KR20220082240A - 차세대 무선 통신 시스템에서 향상된 빔 추적을 수행하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 4G, 5G 통신 시스템 이후 높은 데이터 전송 속도 및 초저지연시간을 달성하기 위한 6G 통신 시스템과 관련된 것이다. 본 개시의 실시 예들에 따르면, 기지국은 단말의 위치에서 가장 성능이 좋은 빔으로 선택될 확률이 높은 빔들을 CSI-RS (channel state information-reference signal)에 대응 (또는, 매핑 (mapping))시킬 수 있고, 이러한 CSI-RS를 상기 단말에 제공할 수 있다. 이에 따라, CSI-RS와 대응되는 빔들 중 가장 성능이 좋은 빔이 포함될 확률이 높아질 수 있다. 따라서, 밀리미터 파, 테라헤르츠 대역, 또는 그 이상의 초고주파 대역에서 빔포밍 기술을 운용함에 있어, 보다 향상된 성능의 빔 추적이 수행될 수 있다. 이를 위한 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 단말의 방법이 제공된다. 상기 단말의 방법은, 제1 기지국으로부터 클러스터 (cluster) 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계; 상기 클러스터 정보 및 상기 단말의 위치 정보에 기반하여, 상기 단말의 위치와 대응되는 클러스터가 변경되었는지 여부를 확인하는 단계; 및 상기 클러스터가 변경된 경우, 상기 변경된 클러스터에 대한 정보를 포함하는 CSI (channel state information) 보고를 상기 제1 기지국에 전송하는 단계를 포함하며, 상기 클러스터 정보는 위치 별 빔 패턴에 기반하여 확인되는 적어도 하나의 클러스터에 대한 정보를 포함하고, 상기 위치 별 빔 패턴은 상기 제1 기지국에 의해 서빙되는 복수 개의 단말 각각에 대한 위치 정보 및 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 개시는 차세대 무선 통신 시스템에서의 단말 및 기지국의 동작에 대한 것이다. 특히, 밀리미터 파 (millimeter wave, mmWave)와 같은 초고주파 (예를 들어, 28GHz, 테라헤르츠 (THz), 또는 그 이상의 초고주파) 기반 시스템에서 빔포밍(beamforming) 기술을 적용하여 단말 및 기지국 간 신호 송수신을 함에 있어, 보다 향상된 빔 추적 (beam tracking) 방법 및 이를 수행할 수 있는 장치에 대한 것이다.
무선 통신 세대를 거듭하면서 발전한 과정을 돌아보면, 음성, 멀티미디어, 데이터 등 주로 인간 대상의 서비스를 위한 기술이 개발되어 왔다. 5G (5th generation) 통신 시스템 상용화 이후 폭발적인 증가 추세에 있는 커넥티드 (connected) 기기들이 통신 네트워크에 연결될 것으로 전망되고 있다. 네트워크에 연결된 사물의 예로는 차량, 로봇 (robot), 드론 (drone), 가전제품 (appliance), 디스플레이 (display), 각종 인프라 (infra)에 설치된 스마트 센서 (smart sensor), 건설기계, 공장 장비 등이 있을 수 있다. 모바일 기기는 증강현실 (augmented reality, AR) 안경, 가상현실 (virtual reality, VR) 헤드셋, 홀로그램 (hologram) 기기 등 다양한 폼팩터 (form factor)로 진화할 것으로 예상된다. 6G (6th generation) 시대에는 수천 억 개의 기기 및 사물을 연결하여 다양한 서비스를 제공하기 위해 개선된 6G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 6G 통신 시스템은 5G 통신 이후 (Beyond 5G, B5G) 시스템이라 불리어지고 있다.
2030년쯤 실현될 것으로 예측되는 6G 통신 시스템에서 최대 전송속도는 테라 (1,000기가) bps (bit per second), 무선 지연시간은 100마이크로초(μsec)이다. 즉, 5G 통신 시스템 대비 6G 통신 시스템에서의 전송 속도는 50배 빨라지고, 무선 지연시간은 10분의 1로 줄어든다.
이러한 높은 데이터 전송 속도 및 초저 (ultra low)지연시간을 달성하기 위해, 6G 통신 시스템은 테라헤르츠 (Terahertz) 대역 (예를 들어, 95기가헤르츠 (95GHz)에서 3테라헤르츠 (3THz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 테라헤르츠 대역에서는 5G에서 도입된 밀리미터파 (mmWave) 대역에 비해 더 심각한 경로 손실 및 대기흡수 현상으로 인해서 신호 도달거리, 즉 커버리지를 보장할 수 있는 기술의 중요성이 더 커질 것으로 예상된다. 커버리지를 보장하기 위한 주요 기술로서 RF (radio frequency) 소자, 안테나, OFDM (orthogonal frequency division multiplexing)보다 커버리지 측면에서 더 우수한 신규 파형 (waveform), 빔포밍(beamforming) 및 거대 배열 다중 입출력 (massive multiple input and multiple output (MIMO)), 전차원 다중입출력 (full dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나 (array antenna), 대규모 안테나 (large scale antenna)와 같은 다중 안테나 전송 기술 등이 개발되어야 한다. 이 외에도 테라헤르츠 대역 신호의 커버리지를 개선하기 위해 메타물질 (metamaterial) 기반 렌즈 및 안테나, OAM (orbital angular momentum)을 이용한 고차원 공간 다중화 기술, RIS (reconfigurable intelligent surface) 등 새로운 기술들이 논의되고 있다.
또한, 주파수 효율 향상 및 시스템 네트워크 개선을 위해, 6G 통신 시스템에서는 상향링크 (uplink, 단말 송신)와 하향링크 (downlink, 기지국 송신)가 동일 시간에 동일 주파수 자원을 동시에 활용하는 전이중화 (full duplex) 기술, 위성 (satellite) 및 HAPS (high-altitude platform stations) 등을 통합적으로 활용하는 네트워크 기술, 이동 기지국 등을 지원하고 네트워크 운영 최적화 및 자동화 등을 가능하게 하는 네트워크 구조 혁신 기술, 스펙트럼 사용 예측에 기초한 충돌 회피를 통한 동적 주파수 공유 (dynamic spectrum sharing) 기술, AI (artificial intelligence)를 설계 단계에서부터 활용하고, 종단 간 (end-to-end) AI 지원 기능을 내재화하여 시스템 최적화를 실현하는 AI 기반 통신 기술, 단말 연산 능력의 한계를 넘어서는 복잡도의 서비스를 초고성능 통신과 컴퓨팅 자원 (mobile edge computing (MEC), 클라우드 등)을 활용하여 실현하는 차세대 분산 컴퓨팅 기술 등의 개발이 이루어지고 있다. 뿐만 아니라, 6G 통신 시스템에서 이용될 새로운 프로토콜의 설계, 하드웨어 기반의 보안 환경의 구현 및 데이터의 안전 활용을 위한 메커니즘 개발 및 프라이버시 유지 방법에 관한 기술 개발을 통해 디바이스 간의 연결성을 더 강화하고, 네트워크를 더 최적화하고, 네트워크 엔티티 (network entity)의 소프트웨어화를 촉진하며, 무선 통신의 개방성을 높이려는 시도가 계속되고 있다.
이러한 6G 통신 시스템의 연구 및 개발로 인해, 사물 간의 연결뿐만 아니라, 사람과 사물 간의 연결까지 모두 포함하는 6G 통신 시스템의 초연결성 (hyper-connectivity)을 통해 새로운 차원의 초연결 경험 (the next hyper-connected experience)이 가능해질 것으로 기대된다. 구체적으로, 6G 통신 시스템을 통해 초실감 확장 현실 (truly immersive extended reality (XR)), 고정밀 모바일 홀로그램 (high-fidelity mobile hologram), 디지털 복제 (digital replica) 등의 서비스 제공이 가능할 것으로 전망된다. 또한, 보안 및 신뢰도 증진을 통한 원격 수술 (remote surgery), 산업 자동화 (industrial automation) 및 비상 응답 (emergency response)과 같은 서비스가 6G 통신 시스템을 통해 제공됨으로써, 산업, 의료, 자동차, 가전 등 다양한 분야에서 응용될 것이다.
한편, 상술한 바와 같은 6G 통신 시스템 또는 차세대 무선 통신 시스템의 연구에서는, 밀리미터 파 대역, 테라헤르츠 대역, 또는 그 이상의 초고주파 대역에서 신호 송수신 시 발생할 수 있는 기지국의 커버리지 (coverage) 감소 및 이에 따른 통신 서비스 품질 저하 문제를 해결하기 위한 방법으로, 특히, 빔포밍 기술 및 빔포밍 기술을 보다 효과적으로 운용할 수 있도록 하는 방법에 주목하고 있다.
