 도 12에는 5개의 와이드 빔이 도시되어 있으나, 이는 편의를 위한 것으로, 와이드 빔은 개수는 이에 한정되지 않음은 당연하다. 이 경우, 기지국은 빔 스위핑을 통하여 다수의 와이드 빔들을 순차적으로 전송할 수 있다. 해당 다수의 와이드 빔들 각각은 측위 참조신호에 대한 구성 정보에 따라 구성되는 PRS 리소스 셋 내의 PRS 리소스들과 대응되도록 설정될 수 있다.

단말이 아이들 상태에 있기 때문에, 기지국과 단말은 랜덤 액세스(Random Access) 절차를 수행한다. 이 경우, 기지국은 랜덤 액세스 채널의 리소스를 단말에 할당하고, 단말은 기지국 ID, PRS 인덱스 및 최적의 빔 인덱스 정보를 피드백하면서 내로우 빔 스위핑을 요청할 수 있다.

예를 들어, 도 12에 도시된 것과 같이, #4의 와이드 빔이 최적의 빔으로 선택된 경우를 가정한다. 이 경우, 기지국은 수신된 내로우 빔 스위핑 요청에 따라, 내로우 빔을 이용하여 측위 참조신호를 전송할 수 있다. 이 때, 도 13에 도시된 것과 같이, 내로우 빔(#4_1~#4_4)은 #4의 와이드 빔의 영역 내에서 스위핑될 수 있다. 도 13에는 4개의 내로우 빔이 도시되어 있으나, 이는 일 예로서, 내로우 빔의 개수는 이에 한정되지 않음은 당연하다.

단말은 내로우 빔(#4_1~#4_4) 중에서 다시 최적의 내로우 빔(#4_3)을 결정할 수 있다. 이 경우에도, 단말은, 전술한 것과 같이 RSRP 값을 기준으로 최적의 내로우 빔을 결정할 수 있다. 이에 따라, 단말의 현재 위치에서 가장 적합한 최적의 빔을 통하여 측위 참조신호의 전송이 가능해져, 단말의 위치 측정 시 빔 오프셋 등으로 인한 오차가 최소화될 수 있다.

전술한 것과 같이, 단말은 와이드 빔을 기준으로 1차적으로 최적의 빔을 선택하고, 해당 선택 내용을 기지국으로 전달하며, 2차적으로 기지국이 내로우 빔을 전송할 때 전체 영역이 아닌 선택된 와이드 빔 내에서만 빔을 스위핑하여 측위 참조신호를 전송할 수 있다.

이에 따라, 정확성이 향상된 또는 고주파 대역에서의 측위 참조신호를 전송하기 위하여 내로우 빔을 이용하는 경우에도, 선택된 와이드 빔 영역 내에서만 빔 스위핑을 함으로써, 불필요한 빔 스위핑에 따른 오버헤드 증가를 방지할 수 있다.

다른 일 예에 따라, 단말이 RRC 커넥티드 상태에 있는 경우를 가정한다. 이 경우에도, 단말은 와이드 빔(wide beam)과 내로우 빔(narrow beam) 순으로 순차적으로 빔을 측정하여 측위 참조신호를 수신할 수 있다. 다만, 단말이 RRC 커넥티드 상태에 있으므로, 직전의 측위 참조신호의 전송에 이용된 와이드 빔들 중에서 최적의 와이드 빔에 대한 정보는 이미 단말로부터 기지국으로 보고된 상태이다.

예를 들어, 직전의 최적의 와이드 빔이 #3이라고 가정한다. 이 경우, 도 14에 도시된 것과 같이, 기지국(200)은 주기적으로 와이드 빔들(#2~#4)을 이용하여 측위 참조신호를 전송할 수 있다. 이 경우, 기지국은 빔 스위핑을 통하여 다수의 와이드 빔들을 순차적으로 전송하되, 직전의 최적의 와이드 빔을 기준으로 소정 개수의 인접 와이드 빔만을 이용하여 측위 참조신호를 전송할 수 있다. 즉, 도 12의 경우와 달리, 기지국은 보다 적은 수의 와이드 빔을 이용하여 측위 참조신호를 전송할 수 있다.

단말은 기지국으로부터 전송되는 와이드 빔을 수신하고, 수신된 다수의 와이드 빔 중에서 최적의 와이드 빔을 다시 결정할 수 있다. 이 경우, 일 예에 따라, 단말은 수신 신호 세기로 RSRP 값을 측정하고, RSRP 값이 최대인 와이드 빔을 최적의 와이드 빔으로 결정할 수 있다.

또한, 단말은 기지국 ID, PRS 인덱스 및 최적의 빔 인덱스 정보를 피드백하면서 내로우 빔 스위핑을 요청할 수 있다. 이 경우, 단말은 커넥티드 상태이므로 핸드오버 상황 등 별도의 필요가 없는 경우, 랜덤 액세스 절차는 생략될 수 있다.

예를 들어, 도 14에 도시된 것과 같이, #4의 와이드 빔이 최적의 빔으로 선택된 경우를 가정한다. 이 경우, 기지국은 수신된 내로우 빔 스위핑 요청에 따라, 내로우 빔을 이용하여 측위 참조신호를 전송할 수 있다. 이 때, 도 13에 도시된 것과 같이, 내로우 빔(#4_1~#4_4)은 #4의 와이드 빔의 영역 내에서 스위핑될 수 있다. 도 13에는 4개의 내로우 빔이 도시되어 있으나, 이는 일 예로서, 내로우 빔의 개수는 이에 한정되지 않음은 당연하다.

일 예에 따라, 측위 참조신호의 전송을 위하여, 그룹형 빔이 사용될 수 있다. 이 경우, 각 빔에 구별되는 PRS 리소스를 매핑하게 된다. 따라서, 기지국으로부터 측위 참조신호를 수신한 단말은 빔의 방향성 정보를 획득할 수 있다.

도 12에 도시된 것과 같이, 기지국은 주어진 시간 주기에서 순차적으로 서로 다른 N개의 방향으로 측위 참조신호를 전송한다. 즉, 본 개시에서 측위 참조신호를 전송하는 빔 스위핑은 N개 방향으로 측위 참조신호를 전송하는 것을 의미한다.

예를 들어, 도 12에 도시된 것과 같이, N=5인 경우, 다섯 방향으로 측위 참조신호가 전송된다. 이 경우, 일 예에 따라, 도 13에 도시된 것과 같이, 내로우 빔들은 대응하는 와이드 빔의 빔 서브셋(Beam subset)으로 구성되어, 그룹형의 섹터 빔 형상으로 전송되도록 설정될 수 있다.

이때 측위 참조신호는 N개 빔 방향으로 시간 축에서 순차적으로 전송된다. 측위 참조신호의 전송 단위가 서브프레임이라면 N개 서브프레임에서 각각 전송된다. 측위 참조신호의 전송 단위가 슬롯이라면 N개 슬롯에서 각각 전송된다. 측위 참조신호의 전송 단위가 심볼이라면 N개 심볼에 순차적으로 전송된다. 와이드 빔과 내로우 빔의 전송 간격은 서로 동일하거나 상이하게 설정될 수 있다.

다른 일 예에 따라, 와이드 빔 또는 내로우 빔 중 적어도 하나는 N개 빔이 단일 시간에 동시에 전송될 수 있다. 이 경우, 측위 참조신호를 전송하는 빔 스위핑은 N개 방향으로 동일 시간에 측위 참조신호를 전송하는 것을 말한다. 이 경우, 동일 시간-주파수 자원에 다중화(multiplexing) 형태로 전송되거나, FDM 형태로 직교 N개 PRS 리소스에 매핑되어 측위 참조신호가 전송된다.

이하, 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명한 본 실시예들의 일부 또는 전부를 수행할 수 있는 단말과 기지국의 구성을 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 중복되는 설명을 피하기 위하여 전술한 설명 중 일부는 생략하기로 한다.

도 15는 또 다른 실시예에 의한 사용자 단말(1500)의 구성을 보여주는 도면이다.

도 15를 참조하면, 또 다른 실시예에 의한 사용자 단말(1500)은 제어부(1510), 송신부(1520) 및 수신부(1530)를 포함한다.

제어부(1510)는 전술한 본 개시를 수행하기에 필요한 측위 참조신호 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 방법에 따른 전반적인 사용자 단말(1500)의 동작을 제어한다. 송신부(1520)는 기지국에 상향링크 제어 정보 및 데이터, 메시지 등을 해당 채널을 통해 전송한다. 수신부(1530)는 기지국으로부터 하향링크 제어정보 및 데이터, 메시지 등을 해당 채널을 통해 수신한다.