상술한 바와 같이, 본 개시가 적용될 수 있는 6G 통신 시스템 또는 차세대 무선 통신 시스템에서는, 보다 높은 신호 전송율을 보장하기 위해 밀리미터 파, 테라헤르츠 (THz) 대역, 또는 그 이상의 초고주파 대역에서의 신호 송수신을 고려하고 있다. 한편, 고주파 대역을 사용할수록 거리 별 신호 감쇄 정도가 높아져, 신호 감쇄에 의한 기지국의 커버리지 감소는 피할 수 없다. 이러한 커버리지 감소 문제를 해결하기 위해, 본 개시가 적용될 수 있는 6G 통신 시스템 또는 차세대 무선 통신 시스템에서는 빔포밍 기술을 적용하여 신호 세기를 증폭시킴으로써 단말과 기지국 간 신호 송수신이 이루어질 수 있도록 하는 방법을 고려할 수 있다. 그러나, 빔포밍 기술에 기반하여 단말과 기지국 간 신호 송수신이 이루어지더라도, 단말의 이동 등 주변 통신 환경의 변화에 따라 빔포밍 기술의 신호 세기 증폭 효과가 급격히 감쇄할 수 있다. 즉, 초고주파 대역에서는 통신 환경에 따라 빔포밍 기술이 효과적으로 운용되지 않을 수 있다. 따라서, 본 개시가 적용될 수 있는 6G 통신 시스템 또는 차세대 무선 통신 시스템에서 빔포밍 기술이 보다 안정적이고 효율적으로 운용될 수 있도록, 가장 성능이 좋은 빔을 결정하고, 빔의 변화를 지속적으로 추적 (tracking) 하며, 단말과 기지국 간 빔의 상태에 대한 정보를 교환할 수 있도록 하는 빔 추적 (beam tracking) (또는, 빔 관리 (beam management))방법이 고안될 필요가 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위해, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말의 방법이 제공된다. 상기 단말의 방법은, 제1 기지국으로부터 클러스터 (cluster) 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계; 상기 클러스터 정보 및 상기 단말의 위치 정보에 기반하여, 상기 단말의 위치와 대응되는 클러스터가 변경되었는지 여부를 확인하는 단계; 및 상기 클러스터가 변경된 경우, 상기 변경된 클러스터에 대한 정보를 포함하는 CSI (channel state information) 보고를 상기 제1 기지국에 전송하는 단계를 포함하며, 상기 클러스터 정보는 위치 별 빔 패턴에 기반하여 확인되는 적어도 하나의 클러스터에 대한 정보를 포함하고, 상기 위치 별 빔 패턴은 상기 제1 기지국에 의해 서빙되는 복수 개의 단말 각각에 대한 위치 정보 및 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 제1 기지국의 방법이 제공된다. 상기 기지국의 방법은, 클러스터 정보를 포함하는 메시지를 단말에 전송하는 단계; 상기 단말의 위치와 대응되는 클러스터가 변경된 경우, 상기 변경된 클러스터에 대한 정보를 포함하는 CSI 보고를 상기 단말로부터 수신하는 단계; 상기 변경된 클러스터에 대한 정보에 기반하여 CSI-RS (channel state information-reference signal)과 대응되는 적어도 하나의 빔을 확인하는 단계; 및 상기 확인된 적어도 하나의 빔에 기반하여 상기 CSI-RS를 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하며, 상기 클러스터 정보는 상기 클러스터 정보는 위치 별 빔 패턴에 기반하여 확인되는 적어도 하나의 클러스터에 대한 정보를 포함하고, 상기 위치 별 빔 패턴은 상기 제1 기지국에 의해 서빙되는 복수 개의 단말 각각에 대한 위치 정보 및 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템의 단말이 제공된다. 상기 단말은 송수신부;및 제1 기지국으로부터 클러스터 (cluster) 정보를 포함하는 메시지를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 클러스터 정보 및 상기 단말의 위치 정보에 기반하여, 상기 단말의 위치와 대응되는 클러스터가 변경되었는지 여부를 확인하고, 상기 클러스터가 변경된 경우, 상기 변경된 클러스터에 대한 정보를 포함하는 CSI (channel state information) 보고를 상기 제1 기지국에 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 클러스터 정보는 위치 별 빔 패턴에 기반하여 확인되는 적어도 하나의 클러스터에 대한 정보를 포함하고, 상기 위치 별 빔 패턴은 상기 제1 기지국에 의해 서빙되는 복수 개의 단말 각각에 대한 위치 정보 및 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템의 제1 기지국이 제공된다. 상기 제1 기지국은, 송수신부;및 클러스터 정보를 포함하는 메시지를 단말에 전송하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 단말의 위치와 대응되는 클러스터가 변경된 경우, 상기 변경된 클러스터에 대한 정보를 포함하는 CSI 보고를 상기 단말로부터 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 변경된 클러스터에 대한 정보에 기반하여 CSI-RS (channel state information-reference signal)과 대응되는 적어도 하나의 빔을 확인하고, 상기 확인된 적어도 하나의 빔에 기반하여 상기 CSI-RS를 상기 단말에 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 클러스터 정보는 상기 클러스터 정보는 위치 별 빔 패턴에 기반하여 확인되는 적어도 하나의 클러스터에 대한 정보를 포함하고, 상기 위치 별 빔 패턴은 상기 제1 기지국에 의해 서빙되는 복수 개의 단말 각각에 대한 위치 정보 및 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 기지국은 단말의 위치에서 가장 성능이 좋은 빔으로 선택될 확률이 높은 빔들을 CSI-RS (channel state information-reference signal)에 대응 (또는, 매핑 (mapping))시킬 수 있고, 이러한 CSI-RS를 상기 단말에 제공할 수 있다. 이에 따라, CSI-RS와 대응되는 빔들 중 가장 성능이 좋은 빔이 포함될 확률이 높아질 수 있다. 따라서, 밀리미터 파, 테라헤르츠 대역, 또는 그 이상의 초고주파 대역에서 빔포밍 기술을 운용함에 있어, 보다 향상된 성능의 빔 추적이 수행될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들에 대한 다음의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 NR (new radio, 또는 5G) 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 2은 본 개시에 따른 차세대 무선 통신 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 차세대 무선 통신 시스템에서 빔포밍 기술에 기반하여 단말 및 기지국이 신호를 송수신하는 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 4a는 본 개시에 따른 단말 및 기지국이 하향링크 (downlink) 송신 빔 (transmission beam) 조정을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4b는 본 개시에 따른 단말 및 기지국이 하향링크 수신 빔 (reception beam) 조정을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시에 따른 차세대 무선 통신 시스템에서 빔 지시 (beam indication) 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 빔 추적을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 빔 추적을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 빔 추적에서 CSI-RS와 대응되는 빔을 결정하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 빔 추적에서 CSI-RS와 대응되는 빔을 결정하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 10a은 본 개시의 일 실시 예에 따른 기지국이 위치 별 빔 패턴을 클러스터링하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 10b은 본 개시의 일 실시 예에 따른 기지국이 위치 별 빔 패턴을 클러스터링하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말이 위치 정보 및 해당 위치에서의 베스트 빔에 대한 정보를 기지국에 전송하는 과정의 순서를 도시한 도면이다.
도 12은 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말이 기준 신호의 신호 세기 측정 결과 리스트 및 해당 위치에서의 베스트 빔에 대한 정보를 기지국에 전송하는 과정의 순서를 도시한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 기지국이 단말의 위치 정보 및 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여 위치 별 빔 패턴을 확인하고, 이를 클러스터링하는 과정의 순서를 도시한 도면이다.
도 14은 본 개시의 일 실시 예에 따른 기지국이 클러스터 정보를 획득하는 과정의 전체적인 흐름을 도시한 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말이 위치 정보 및 기지국으로부터 수신한 클러스터 정보에 기반하여, 빔 추적을 수행하는 과정의 순서를 도시한 도면이다.
도 16는 본 개시의 일 실시 예에 따른 기지국이 CSI-RS와 대응되는 빔을 변경하는 과정의 순서를 도시한 도면이다.
도 17는 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말 및 기지국이 클러스터 정보에 기반하여 빔 추적을 수행하는 전체적인 흐름을 도시한 도면이다.
도 18은 본 개시의 실시 예들에 따른 단말의 구조를 도시한 도면이다.
도 19은 본 개시의 실시 예들에 따른 기지국의 구조를 도시한 도면이다.
도 1은 본 개시에 따른 NR (new radio, 또는 5G) 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 2은 본 개시에 따른 차세대 무선 통신 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 차세대 무선 통신 시스템에서 빔포밍 기술에 기반하여 단말 및 기지국이 신호를 송수신하는 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 4a는 본 개시에 따른 단말 및 기지국이 하향링크 (downlink) 송신 빔 (transmission beam) 조정을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4b는 본 개시에 따른 단말 및 기지국이 하향링크 수신 빔 (reception beam) 조정을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시에 따른 차세대 무선 통신 시스템에서 빔 지시 (beam indication) 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 빔 추적을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 빔 추적을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 빔 추적에서 CSI-RS와 대응되는 빔을 결정하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 빔 추적에서 CSI-RS와 대응되는 빔을 결정하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 10a은 본 개시의 일 실시 예에 따른 기지국이 위치 별 빔 패턴을 클러스터링하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 10b은 본 개시의 일 실시 예에 따른 기지국이 위치 별 빔 패턴을 클러스터링하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말이 위치 정보 및 해당 위치에서의 베스트 빔에 대한 정보를 기지국에 전송하는 과정의 순서를 도시한 도면이다.
도 12은 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말이 기준 신호의 신호 세기 측정 결과 리스트 및 해당 위치에서의 베스트 빔에 대한 정보를 기지국에 전송하는 과정의 순서를 도시한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 기지국이 단말의 위치 정보 및 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여 위치 별 빔 패턴을 확인하고, 이를 클러스터링하는 과정의 순서를 도시한 도면이다.
도 14은 본 개시의 일 실시 예에 따른 기지국이 클러스터 정보를 획득하는 과정의 전체적인 흐름을 도시한 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말이 위치 정보 및 기지국으로부터 수신한 클러스터 정보에 기반하여, 빔 추적을 수행하는 과정의 순서를 도시한 도면이다.
도 16는 본 개시의 일 실시 예에 따른 기지국이 CSI-RS와 대응되는 빔을 변경하는 과정의 순서를 도시한 도면이다.
도 17는 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말 및 기지국이 클러스터 정보에 기반하여 빔 추적을 수행하는 전체적인 흐름을 도시한 도면이다.
도 18은 본 개시의 실시 예들에 따른 단말의 구조를 도시한 도면이다.
도 19은 본 개시의 실시 예들에 따른 기지국의 구조를 도시한 도면이다.
이하 본 개시의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 개시가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 개시와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 개시의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로, 첨부 도면에 있어서 일부 구성 요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 개시의 구성을 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들은 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고, 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱 (addressing)할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성 요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수 있다.