제어부(1510)는 수신부(1530)을 제어하여 측위 참조신호에 대한 구성 정보를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 단말의 위치 측정을 위한 측위 참조신호가 전송되는데 이용되는 무선 자원인 PRS 리소스는 NR의 다양한 사용 시나리오에 부합할 수 있도록 플렉서블하게 설정될 수 있다. 즉, 측위 참조신호는 단말의 사용 케이스에 따라 무선 자원 상에서 다양한 패턴으로 전송될 수 있다.

제어부(1510)는 구성 정보에 기초하여, 기지국으로부터 측위 참조신호가 전송되는 다수의 와이드 빔(wide beam)을 수신할 수 있다. 제어부(1510)는 측위 참조신호에 대한 구성 정보에 기초하여, 기지국이 주기적으로 전송하는 와이드 빔들을 통해 측위 참조신호를 수신할 수 있다. 이 경우, 단말은 기지국이 빔 스위핑을 통하여 전송한 다수의 와이드 빔들을 순차적으로 수신할 수 있다.

제어부(1510)는 송신부(1520)를 제어하여 기지국으로 다수의 와이드 빔 중에서 결정된 최적의 와이드 빔에 대한 정보를 보고할 수 있다. 제어부(1510)는 기지국으로부터 전송되는 와이드 빔을 수신하고, 수신된 다수의 와이드 빔 중에서 최적의 와이드 빔을 결정할 수 있다. 이 경우, 일 예에 따라, 제어부(1510)는 수신 신호 세기로 RSRP(Reference Signal Received Power) 값을 측정하고, RSRP 값이 최대인 와이드 빔을 최적의 와이드 빔으로 결정할 수 있다.

제어부(1510)는 기지국 ID, PRS 인덱스 및 최적의 빔 인덱스 정보 등을 보고하면서 내로우 빔 스위핑을 요청할 수 있다.

제어부(1510)는 최적의 와이드 빔에 기초하여, 기지국으로부터 측위 참조신호가 전송되는 다수의 내로우 빔(narrow beam)을 수신할 수 있다. 기지국은 단말로부터 수신된 내로우 빔 스위핑 요청에 따라, 내로우 빔을 이용하여 측위 참조신호를 전송할 수 있다. 이 때, 내로우 빔들은 최적의 와이드 빔의 영역 내에서만 스위핑될 수 있다.

제어부(1510)는 수신된 내로우 빔들 중에서 다시 최적의 내로우 빔을 결정할 수 있다. 이 경우에도, 제어부(1510)는, 전술한 것과 같이 RSRP 값을 기준으로 최적의 내로우 빔을 결정할 수 있다. 이에 따라, 단말의 현재 위치에서 가장 적합한 최적의 빔을 통하여 측위 참조신호의 전송이 가능해져, 단말의 위치 측정 시 빔 오프셋 등으로 인한 오차가 최소화될 수 있다.

일 예에 따라, 제어부(1510)는 서빙셀(serving cell) 및 적어도 2 이상의 인접 셀로부터 각각 측위 참조신호를 수신할 수 있다. 제어부(1510)는 측정된 RSTD, RSRP 또는 전송부터 수신까지의 시간차에 대한 정보를 기지국으로 보고할 수 있다. 이 경우, 제어부(1510)는 측위 참조신호가 수신된 PRS 리소스의 PRS 리소스ID 및 해당 PRS 리소스가 포함된 PRS 리소스 셋 ID를 같이 보고할 수 있다.

도 16은 또 다른 실시예에 의한 기지국(1600)의 구성을 보여주는 도면이다.

도 16을 참조하면, 또 다른 실시예에 의한 기지국(1600)은 제어부(1610), 송신부(1620) 및 수신부(1630)를 포함한다.

제어부(1610)는 전술한 본 개시를 수행하기에 필요한 주파수 호핑을 수행하는 방법에 따른 전반적인 기지국(1600)의 동작을 제어한다. 송신부(1620)와 수신부(1630)는 전술한 본 개시를 수행하기에 필요한 신호나 메시지, 데이터를 단말과 송수신하는데 사용된다.