이하의 설명의 편의를 위하여, 3GPP (3rd generation partnership project) 규격 (5G, NR, LTE 또는 이와 유사한 시스템의 규격)에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들이 일부 사용될 수 있다. 또한, 본 개시가 적용될 수 있는 차세대 무선 통신 시스템 (예를 들어, 6G, Beyond 5G 시스템)에서 새롭게 정의되거나, 기존의 무선 통신 시스템에서 사용되는 용어 및 명칭들이 사용될 수 있다. 이러한 용어의 사용은 본 개시의 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있고, 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에서 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에서 사용되는 용어 “~와 연관되는 (associated with)” 및 “~와 연관되는 (associated therewith)”과 그 파생어들은 포함하고 (include), ~내에 포함되고 (be included within), ~와 서로 연결되고 (interconnect with), 포함하고 (contain), ~내에 포함되고 (be contained within), ~에 연결하거나 혹은 ~와 연결하고 (connect to or with), ~에 연결하거나 혹은 ~와 연결하고 (couple to or with), ~와 통신 가능하고 (be communicated with), ~와 협조하고 (cooperate with), 인터리빙하고 (interleave), 병치하고 (juxtapose), ~로 가장 근접하고 (be proximate to), ~로 할 가능성이 크거나 혹은 ~와 ~할 가능성이 크고 (be bound to or with), 가지고 (have), 소유하고 (have a property of) 등과 같은 것을 의미할 수 있다.
또한, 본 개시에서, 특정 조건의 만족 (satisfied), 충족 (fulfilled) 여부를 판단하기 위해, 초과 또는 미만의 표현이 사용되었으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 이상 또는 이하의 기재를 배제하는 것이 아니다. '이상'으로 기재된 조건은 '초과', '이하'로 기재된 조건은 '미만', '이상 및 미만'으로 기재된 조건은 '초과 및 이하'로 대체될 수 있다.
본 개시에 대한 자세한 설명에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 몇 가지 용어들에 대해 해석 가능한 의미의 예를 제시한다. 하지만, 아래 제시하는 해석 예로 한정되는 것은 아님을 주의하여야 한다.
본 개시에서 단말 (또는, 통신 단말)은 기지국 또는 다른 단말과 통신하는 일 주체로서, 노드, UE (user equipment), NG UE (next generation UE), MS (mobile station), 디바이스 (device), 또는 터미널 (terminal) 등으로 지칭될 수 있다. 또한, 단말은 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, PDA, PMP (portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 단말은 텔레비전, DVD (digital video disk) 플레이어, 오디어, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스, 게임 콘솔, 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 단말은 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그 밖에, 단말은 통신 기능을 수행할 수 있는 다양한 종류의 멀티 미디어 시스템을 포함할 수 있다. 한편, 본 개시는 상술한 바에 국한되지 않으며, 단말은 이와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 용어에 의해 지칭될 수도 있다.
또한, 본 개시에서 기지국은 단말과 통신하며, 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, 다양한 형태를 가질 수 있고, BS (base station), NodeB (NB), NG RAN (next generation radio access network), AP (access point), TP (transmission point), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 등으로 지칭될 수 있다. 한편, 본 개시는 이에 국한되지 않고, 기지국은 이와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 용어에 의해 지칭될 수도 있다.
또한, 본 개시에서 상위레벨 메시지는 상위레벨 신호, 상위레벨 시그널링, 상위레이어 시그널링 (highlayer signaling), 상위 계층 시그널링, 또는 RRC (radio resource control) 메시지로 지칭될 수 있으며, 본 개시는 이에 국한되지 않고, 이와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 용어에 의해 지칭될 수도 있다.
또한, 본 개시의 실시 예들에서, 베스트 빔 (best beam) (또는, 베스트 빔들)이란, 송신단 측과 수신단 측이 사용할 수 있는 빔들 중 가장 좋은 성능을 가질 것으로 측정되는 송신단 측의 빔 하나와 수신단 측의 빔 하나가 결정되었을 때, 이러한 송수신단 측의 빔들로 이루어지는 하나의 빔 쌍 (pair) (또는, 빔 쌍들) 내의 두 빔을 각각 의미할 수도 있다. 즉, 본 개시의 실시 예에 따라, 베스트 빔은 송신단 측의 베스트 송신 빔 (best transmission beam) 또는 수신단 측의 베스트 수신 빔 (best reception beam) 을 의미할 수 있다. 한편, 본 개시에서 성능이 좋은 빔이란, 상기 빔에 대한 수신 신호 세기 (예를 들어, RSRP (reference signal received power)가 일정 임계 값 이상이거나, 상기 빔에 대한 채널 품질 (channel quality)가 좋은 것을 의미할 수 있다. 또한, 본 개시의 실시 예들에서 베스트 빔이란. 일반적으로 기지국이 송신한 기준 신호에 따라 측정한 베스트 빔 쌍 내에서 기지국이 단말과 통신을 하기 위하여 사용하는 가장 성능이 좋은 송신 빔을 의미할 수 있으나, 성능이 좋은 상위 N개의 빔을 의미할 수도 있으며, 본 개시는 이에 국한되지 않고, 본 개시의 실시 예들에서 설명하는 베스트 빔의 다양한 예를 의미할 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 NR (new radio, 또는 5G) 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 도시한 바와 같이, NR 시스템의 무선 액세스 네트워크는 NR 기지국 (new radio Node B, 또는 NR gNB) (1-10)과 NR 코어 네트워크 (NR core network)(1-05)로 구성될 수 있다. NR 단말 (또는, NR UE)(1-15)은 NR 기지국(1-10) 및 NR 코어 네트워크(1-05)를 통해 외부 네트워크에 접속할 수 있다.
도 1에서 NR 기지국(1-10)은 기존 LTE (long term evolution) 시스템의 LTE 기지국 (evolved Node B, eNB)에 대응된다. NR 기지국은 NR UE(1-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. NR 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널 (shared channel)을 통해 서비스되므로, 단말들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR 기지국(1-10)이 담당한다. 하나의 NR 기지국은 통상 다수의 셀 (cell)을 제어할 수 있다. NR 시스템에서는 LTE 시스템 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존의 최대 대역폭 이상의 대역폭을 기반으로 데이터 송수신이 이루어질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식 (orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)을 무선 접속 기술로 할 수 있다. 또한, 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식 (modulation scheme)과 채널 코딩률 (channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩 (adaptive modulation & coding, AMC) 방식을 적용할 수 있다. NR 코어 네트워크(1-05)는 이동성 (mobility) 지원, 베어러 (bearer) 설정, QoS (quality of service) 설정 등의 기능을 수행할 수 있다. NR 코어 네트워크는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결될 수 있다. 또한, NR 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR 코어 네트워크(1-05)는 MME (mobility management entity)(1-25)와 네트워크 인터페이스 (network interface)를 통해 연결될 수 있고, MME(1-25)는 LTE 시스템의 기지국인 LTE 기지국(1-30)과 연결될 수 있다.
한편, 본 개시에 따른 NR 시스템에서는 DCI를 포함한 PDCCH를 수신하기 위해 특정 시간, 주파수 영역에서 블라인드 디코딩 (blind decoding)을 수행한다. 기지국은 단말이 blind decoding을 수행할 시간, 주파수 영역과 매핑 방법 등을 제공하기 위해 상위레벨 메시지을 통해 단말에 제어 자원 집합 (control resource set, CORESET)과 탐색 공간(search space)을 설정할 수 있다. 기지국은 단말에 설정된 BWP (bandwidth part)마다 최대 3개의 CORESET과 최대 10개의 search space를 설정할 수 있다. 일례로, 기지국과 단말은 CORESET에 관한 정보를 전달하기 위해 하기 [표 1]와 같은 시그널링 정보를 주고 받을 수 있다.
| ControlResourceSet information element |
| -- ASN1START -- TAG-CONTROLRESOURCESET-START ControlResourceSet ::= SEQUENCE { controlResourceSetId ControlResourceSetId, frequencyDomainResources BIT STRING (SIZE (45)), duration INTEGER (1..maxCoReSetDuration), cce-REG-MappingType CHOICE { interleaved SEQUENCE { reg-BundleSize ENUMERATED {n2, n3, n6}, interleaverSize ENUMERATED {n2, n3, n6}, shiftIndex INTEGER(0..maxNrofPhysicalResourceBlocks-1) OPTIONAL -- Need S }, nonInterleaved NULL }, precoderGranularity ENUMERATED {sameAsREG-bundle, allContiguousRBs}, tci-StatesPDCCH-ToAddList SEQUENCE(SIZE (1..maxNrofTCI-StatesPDCCH)) OF TCI-StateId OPTIONAL, -- Cond NotSIB1-initialBWP tci-StatesPDCCH-ToReleaseList SEQUENCE(SIZE (1..maxNrofTCI-StatesPDCCH)) OF TCI-StateId OPTIONAL, -- Cond NotSIB1-initialBWP tci-PresentInDCI ENUMERATED {enabled} OPTIONAL, -- Need S pdcch-DMRS-ScramblingID INTEGER (0..65535) OPTIONAL, -- Need S ... } -- TAG-CONTROLRESOURCESET-STOP -- ASN1STOP |
상기 시그널링 정보 ControlResourceSet은 각 CORESET에 대한 정보를 포함하고 있다. 상기 시그널링 정보 ControlResourceSet에 포함된 정보는 하기와 같은 의미를 가질 수 있다.
- controlResourceSetId: CORESET 인덱스를 나타낸다.
- frequencyDomainResources: CORESET의 주파수 자원 정보를 나타낸다. BWP에 포함된 전체 PRB에 대해, 6개씩 RB를 묶어 각 RB 묶음에 대한 CORESET 주파수 자원 포함 여부를 1비트로 알려준다. (1: CORESET에 포함, 0: CORESET에 포함되지 않음)
- duration: CORESET의 심볼 레벨 시간 자원 정보. 1, 2, 또는 3 중 하나의 값을 가진다.
- cce-REG-MappingType: CORESET에 맵핑되는 제어 채널 원소(control channel elements, CCE)의 인터리빙(interleaving) 여부를 나타낸다. 만일 CCE가 interleaving 되는 경우, interleaving에 대한 추가 정보(reg-BundleSize, interleaverSize, shiftIndex)를 제공한다.
- precoderGranularity: CORESET의 주파수 자원 프리코딩(precoding)에 대한 정보를 나타낸다. 프리코더(precoder)의 크기는 REG (resource element group) 번들 사이즈와 같거나 CORESET의 전체 주파수 자원의 크기와 같을 수 있다.
- tci-StatePDCCH-ToAddList, tci-StatePDCCH-ToReleaseList: CORESET의 활성화 될 수 있는 TCI (Transmission Configuration Indication) 상태(state) 집합을 나타낸다. CORESET의 활성화 될 수 있는 TCI state 집합 중 하나가 L1 시그널 (예를 들어, DCI) 또는 L2 시그널 (예를 들어, MAC CE)을 통해 활성화 될 수 있다. 만일 CORESET이 초기 접속 과정에서 설정된 CORESET일 경우 TCI state 집합을 설정하지 않을 수 있다. TCI state에 대한 설명은 후술하기로 한다.
- tci-PresentInDCI: CORESET에 포함된 PDCCH에서 전송하는 DCI에 PDSCH의 TCI state를 지시하는 지시자가 포함되었는지 여부를 나타낸다.
- Pdcch-DMRS-ScramblingID: CORESET에 포함된 PDCCH에서 전송하는 DMRS의 시퀀스 스크램블링 인덱스
단말은 상기 전술한 CORESET에 대한 정보를 참조하여 PDCCH를 수신하기 위한 blind decoding을 수행할 수 있다.
본 개시에 따른 NR에서는 기지국이 단말에 단말이 하향링크 채널(예를 들어, PDCCH 또는 PDSCH)을 원활히 수신하여 이를 디코딩하기 위해 하향링크 채널을 전송하는 안테나 포트(예를 들어, PDSCH의 DMRS 포트 또는 PDSCH DMRS 포트 또는 CSI-RS의 CSI-RS 포트) 간의 QCL (quasi co-location) 관계에 대한 정보를 전달할 수 있다. 안테나 포트 간의 QCL 관계는 총 4 가지의 QCL 타입(type) 중 하나를 가질 수 있다.
- 'QCL-typeA': {Doppler shift, Doppler spread, average delay, delay spread}
- 'QCL-typeB': {Doppler shift, Doppler spread}
- 'QCL-typeC': {Doppler shift, average delay}
- 'QCL-typeD': {Spatial RX parameter}
만일 서로 다른 두 안테나 포트 간에 상기 전술한 QCL 타입 중 일부를 공유하거나 하나의 안테나 포트가 다른 안테나 포트의 QCL 타입 중 일부를 참조하면, 단말은 두 안테나 포트가 공유하거나 참조하는 QCL 타입에서 지원하는 파라미터를 공유하여 서로 같은 값을 가진다고 가정할 수 있다.
기지국은 단말에 안테나 포트 간의 QCL 관계에 대한 정보를 전달하기 위해 TCI state를 설정할 수 있다. TCI state는 하나 혹은 두 개의 하향링크 RS와 지원하는 QCL 타입에 대한 정보를 포함한다. 일례로, 기지국과 단말은 TCI state에 관한 정보를 전달하기 위해 하기 [표 2]과 같은 시그널링 정보를 주고 받을 수 있다.
| TCI-State information element |
| -- ASN1START -- TAG-TCI-STATE-START TCI-State ::= SEQUENCE { tci-StateId TCI-StateId, qcl-Type1 QCL-Info, qcl-Type2 QCL-Info OPTIONAL, -- Need R ... } QCL-Info ::= SEQUENCE { cell ServCellIndex OPTIONAL, -- Need R bwp-Id BWP-Id OPTIONAL, -- Cond CSI-RS-Indicated referenceSignal CHOICE { csi-rs NZP-CSI-RS-ResourceId, ssb SSB-Index }, qcl-Type ENUMERATED {typeA, typeB, typeC, typeD}, ... } -- TAG-TCI-STATE-STOP -- ASN1STOP |
상기 시그널링 정보에서, TCI-state는 각 TCI state에 대한 정보를 포함하고 있다. 상기 시그널링 정보에 따르면, 각 TCI state는 TCI state 인덱스와 하나 또는 두 가지의 QCL-Info (qcl-Type1, qcl-Type2)에 대한 정보를 포함하고 있다. qcl-Type1 또는 qcl-Type2는 RS가 설정된 셀 인덱스, RS가 포함된 BWP 인덱스, QCL 타입에 따른 QCL 타입에서 지원하는 파라미터에 대한 정보를 제공하는 RS, 총 4 가지의 QCL 타입 중 하나에 대한 정보를 제공한다. qcl-Type1의 경우 총 4 가지의 QCL 타입 중 'QCL-typeA', 'QCL-typeB', 또는 'QCL-typeC' 중 하나의 QCL 타입을 가질 수 있고, qcl-Type2의 경우 'QCL-typeD'를 가질 수 있다. 단말은 하향링크 채널을 전송하는 안테나 포트에 활성화된 TCI state를 참고하여 활성화된 TCI state에서 참조하는 RS와 지원하는 QCL 타입을 근거로 하여 하향링크 채널에 대한 수신과 디코딩을 수행할 수 있다.
한편, 본 개시에 따른 NR 시스템에서는 기지국에서 단말의 채널 상태 정보 (channel state information, CSI) 측정 및 보고를 지시하기 위한 CSI 프레임워크 (framework)를 가진다. NR 시스템의 CSI 프레임워크는 최소한 자원 설정 (resource setting)과 보고 설정 (report setting)의 두 가지 요소로 구성될 수 있으며, report setting은 resource setting의 ID를 적어도 하나 이상 참조하여 서로의 연결 (연관, association) 관계를 가질 수 있다.
본 개시에 따른 NR 시스템에서는, resource setting은 단말이 채널 상태 정보를 측정하기 위한 기준 신호 (reference signal, RS)와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 기지국은 단말에게 적어도 하나 이상의 resource setting을 설정할 수 있다. 일례로, 기지국과 단말은 resource setting에 관한 정보를 전달하기 위해 하기 [표 3]과 같은 시그널링 정보를 주고 받을 수 있다.
| CSI-ResourceConfig information element |
| -- ASN1START -- TAG-CSI-RESOURCECONFIG-START CSI-ResourceConfig ::= SEQUENCE { csi-ResourceConfigId CSI-ResourceConfigId, csi-RS-ResourceSetList CHOICE { nzp-CSI-RS-SSB SEQUENCE { nzp-CSI-RS-ResourceSetList SEQUENCE (SIZE (1..maxNrofNZP-CSI-RS-ResourceSetsPerConfig)) OF NZP-CSI-RS-ResourceSetId OPTIONAL, -- Need R csi-SSB-ResourceSetList SEQUENCE (SIZE (1..maxNrofCSI-SSB-ResourceSetsPerConfig)) OF CSI-SSB-ResourceSetId OPTIONAL -- Need R }, csi-IM-ResourceSetList SEQUENCE (SIZE (1..maxNrofCSI-IM-ResourceSetsPerConfig)) OF CSI-IM-ResourceSetId }, bwp-Id BWP-Id, resourceType ENUMERATED { aperiodic, semiPersistent, periodic }, ... } -- TAG-CSI-RESOURCECONFIG-STOP -- ASN1STOP |
상기 시그널링 정보 CSI-ResourceConfig은 각 resource setting에 대한 정보를 포함하고 있다. 상기 시그널링 정보에 따르면, 각 resource setting은 resource setting 인덱스 (csi-ResourceConfigId) 또는 BWP 인덱스 (bwp-ID) 또는 자원의 시간 축 전송 설정 (resourceType) 또는 적어도 하나의 자원 세트 (resource set)를 포함하는 자원 세트 리스트 (csi-RS-ResourceSetList)를 포함할 수 있다. 자원의 시간 축 전송 설정은 비주기적 (aperiodic) 전송 또는 반지속적 (semi-persistent) 전송 또는 주기적 (periodic) 전송으로 설정될 수 있다. 자원 세트 리스트는 채널 측정을 위한 resource set을 포함하는 집합이거나 간섭 측정을 위한 resource set을 포함하는 집합일 수 있다. 자원 세트 리스트가 채널 측정을 위한 resource set을 포함하는 집합인 경우 각 resource set은 적어도 하나의 자원 (resource)을 포함할 수 있으며, 이는 CSI 기준 신호 (CSI-RS) resource 또는 동기/브로드캐스트 채널 블록 (SS/PBCH block, SSB)의 인덱스일 수 있다. 자원 세트 리스트가 간섭 측정을 위한 resource set을 포함하는 집합인 경우 각 resource set은 적어도 하나의 간섭 측정 자원 (CSI interference measurement, CSI-IM)을 포함할 수 있다. 일례로, resource set이 CSI-RS를 포함할 경우, 기지국과 단말은 resource set에 관한 정보를 전달하기 위해 하기 [표 4]과 같은 시그널링 정보를 주고 받을 수 있다.
| NZP-CSI-RS-ResourceSet information element |
| -- ASN1START -- TAG-NZP-CSI-RS-RESOURCESET-START NZP-CSI-RS-ResourceSet ::= SEQUENCE { nzp-CSI-ResourceSetId NZP-CSI-RS-ResourceSetId, nzp-CSI-RS-Resources SEQUENCE (SIZE (1..maxNrofNZP-CSI-RS-ResourcesPerSet)) OF NZP-CSI-RS-ResourceId, repetition ENUMERATED { on, off } OPTIONAL, -- Need S aperiodicTriggeringOffset INTEGER(0..6) OPTIONAL, -- Need S trs-Info ENUMERATED {true} OPTIONAL, -- Need R ... } -- TAG-NZP-CSI-RS-RESOURCESET-STOP -- ASN1STOP |
상기 시그널링 정보 NZP-CSI-RS-ResourceSet은 각 resource set에 대한 정보를 포함하고 있다. 상기 시그널링 정보에 따르면, 각 resource set은 적어도 resource set 인덱스 (nzp-CSI-ResourceSetId) 또는 포함하는 CSI-RS의 인덱스 집합 (nzp-CSI-RS-Resources)에 관한 정보를 포함하며, 포함하는 CSI-RS resource의 공간 도메인 전송 필터에 관한 정보 (repetition) 또는 포함하는 CSI-RS resource의 tracking 용도 여부 (trs-Info)의 일부를 포함할 수 있다.