제어부(1610)는 송신부(1620)를 제어하여 측위 참조신호에 대한 구성 정보를 단말로 전송할 수 있다. 단말의 위치 측정을 위한 측위 참조신호가 전송되는데 이용되는 무선 자원인 PRS 리소스는 NR의 다양한 사용 시나리오에 부합할 수 있도록 플렉서블하게 설정될 수 있다. 즉, 측위 참조신호는 단말의 사용 케이스에 따라 무선 자원 상에서 다양한 패턴으로 전송될 수 있다.

일 예에 따라, 제어부(1610)는 PRS 리소스에 대한 구성 정보를 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통하여 전송할 수 있다. 즉, PRS 리소스를 구성하기 위한 파라미터들이 상위 계층 파라미터로서 설정될 수 있다.

제어부(1610)는 구성 정보에 기초하여, 상기 단말로 상기 측위 참조신호가 전송되는 다수의 와이드 빔(wide beam)을 전송할 수 있다. 제어부(1610)는 측위 참조신호에 대한 구성 정보에 기초하여, 주기적으로 와이드 빔들을 통해 측위 참조신호를 단말로 전송할 수 있다. 이 경우, 단말은 기지국이 빔 스위핑을 통하여 전송한 다수의 와이드 빔들을 순차적으로 수신할 수 있다.

일 예에 따라, 단말이 RRC 커넥티드 상태인 경우, 직전의 측위 참조신호의 전송에 이용된 와이드 빔들 중에서 최적의 와이드 빔에 대한 정보는 이미 단말로부터 기지국으로 보고된 상태일 수 있다. 이 경우, 제어부(1610)는 빔 스위핑을 통하여 다수의 와이드 빔들을 순차적으로 전송하되, 직전의 최적의 와이드 빔을 기준으로 소정 개수의 인접 와이드 빔만을 이용하여 측위 참조신호를 전송할 수 있다.

제어부(1610)는 수신부(1630)를 제어하여 단말로부터 상기 다수의 와이드 빔 중에서 결정된 최적의 와이드 빔에 대한 정보를 수신할 수 있다. 단말은 기지국으로부터 전송되는 와이드 빔을 수신하고, 수신된 다수의 와이드 빔 중에서 최적의 와이드 빔을 결정할 수 있다. 이 경우, 일 예에 따라, 단말은 수신 신호 세기로 RSRP(Reference Signal Received Power) 값을 측정하고, RSRP 값이 최대인 와이드 빔을 최적의 와이드 빔으로 결정할 수 있다.

제어부(1610)는 단말로부터 기지국 ID, PRS 인덱스 및 최적의 빔 인덱스 정보 등 및 내로우 빔 스위핑에 대한 요청을 수신할 수 있다.

제어부(1610)는 최적의 와이드 빔에 기초하여, 상기 단말로 상기 측위 참조신호가 전송되는 다수의 내로우 빔(narrow beam)을 전송할 수 있다. 제어부(1610)는 단말로부터 수신된 내로우 빔 스위핑 요청에 따라, 내로우 빔을 이용하여 측위 참조신호를 전송할 수 있다. 이 때, 내로우 빔들은 최적의 와이드 빔의 영역 내에서만 스위핑될 수 있다.

제어부(1610)는 RSTD 정보 등에 기초하여 교차 영역을 추정할 수 있다. 이에 따라, 단말의 위치가 추정될 수 있다.

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

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

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러 또는 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

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

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

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

Claims

단말이 측위 참조신호(Positioning Reference Signal; PRS) 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 방법에 있어서,
측위 참조신호에 대한 구성 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 구성 정보에 기초하여, 상기 기지국으로부터 상기 측위 참조신호가 전송되는 다수의 와이드 빔(wide beam)을 수신하는 단계;
상기 기지국으로 상기 다수의 와이드 빔 중에서 결정된 최적의 와이드 빔에 대한 정보를 보고하는 단계; 및
상기 최적의 와이드 빔에 기초하여, 상기 기지국으로부터 상기 측위 참조신호가 전송되는 다수의 내로우 빔(narrow beam)을 수신하는 단계;
를 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 와이드 빔 및 상기 내로우 빔은, 각각 측위 참조신호 리소스에 대응하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 다수의 와이드 빔은, 순차적으로 수신되는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 다수의 내로우 빔은, 상기 최적의 와이드 빔의 범위 내에서 순차적으로 수신되는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 다수의 와이드 빔을 수신하는 단계는, 상기 단말이 RRC 커넥티드(connected) 상태인 경우, 직전에 수신된 최적의 와이드 빔을 기준으로 소정 개수의 인접 와이드 빔들을 포함하는 다수의 와이드 빔을 수신하는 방법.
기지국이 측위 참조신호(Positioning Reference Signal; PRS) 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 방법에 있어서,
측위 참조신호에 대한 구성 정보를 단말로 전송하는 단계;
상기 구성 정보에 기초하여, 상기 단말로 상기 측위 참조신호가 전송되는 다수의 와이드 빔(wide beam)을 전송하는 단계;
상기 단말로부터 상기 다수의 와이드 빔 중에서 결정된 최적의 와이드 빔에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
상기 최적의 와이드 빔에 기초하여, 상기 단말로 상기 측위 참조신호가 전송되는 다수의 내로우 빔(narrow beam)을 전송하는 단계;
를 포함하는 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 와이드 빔 및 상기 내로우 빔은, 각각 측위 참조신호 리소스에 대응하는 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 다수의 와이드 빔은, 순차적으로 전송되는 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 다수의 내로우 빔은, 상기 최적의 와이드 빔의 범위 내에서 순차적으로 전송되는 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 다수의 와이드 빔을 전송하는 단계는, 상기 단말이 RRC 커넥티드(connected) 상태인 경우, 직전에 전송된 최적의 와이드 빔을 기준으로 소정 개수의 인접 와이드 빔들을 포함하는 다수의 와이드 빔을 전송하는 방법.
측위 참조신호(Positioning Reference Signal; PRS) 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 단말에 있어서,
송신부;
수신부; 및
상기 송신부 및 상기 수신부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
측위 참조신호에 대한 구성 정보를 기지국으로부터 수신하고,
상기 구성 정보에 기초하여, 상기 기지국으로부터 상기 측위 참조신호가 전송되는 다수의 와이드 빔(wide beam)을 수신하고,
상기 기지국으로 상기 다수의 와이드 빔 중에서 결정된 최적의 와이드 빔에 대한 정보를 보고하고,
상기 최적의 와이드 빔에 기초하여, 상기 기지국으로부터 상기 측위 참조신호가 전송되는 다수의 내로우 빔(narrow beam)을 수신하는 단말.
제 11 항에 있어서,
상기 와이드 빔 및 상기 내로우 빔은, 각각 측위 참조신호 리소스에 대응하는 단말.
제 11 항에 있어서,
상기 다수의 와이드 빔은, 순차적으로 수신되는 단말.
제 11 항에 있어서,
상기 다수의 내로우 빔은, 상기 최적의 와이드 빔의 범위 내에서 순차적으로 수신되는 단말.
제 11 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 단말이 RRC 커넥티드(connected) 상태인 경우, 직전에 수신된 최적의 와이드 빔을 기준으로 소정 개수의 인접 와이드 빔들을 포함하는 다수의 와이드 빔을 수신하는 단말.
측위 참조신호(Positioning Reference Signal; PRS) 전송의 오버헤드를 감소하기 위한 기지국에 있어서,
송신부;
수신부; 및
상기 송신부 및 상기 수신부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
측위 참조신호에 대한 구성 정보를 단말로 전송하고,
상기 구성 정보에 기초하여, 상기 단말로 상기 측위 참조신호가 전송되는 다수의 와이드 빔(wide beam)을 전송하고,
상기 단말로부터 상기 다수의 와이드 빔 중에서 결정된 최적의 와이드 빔에 대한 정보를 수신하고,
상기 최적의 와이드 빔에 기초하여, 상기 단말로 상기 측위 참조신호가 전송되는 다수의 내로우 빔(narrow beam)을 전송하는 기지국.
제 16 항에 있어서,
상기 와이드 빔 및 상기 내로우 빔은, 각각 측위 참조신호 리소스에 대응하는 기지국.
제 16 항에 있어서,
상기 다수의 와이드 빔은, 순차적으로 전송되는 기지국.
제 16 항에 있어서,
상기 다수의 내로우 빔은, 상기 최적의 와이드 빔의 범위 내에서 순차적으로 전송되는 기지국.
제 16 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 단말이 RRC 커넥티드(connected) 상태인 경우, 직전에 전송된 최적의 와이드 빔을 기준으로 소정 개수의 인접 와이드 빔들을 포함하는 다수의 와이드 빔을 전송하는 기지국.