CSI-RS는 resource set에 포함되는 가장 대표적인 기준 신호일 수 있다. 기지국과 단말은 CSI-RS resource에 관한 정보를 전달하기 위해 하기 [표 5]와 같은 시그널링 정보를 주고 받을 수 있다.
| NZP-CSI-RS-Resource information element |
| -- ASN1START -- TAG-NZP-CSI-RS-RESOURCE-START NZP-CSI-RS-Resource ::= SEQUENCE { nzp-CSI-RS-ResourceId NZP-CSI-RS-ResourceId, resourceMapping CSI-RS-ResourceMapping, powerControlOffset INTEGER (-8..15), powerControlOffsetSS ENUMERATED{db-3, db0, db3, db6} OPTIONAL, -- Need R scramblingID ScramblingId, periodicityAndOffset CSI-ResourcePeriodicityAndOffset OPTIONAL, -- Cond PeriodicOrSemiPersistent qcl-InfoPeriodicCSI-RS TCI-StateId OPTIONAL, -- Cond Periodic ... } -- TAG-NZP-CSI-RS-RESOURCE-STOP -- ASN1STOP |
상기 시그널링 정보 NZP-CSI-RS-Resource는 각 CSI-RS에 대한 정보를 포함하고 있다. 상기 시그널링 정보 NZP-CSI-RS-Resource에 포함된 정보는 하기와 같은 의미를 가질 수 있다.
- nzp-CSI-RS-ResourceId: CSI-RS resource 인덱스
- resourceMapping: CSI-RS resource의 자원 맵핑 정보
- powerControlOffset: PDSCH EPRE (Energy Per RE) 와 CSI-RS EPRE 간 비율
- powerControlOffsetSS: SS/PBCH block EPRE와 CSI-RS EPRE 간 비율
- scramblingID: CSI-RS 시퀀스의 스크램블링 인덱스
- periodicityAndOffset: CSI-RS resource의 전송 주기 및 슬롯 오프셋(slot offset)
- qcl-InfoPeriodicCSI-RS: 해당 CSI-RS가 주기적인 CSI-RS일 경우, TCI-state 정보
상기 시그널링 정보 NZP-CSI-RS-Resource에 포함된 resourceMapping은 CSI-RS resource의 자원 맵핑 정보를 나타내며, 주파수 자원 resource element (RE) 맵핑, 포트 수, 심볼 맵핑, CDM 타입, 주파수 자원 밀도, 주파수 대역 맵핑 정보를 포함할 수 있다. 이를 통해 설정될 수 있는 포트 수, 주파수 자원 밀도 (density), CDM 타입, 시간-주파수 축 RE 맵핑은 하기 [표 6]의 행(row) 중 하나에 정해진 값을 가질 수 있다.
 |
[표 6]은 CSI-RS 포트 수(X)에 따라 설정 가능한 주파수 자원 밀도(density), CDM 타입, CSI-RS 구성 (component) RE 패턴 (pattern)의 주파수 축 그리고 시간 축 시작 위치 (
), CSI-RS 구성 (component) RE 패턴 (pattern)의 주파수 축 RE 개수(k') 및 시간 축 RE 개수(l')를 나타낸다. 전술한 CSI-RS component RE pattern은 CSI-RS resource를 구성하는 기본 단위일 수 있다. 주파수 축의 Y=1+max(k')개의 RE들과 시간 축의 Z=1+max(l')개의 RE들을 통해, CSI-RS component RE pattern은, YZ개의 RE로 구성될 수 있다. CSI-RS 포트 수가 1 포트(port)일 경우, PRB (physical resource block)내 서브캐리어의 제한 없이 CSI-RS RE 위치가 지정될 수 있고, 12비트의 비트맵에 의하여 CSI-RS RE 위치가 지정될 수 있다. CSI-RS 포트 수가 {2, 4, 8, 12, 16, 24, 32} 포트(port)이고 Y=2인 경우, PRB내 두 개의 서브캐리어 마다 CSI-RS RE 위치가 지정될 수 있고, 6비트의 비트맵에 의하여 CSI-RS RE 위치가 지정될 수 있다. CSI-RS 포트 수가 4 포트(port) 이고 Y=4일 경우, PRB내 네 개의 서브캐리어 마다 CSI-RS RE 위치가 지정될 수 있고, 3비트의 비트맵에 의하여 CSI-RS RE 위치가 지정될 수 있다. 이와 유사하게, 시간 축 RE 위치는, 총 14비트의 비트맵에 의하여 지정될 수 있다. 이 때, [표 6]의 Z 값에 따라, 주파수 위치 지정과 같이 비트맵의 길이가 변하는 것이 가능하나, 그 원리는 상술한 설명과 유사하므로 이하에서는 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 2은 본 개시에 따른 차세대 무선 통신 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 2을 참조하면, 도시한 바와 같이 본 개시가 적용될 수 있는 차세대 무선 통신 시스템은 차세대 기지국 (2-10)과 차세대 코어 네트워크 (core network, CN) (2-05)로 구성될 수 있다. 단말 (2-15)는 차세대 기지국 (2-10) 및 차세대 코어 네트워크 (2-05)를 통해 외부 네트워크에 접속할 수 있다.
도 2에서, 차세대 기지국 (2-10)은 기존 LTE 시스템의 eNB (evolved Node B)에 대응하거나, 도 1에서 설명한 NR 시스템의 NR 기지국 (gNB)에 대응하는 역할을 수행할 수 있다. 또는, 본 개시의 실시 예들에서, 차세대 기지국 (2-10)은 LTE 기지국 또는 NR 기지국을 지칭할 수 있다. 차세대 기지국 (2-10)은 단말 (2-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B보다 더 월등한 통신 서비스를 제공할 수 있다. 차세대 무선 통신 시스템에서는 사용자 트래픽이 공용 채널 (shared channel)을 통해 서비스되므로, 단말들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 차세대 기지국 (2-10)이 담당할 수 있다. 하나의 차세대 기지국 (2-10)은 통상 다수의 셀 (cell)들을 제어할 수 있다. 기존 무선 통신 시스템 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해, 차세대 무선 통신 시스템 (2-10)에서는 기존의 최대 대역폭 이상의 대역폭에 기반하여 서비스를 제공할 수 있으며, 직교 주파수 분할 다중 방식 (orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)에 기반한 무선 접속 기술 또는 새롭게 도입된 무선 접속 기술이 사용될 수 있다. 또한, 단말의 채널 상태에 맞추어 변조 방식 (modulation scheme) 과 채널 코딩률 (channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩 (adaptive modulation & coding, AMC) 방식 또는 새롭게 도입된 코딩 방식이 사용될 수 있다. 차세대 코어 네트워크 (2-05)는 이동성 (mobility) 지원, 베어러 (bearer) 설정, QoS (quality of service) 설정 등의 기능을 수행할 수 있다. 차세대 코어 네트워크 (2-05)는 단말 (2-15)에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결될 수 있다. 또한, 본 개시가 적용될 수 있는 차세대 무선 통신 시스템은 기존 LTE 시스템 또는 NR 시스템과 연동될 수 있으며, LTE 시스템과 연동되는 경우, MME (mobility management entity) (2-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결될 수 있다. MME는 기존 LTE 기지국인 eNB (2-30)와 연결될 수 있다. 또는 NR 시스템과 연동되는 경우, NR 코어 네트워크 (2-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결될 수 있다. NR 코어네트워크 (2-25)는 NR 기지국 (2-30)과 연결될 수 있다. 한편, 본 개시에 따른 차세대 무선 통신 시스템에서도 도 1에서 설명한 [표 1] 내지 [표 6]의 시그널링 정보와 동일하거나 유사한 시그널링 정보가 단말에 설정될 수 있다.
한편, 상술한 차세대 무선 통신 시스템에서는 빈번한 단말 정보 교환으로 인한 지연 (latency)를 개선하고, 효율적인 무선 자원의 활용을 위해 송신 또는 수신이 가능한 송수신단 (transmission reception point, TRP)이 다수 개 포함되어 있는 하나의 기지국이 넓은 물리적 영역을 지원하는 시스템이 구현될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 기지국 내 서로 다른 송수신단을 물리적인 안테나로 구현하여, 동일한 신호를 송신하거나 수신하는 분산 안테나 시스템 (distributed antenna system, DAS), 또는 하나의 기지국 내 사로 다른 송수신단을 안테나와 RF (radio frequency) 단을 포함하는 구조로 구현하고, 서로 다른 신호를 송신하거나 수신하는 것이 가능한 원격 라디오 헤드 시스템 (remote radio head system, RRH system), 또는 하나 또는 복수 개의 기지국 내 서로 다른 송수신단이 동시에 하나의 단말 (또는, 사용자)에게 동일한 정보를 동기화하여 송수신하거나 (coherent), 각 송수신단이 독립적으로 단말에 정보를 송수신하는 (non-coherent) 다중 송수신점 협력 송수신 시스템 (coordinated multi-point transmission/reception system, CoMP system)이 구현될 수 있다.
한편, 스마트 폰 등 다양하고 수많은 커넥티드 (connected) 기기의 도래로 인해, 사용자 데이터 사용량이 기하급수적으로 증가하고 있고, 이러한 데이터 사용량에 대한 요구는 더욱 더 높아졌다. 이를 위해, 본 개시가 적용될 수 있는 차세대 무선 통신 시스템에서는 기존의 무선 통신 시스템보다 넓은 주파수 대역을 사용하여 신호를 전송하는 방법을 고려하고 있다. 예를 들어, 28GHz 대역, 60GHz 대역, 테라헤르츠 (THz) 대역, 또는 그 이상의 초고주파 대역을 사용하여 신호의 전송률을 증대시키는 방법을 고려하고 있다. 그러나, 고주파 대역을 사용할수록 거리 별 신호 감쇄 정도가 높아지므로, 상술한 초고주파수를 중심 주파수 (center frequency)로 사용하게 되면, 신호 감쇄에 의한 기지국의 커버리지 (coverage) 감소는 피할 수 없다. 따라서, 본 개시가 적용될 수 있는 차세대 무선 통신 시스템에서는 상술한 기지국의 커버리지 감소 문제를 해결하기 위해, 기지국과 단말이 신호를 송수신할 때 특정 방향으로 집중적으로 송신하여, 이에 따라 송수신되는 신호의 세기를 증폭할 수 있는 빔포밍 기술을 운용하는 것을 고려할 수 있다.
본 개시가 적용될 수 있는 차세대 무선 통신 시스템에서 고려할 수 있는 빔포밍 기술은 다음과 같이 요약할 수 있다.
A. 아날로그 빔포밍 (analog beamforming)
- 다수의 어레이 안테나 (array antenna)를 이용해 서로 다른 전송 전력과 위상을 송신하여 안테나의 방사 패턴을 중첩시켜 물리적으로 특정 방향에 지향성 (dirention)을 가지고 안테나 이득을 얻은 빔을 형성하는 방법.
- 다중 안테나로부터 원하는 대상 수신단의 채널 정보 없이도 원하는 방향으로 빔 설정이 가능하며, 한 번에 한 방향으로의 송수신만 가능하다. (즉, 다른 방향으로의 방사패턴은 상쇄될 수 있다.)
- 다수 안테나 사용 시 직진성이 강하여 동일 전력으로 더 멀리 도달하고 안테나 이득이 큰 빔 형성이 가능하다. (즉, 안테나 수에 따라 빔 넓이 또는 길이에 차등을 추어 빔 형성을 할 수 있다.)
- 아날로그 빔포밍 방법에 따라 형성된 빔은 길이가 길지만, 좁은 영역만 지원할 수 있다.
B. 디지털 빔포밍 (digital beamforming)
- 다중 안테나 송수신 환경에서 서로 다른 세기를 갖는 안테나 간 다중 채널 정보를 활용하여, 전송 전의 정보에 안테나 별로 서로 다른 코딩을 적용하여, 원하는 채널 간 간섭을 상쇄하는 다수의 직교하는 (orthogonal) 빔을 형성하는 방법.
- 각 안테나로 송신하는 데이터에 사전 부호화 기술 (pre-coding)을 적용하여 서로 다른 채널 특성을 최대한 활용할 수 있다.
- 동일 사용자 다중 안테나 (single-user MIMO) 및 다중 사용자 다중 안테나 (multi-user MIMO) 지원 가능하다.
C. 하이브리드 빔포밍 (hybrid beamforming)
- 아날로그 빔포밍과 디지털 빔포밍을 동시에 사용하는 방법이다.
- 아날로그 빔포밍 방법으로 형성된 빔 및 전송 안테나들에 각 안테나 별로 서로 다른 사전 부호화 기술 (pre-coding)을 이용하여 디지털 빔포밍을 사용하는 방법이다.
D. 새롭게 도입된 빔포밍
- 상술한 아날로그 빔포밍, 디지털 빔포밍, 및 하이브리드 빔포밍 방법 외에, 본 개시가 적용될 수 있는 차세대 무선 통신 시스템에서는 이들의 조합 또는 새로운 빔포밍 방법이 도입될 수 있다. 이러한 경우, 단말과 기지국은 새롭게 도입된 빔포밍 방법에 기반하여 형성된 빔에 따라 신호를 송수신 할 수 있다.
본 개시에서, 빔포밍 기술은 상기 아날로그 빔포밍, 디지털 빔포밍, 및 하이브리드 빔포밍, 또는 새롭게 도입된 빔포밍 방법으로 형성된 빔 및 빔포밍을 사용하는 기술 중 적어도 하나를 지칭할 수 있으며, 신호 (또는, 데이터, 정보) 전송을 위해 물리적 또는 주파수, 시간, 코드 등으로 구분 가능한 어떠한 자원을 점유하여 전송하는 방법을 지칭될 수 있다. 이러한 경우, 본 개시의 실시 예들은 해당 점유 자원을 빔이라고 지칭하는 모든 통신 시스템에 적용 가능하다. 상술한 빔포밍 기술에 기반하여 단말과 기지국이 신호를 송수신하는 시스템 구조는 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 개시에 따른 차세대 무선 통신 시스템에서 빔포밍 기술에 기반하여 단말 및 기지국이 신호를 송수신하는 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 도 3에서는 빔포밍 기술의 효율을 높이기 위하여, 송신단 (transmitter) (하향링크의 경우, 본 개시에 따른 기지국일 수 있고, 상향링크의 경우, 본 개시에 따른 단말일 수 있다.) 측의 송신 빔 (transmission beam) 뿐만 아니라, 수신단 (receiver) (하향링크의 경우, 본 개시에 따른 단말일 수 있고, 상향링크의 경우, 본 개시에 따른 기지국일 수 있다.) 측의 수신 빔 (reception beam)이 사용되는 시스템을 도시하였다. 이 경우, 송신 빔의 방향과 수신 빔의 방향이 서로 동조 (alignment) (또는, 정렬)되어야 빔포밍 기술을 통한 신호 세기의 증폭 효과를 얻을 수 있다. 만약, 단말이 기지국의 송신 빔의 방향에 위치하더라도, 단말의 수신 빔의 방향이 송신 빔의 방향과 동조되지 않은 경우 (misalignment), 단말은 기지국으로부터 송신 빔을 통해 전송되는 신호를 제대로 수신하지 못하여, 수신 신호 세기가 약할 수 있다. 따라서, 송신 빔 및 수신 빔을 사용하는 빔포밍 기술에 기반하여, 단말과 기지국이 보다 효율적으로 신호를 송수신할 수 있기 위해서는 송신 빔 및 수신 빔의 방향이 서로 동조되거나 (320), 또는 주변 환경의 장애물에 의해 기지국 및 단말 간의 직접적인 경로가 차단되는 경우, 완벽히 동조되지는 않지만 반사 경로에 따라 가장 성능이 좋은 송신 빔 및 수신 빔 쌍 (pair) (330)을 결정하고, 이를 유지할 수 있도록 하는 빔 관리 (beam management)가 수행될 필요가 있다. 이러한 빔 관리를 효율적으로 운용할 수 있다면, 데이터 전송 속도 (data transmission rate) 및 처리량 (throughput)을 증대시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 한편, 상술한 빔 관리는 단말이 초기 접속 절차 (initial access)를 수행하는 경우 또는 단말과 기지국이 연결 (connection)을 수립한 경우에 따라 구분될 수 있으며, 이하 각각의 경우에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 단말이 초기 접속 절차를 수행하는 경우, 빔 관리는 초기 빔 쌍 (initial beam pair)을 결정하는 절차를 지칭할 수 있다. 기지국은 단말의 초기 접속 절차에서 서로 다른 하향링크 송신 빔을 이용하여 각각의 송신 빔에 대응되는 (correspond) 동기 신호 블록 (synchronization signal block, SS/PBCH block 또는 SSB)을 전송할 수 있다. 단말은 상기 기지국의 하향링크송신 빔 각각에 대응되는 SSB를 자신의 수신 빔을 번갈아 가면서 측정하고, 측정결과에 기반하여 베스트 빔을 선택할 수 있다. 이후 단말은 선택된 베스트 빔과 대응되는 PRACH occasion (physical random access channel occasion) 및 프리앰블 (preamble)에 대한 정보를 기반으로, 기지국에 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있다. 기지국은 랜덤 액세스 프리앰블이 전송된 상기 PRACH (physical random access channel) 오케이젼 (occasion)에 기반하여, 베스트 빔을 확인할 수 있고, 확인된 베스트 빔에 기반하여 랜덤 액세스 응답 (random access response, RAR)을 단말에 전송함으로써 초기 빔 쌍을 결정하는 절차가 수행될 수 있다.
한편, 단말과 기지국 간 신호 송수신에 사용되는 초기 송수신 빔 쌍 (초기 베스트 빔 또는 초기 베스트 빔 쌍)이 결정된 후에도 (즉, 단말의 초기 접속 절차가 완료되어, 단말과 기지국 간 연결이 수립된 후에도) 단말의 이동 또는 회전 등에 의해 해당 시점에서 베스트 빔을 확인할 필요가 있는 경우, 빔 관리가 수행될 수 있다. 또는, 단말이 고정된 경우에도, 주변에 있는 다른 물체가 움직임으로써 빔을 가리거나, 가렸던 빔이 수신됨에 따라 기 결정된 빔 쌍에 대한 채널 상태가 변화하는 경우, 해당 시점에서 베스트 빔을 확인할 필요가 있으므로, 빔 관리가 수행될 수 있다. 이러한 점에서, 빔 관리는 빔 조정 (beam adjustment) (또는, 빔 개선 (beam refinement))으로 지칭될 수 있다. 한편, 빔 조정은 하향링크 송신 측에서 수행하는 빔 조정과 하향링크 수신 측에서 수행하는 빔 조정을 포함할 수 있다. 이하 도 4a 내지 도 4b를 참조하여, 본 개시에 따른 빔 조정에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4a는 본 개시에 따른 단말 및 기지국이 하향링크 송신 빔 조정을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 하향링크 송신 측에서 수행하는 빔 조정의 경우 단말 (400)의 수신 빔은 유지하고, 기지국 (410)의 송신 빔을 조정할 수 있다. 이를 위해 기지국은 (410)은 순서대로 또는 랜덤하게 번갈아 가며 서로 다른 송신 빔을 이용하여 신호를 전송할 수 있다. 한편, 본 개시에서는, 순서대로 또는 랜덤하게 번갈아 가며 서로 다른 빔 (송신 빔 또는 수신 빔)을 이용하여 신호를 전송 (또는 수신)하는 것을 빔 스위핑 (beam sweeping)이라고 지칭할 수 있다.
단말 (400)은 수신 빔을 유지한 채 기지국으로부터 전송되는 서로 다른 송신 빔에 대응되는 기준 신호 (reference signal, RS)를 측정할 수 있다. 이때, 기준 신호는 CSI-RS (channel state information-reference signal) 또는 SSB일 수 있다. 이를 기반으로 단말 (400)은 서로 다른 송신 빔 각각에 대한 품질 (예를 들어, 송신 빔을 통해 수신되는 기준 신호의 세기 (예를 들어, RSRP), 또는 송신 빔에 대한 채널 품질 (channel quality) 등)을 측정할 수 있다. 이후, 단말 (400)은 서로 다른 송신 빔에 대한 측정 결과를 포함하는 CSI (channel state information) 보고를 기지국 (410)에 전송할 수 있으며, 이 때 서로 다른 송신 빔에 대한 측정 결과는 베스트 빔 (440)에 대한 정보 또는 성능이 좋은 상위 N개의 빔에 대한 정보를 포함할 수 있다. 한편, 상기 베스트 빔에 대한 정보는 베스트 송신 빔의 인덱스, 베스트 수신 빔의 인덱스, 또는 베스트 송신 빔 및 수신 빔 각각의 인덱스를 포함할 수 있으며, 베스트 빔에 대한 채널 품질 정보 (channel quality information, CQI)를 포함할 수도 있다. 또한, 성능이 좋은 상위 N개의 빔에 대한 정보는 서로 다른 송신 빔에 대한 측정 결과 중 신호 세기 또는 채널품질이 상위로부터 순서대로 N개에 대응되는 빔들 대한 정보를 의미할 수 있다. 이때, N은 미리 정해질 수 있고, RRC 메시지와 같은 상위레벨 메시지를 통해 설정될 수 있으며, 기지국으로부터 전송되는 제어 정보에 의해 지시될 수 있다.
한편, 기지국으로부터 전송되는 서로 다른 송신 빔에 대응되는 기준 신호로 CSI-RS가 사용되는 경우, 상기 기지국은 후술되는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 CSI-RS와 대응되는 빔을 결정할 수 있고, 상기 CSI-RS를 상기 빔 조정에 사용할 수 있다.
도 4b는 본 개시에 따른 단말 및 기지국이 하향링크 수신 빔 조정을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4b를 참조하면, 하향링크 수신 측에서 수행하는 빔 조정의 경우 기지국 (410)는 송신 빔을 유지하고, 단말 (400)은 수신 빔을 조정 (또는, 빔 스위핑)할 수 있다. 이를 위해 기지국 (410)은 단말 (400)에 하향링크 RS의 세트 (set) (460)을 설정하고, 단말 (400)은 설정된 RS (460)에 대해 수신 빔을 순차적으로 적용하여, RS (460)를 측정할 수 있다. 단말 (400)은 RS (460)의 측정 결과에 기반하여 베스트 빔 (470)을 확인할 수 있다. 한편, 본 개시에서는 하향링크를 예로 들어 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 상향링크 빔 조정이 필요한 경우에는 상술한 하향링크 빔 조정 절차가 유사하게 적용될 수 있을 것이다.
한편, 상술한 빔 관리의 수행 결과로, 빔이 변경되는 경우, 기지국은 단말에 빔 관리의 결과인 빔 변경에 대한 정보를 알릴 필요가 있다. 본 개시에서는 이를 빔 지시 (beam indication)으로 지칭할 수 있으며, 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 개시에 따른 차세대 무선 통신 시스템에서 빔 지시 방법을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 개시에 따른 차세대 무선 통신 시스템에서는 빔 관리 결과, 베스트 빔이 변경된 경우, 기지국은 빔 변경 (또는, 빔 스위칭)에 대한 정보를 단말에 알리는 빔 지시를 수행할 수 있다.
상술한 빔 지시는 단말에 설정된 RS (예를 들어, CSI-RS 또는 SSB)와 같은 빔으로 PDSCH (physical downlink shared channel) 또는 PDCCH (physical downlink control channel)를 전송하고 있다는 것을 단말에게 지시하는 것을 의미할 수 있다. 또는, PDSCH 또는 PDCCH가 설정된 RS와 동일한 공간 필터 (spatial filter)를 이용하여 전송된다는 것을 지시하는 것을 의미할 수 있다. 한편, 본 개시에서 PDSCH를 전송 또는 수신한다는 것은 PDSCH를 통해 데이터를 전송 또는 수신함을 의미할 수 있고, PDCCH를 전송 또는 수신한다는 것은 PDCCH를 통해 DCI를 전송 또는 수신함을 의미할 수 있다.
한편, 본 개시에 따른 빔 지시 방법은 전송 설정 지시자 상태 (transmission configuration indicator state, TCI state) 정보를 이용한 하향링크 시그널링 (downlink signaling)을 통해 이루어질 수 있다.
기지국은 TCI state 정보를 통해서 하향링크 송신 (PDSCH 또는 PDCCH 전송)과 관련된 빔에 대한 정보를 단말에게 알려줄 수 있다. 단말은 PDSCH 또는 PDCCH와 상기 TCI state 정보에 포함된 RS (예를 들어, CSI-RS 또는 SSB)가 같은 하향링크 송신 빔을 통해 전송된다고 가정할 수 있다. 즉, 기지국은 TCI state 정보에 CSI-RS에 대한 정보 및 SSB에 대한 정보를 포함하여, CSI-RS 또는 SSB와 같은 송신 빔을 통해 PDSCH 또는 PDCCH가 전송된다는 점을 단말에 알려 줄 수 있다.
구체적으로, 기지국은 단말에게 N개 (예를 들어, 최대 128개)의 TCI state를 설정할 수 있다. 상기 N개의 TCI state는 기지국이 단말에게 전송하는 RRC 메시지 (예를 들어, RRC Reconfiguration 메시지)와 같은 상위레벨 메시지 내의 정보 요소 (information element, IE) (예를 들어, PDSCH-Config)에 포함될 수 있다. 또한, 기지국은 상기 상위레벨 메시지를 통해 상기 N개 중에서 PDCCH가 전송되는 빔을 지시 (또는 명시)하기 위해 사용되는 M개 (예를 들어, 최대 64개)의 후보 TCI state들을 설정할 수 있다. 상기 후보 TCI state들의 리스트에서, 각 TCI state에 대한 설정은 하기 [표 7]과 같을 수 있다. 각 TCI state 설정에 따른 QCL 설정과 TCI state와의 관계는 상술한 바와 같다.
| -- ASN1START -- TAG-TCI-STATE-START TCI-State ::= SEQUENCE { tci-StateId TCI-StateId, qcl-Type1 QCL-Info, qcl-Type2 QCL-Info OPTIONAL, -- Need R ... } QCL-Info ::= SEQUENCE { cell ServCellIndex OPTIONAL, -- Need R bwp-Id BWP-Id OPTIONAL, -- Cond CSI-RS-Indicated referenceSignal CHOICE { csi-rs NZP-CSI-RS-ResourceId, ssb SSB-Index }, qcl-Type ENUMERATED {typeA, typeB, typeC, typeD}, ... } -- TAG-TCI-STATE-STOP -- ASN1STOP ... maxNrofTCI-StatesPDCCH INTEGER ::= 64 maxNrofTCI-States INTEGER ::= 128 -- Maximum number of TCI states. ... NZP-CSI-RS-Resource ::= SEQUENCE { nzp-CSI-RS-ResourceId NZP-CSI-RS-ResourceId, resourceMapping CSI-RS-ResourceMapping, powerControlOffset INTEGER (-8..15), powerControlOffsetSS ENUMERATED{db-3, db0, db3, db6} OPTIONAL, -- Need R scramblingID ScramblingId, periodicityAndOffset CSI-ResourcePeriodicityAndOffset OPTIONAL, -- Cond PeriodicOrSemiPersistent qcl-InfoPeriodicCSI-RS TCI-StateId OPTIONAL, -- Cond Periodic ... } -- TAG-NZP-CSI-RS-RESOURCE-STOP -- ASN1STOP |
기지국은 RRC 메시지와 같은 상위레벨 메시지를 통해 상기 후보 TCI state에 대한 설정 정보를 단말에 전송할 수 있고, 단말은 이를 저장할 수 있다. 이 때, 상기 설정 정보는 하기 [표 8] 및 [표 9]와 같은 정보를 포함할 수 있으며, 이는 로그 (log)의 형태로 상위레벨 메시지를 통해 단말에 전송될 수 있다.
| TCI-State (SSB) |
tci-StateID | referenceSignal index |
| 0 | 12 (SSB) | |
| 1 | 32 (SSB) | |
| 2 | 52 (SSB) | |
| 3 | 13 (SSB) |
| TCI-State (CSI-RS) |
tci-StateID | nzp-CSI-RS-ResourceID |
| 0 | 1 | |
| 0 | 2 | |
| 1 | 3 | |
| 1 | 4 | |
| 2 | 5 | |
| 2 | 6 | |
| 3 | 7 | |
| 3 | 8 |
이후, 기지국은 빔의 변경이 있는 경우, 단말에 L1 시그널 (예를 들어, DCI (downlink control information)) 또는 L2 시그널 (예를 들어, MAC CE)을 통해 제어 메시지를 전송하여 변경되는 빔을 지시 (또는 명시)할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 빔 스위칭 주기성 관련 정보와 변경된 빔에 대한 정보를 단말에 전송함으로써, 기지국과 단말 간 신호 송수신을 함에 있어 사용되는 빔이 변경될 수 있다. 단말은 기지국으로부터 제어 메시지를 수신하여, 제어 메시지 내 활성화되는 (activated) TCI state 정보를 확인하고, 활성화 되는 TCI state와 연관된 RS (예를 들면, CSI-RS 또는 SSB)와 같은 빔을 통해 PDCCH가 전송된다는 것을 확인할 수 있다 (예를 들어, 단말은 상기 RS와 같은 공간 필터 (spatial filter)를 통해 PDCCH가 전송되었다고 가정할 수 있다).
한편, 본 개시에 따른 차세대 무선 통신 시스템에서는 상술한 바와 같이, 초고주파 대역에서의 신호 송수신을 고려하고 있기 때문에 주변 통신 환경의 변화에 따른 빔 상태 변화가 상대적으로 클 수 있다. 따라서, 실시간 또는 지속적으로 (background), 해당 시점에서 베스트 빔을 결정하고, 이에 따라 신호를 송수신할 수 있어야 빔포밍 기술이 효율적으로 운용될 수 있다. 이러한 점에서, 본 개시에서는, 단말 또는 기지국이 실시간 또는 지속적으로 상술한 빔 관리를 수행하는 것을 빔 추적 (beam tracking)이라 지칭할 수 있으며, 이하 도 6 내지 도 7을 참조하여, 본 개시에 따른 빔 추적에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 빔 추적을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 기지국은 서로 다른 하향링크 송신 빔 각각에 대응하는 SSB를 적어도 하나 포함하는 SSB 버스트 (SSB burst)를 단말에 전송할 수 있다. 단말은 기지국으로부터 전송되는 SSB 버스트에 포함된 각각의 SSB를 수신 빔을 유지한 채 수신하고, 이에 대한 채널 품질을 측정할 수 있다 (이 때, 채널 품질은 채널 상태, 신호 세기 등을 포함할 수 있다.). 또한, 단말은 SSB 버스트 각각에 대하여 자신의 수신 빔을 순차적으로 또는 랜덤하게 번갈아 가면서, 상술한 방법과 같이 SSB 버스트에 포함된 SSB들을 수신하고, 이에 대한 채널 품질을 측정할 수 있다. 단말은 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍에 각각에 대한 정보 (예를 들어, 하향링크 수신 빔에 대한 정보, 하향링크 송신 빔에 대한 정보, 해당 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍을 통해 수신한 SSB의 신호 세기 측정 결과, 해당 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍에 대한 채널 품질 등을 포함할 수 있다.)를 저장할 수 있다. 이 때, 단말은 상술한 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍에 대한 정보를 하기 [표 10]와 같이 테이블의 형태로 빔 DB (data base)에 저장할 수 있다.
| 빔 DB |
송신 빔 인덱스 (SSB index) | #1 |
#2 |
#3 |
#4 |
... |
#56 |
| 수신 빔 인덱스 (SSB index) | . |
. |
. |
. |
. |
. |
. |
| #1 |
. |
-70 (dBm) |
-65 |
-80 |
-90 |
... |
... |
| #2 |
. |
-74 |
-62 |
-85 |
-95 |
... |
... |
| #3 |
. |
-75 |
-69 |
-78 |
-93 |
... |
... |
| #4 |
. |
-80 |
-85 |
-87 |
-85 |
... |
... |
| ... |
. |
... |
... |
... |
... |
... |
... |
| #21 |
. |
... |
... |
... |
... |
... |
... |
이후, 단말은 저장된 하향링크 송신 빔 및 하향링크 수신 빔 쌍에 대한 정보에 기반하여, 베스트 빔을 결정할 수 있으며, 기지국에 결정된 베스트 빔에 대한 정보 (예를 들어, 베스트 송신 빔의 인덱스, 베스트 수신 빔의 인덱스, 또는 베스트 송신 빔 및 수신 빔 각각의 인덱스를 포함할 수 있으며, 베스트 빔에 대한 채널 품질 정보 (channel quality information, CQI)를 포함할 수도 있다.)를 전송 (또는, 보고)할 수 있다. 예를 들어, CSI-RS 보고가 트리거 (trigger)되거나 (비 주기적인 CSI-RS 보고), 또는 일정 주기마다 CSI-RS 보고 시 (주기적인 CSI-RS 보고), CSI-RS 보고에 베스트 빔에 대한 정보를 포함하여 기지국에 보고할 수 있다. 한편, 본 개시의 도 6에서는 설명의 편의를 위하여, 기지국으로부터 SSB 버스트가 단말에 20ms마다 전송되고, 40ms마다 단말의 CSI 보고가 수행되고, 단말의 수신 빔 개수를 21개, 기지국의 송신 빔 개수를 56개로 가정하여 이를 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 일 예일 뿐, 본 개시가 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 더 높은 고주파 대역에서 신호 송수신이 이루어지는 경우, 상기 단말의 수신 빔 개수는 증가할 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 단말이 기지국으로부터 전송되는 SSB를 측정하여 빔 추적을 수행하기 위해서는, 상술한 바와 같이, 기지국이 전송하는 모든 SSB 버스트 각각에 대해 단말은 자신의 수신 빔을 순차적으로 또는 랜덤하게 스위핑하고, SSB 버스트에 포함된 서로 다른 송신 빔과 각각 대응되는 SSB를 각 SSB 버스트에 대응되는 수신 빔을 유지한 채 수신하고, 이에 대한 채널 품질을 측정해야 한다. 예를 들어, 단말이 n개의 서로 다른 지향 방향을 갖는 복수의 수신 빔을 생성 (형성)할 수 있고, 기지국은 k개의 서로 다른 지향 방향을 갖는 복수의 송신 빔을 생성할 수 있다고 하면, 단말은 n개의 복수의 수신 빔들을 순차적으로 또는 랜덤하게 선택하면서, k개의 송신 빔과 각각 대응하는 SSB를 포함하는 SSB 버스트를 수신해야 하므로, nXk 개의 송신 빔 및 수신 빔 쌍에 대한 채널 품질의 측정이 이루어져야 실제 베스트 빔에 대한 정보를 얻을 수 있다. 즉, 기지국의 송신 빔에 대해, 단말의 수신 빔의 전체 스위핑 (full sweeping)이 이루어져야 실제 베스트 빔에 대한 정보를 얻을 수 있다. 그러나, 만약 본 개시에 따른 차세대 무선 통신 시스템과 같이 테라헤르츠 대역 또는 그 이상의 초고주파 대역에서의 신호 송수신을 고려하는 시스템에서는, 기지국의 커버리지 감소 문제를 해결하기 위해, 단말 또는 기지국의 수신 빔 또는 송신 빔의 개수가 늘어나게 되므로, 이에 따라, 기지국의 송신 빔에 대해, 단말의 수신 빔의 전체 스위핑이 완료되는 시간이 CSI 보고 주기보다 길어지게 될 수 있으며, 짧은 시간에 빔 상태가 변화할 수 있다. 이러한 경우, 측정한지 오래되어 CSI 보고 시점에서 더 이상 베스트 빔이 아닌 수신 빔 또는 송신 빔에 대한 정보가 CSI 보고를 통해 기지국에 전송될 수 있다. 따라서, 통신 환경의 변화를 제대로 반영하지 못한 빔 추적이 수행될 수 있고, 이에 따른 빔 추적 성능이 열화 되는 문제점이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 개시에서는 도 6에서 설명한 빔 추적 방법에서, 추가적으로 CSI-RS (channel state information-reference signal)을 사용하는 빔 추적 방법을 제안한다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 빔 추적을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 기지국은 서로 다른 하향링크 송신 빔 각각에 대응하는 SSB를 적어도 하나 포함하는 SSB 버스트 (SSB burst)를 단말에 전송할 수 있다. 단말은 기지국으로부터 전송되는 SSB 버스트에 포함된 각각의 SSB를 수신 빔을 유지한 채 수신하고, 이에 대한 채널 품질을 측정할 수 있다 (이 때, 채널 품질은 채널 상태, 신호 세기 등을 포함할 수 있다.). 또한, 단말은 SSB 버스트 각각에 대하여 자신의 수신 빔을 순차적으로 또는 랜덤하게 번갈아 가면서, 상술한 방법과 같이 SSB 버스트에 포함된 SSB들을 수신하고, 이에 대한 채널 품질을 측정할 수 있다. 한편, 도 6에서 설명한 빔 추적 방법과 달리, 도 7에서 설명하는 빔 추적 방법은 기지국이 전송하는 CSI-RS에 대하여 빔 추적을 수행할 수 있다.
구체적으로, 상술한 바와 같이, 기지국은 단말에 TCI state 정보를 RRC 메시지와 같은 상위 레벨 메시지를 통해 전송할 수 있다. 단말은 TCI state 정보에 기반하여 SSB와 대응되는 CSI-RS에 대한 정보 (예를 들어, CSI-RS 자원에 대한 정보)를 확인할 수 있고, 이를 통해 CSI-RS와 대응되는 빔을 알 수 있다. 따라서, 단말은 기지국의 하향링크 송신 빔 중 적어도 하나와 대응되는 CSI-RS에 대해, 자신의 수신 빔을 유지한 채 수신하고, 이에 대한 채널 품질을 측정할 수 있다 (이 때, 채널 품질은 채널 상태, 신호 세기 등을 포함할 수 있다.). 이 때, 상기 단말의 수신 빔은 기 저장된 빔 DB을 참조하여 확인되는 베스트 수신 빔, 또는 성능이 좋은 상위로부터 N개에 대응되는 빔들을 의미할 수 있다. 단말은 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍 각각에 대한 정보 (예를 들어, 하향링크 수신 빔에 대한 정보, 하향링크 송신 빔에 대한 정보, 해당 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔을 통해 수신한 SSB 또는 CSI-RS의 신호 세기 측정 결과, 해당 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍에 대한 채널 품질 등을 포함할 수 있다.)를 저장할 수 있다. 이 때, 단말은 상술한 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍에 대한 정보를 상술한 [표 10]와 같이 테이블의 형태로 빔 DB (data base)에 저장할 수 있다. 이후, 단말은 저장된 하향링크 송신 빔 및 하향링크 수신 빔 쌍에 대한 정보에 기반하여, 해당 시점에서의 베스트 빔을 결정할 수 있으며, 기지국에 결정된 베스트 빔에 대한 정보 (예를 들어, 베스트 송신 빔의 인덱스, 베스트 수신 빔의 인덱스, 또는 베스트 송신 빔 및 수신 빔 각각의 인덱스를 포함할 수 있으며, 베스트 빔에 대한 채널 품질 정보 (channel quality information, CQI)를 포함할 수도 있다.) 를 전송 (또는, 보고)할 수 있다. 예를 들어, CSI-RS 보고가 트리거 (trigger)되거나 (비 주기적인 CSI-RS 보고), 또는 일정 주기마다 CSI-RS 보고 시 (주기적인 CSI-RS 보고), CSI-RS 보고에 베스트 빔에 대한 정보를 포함하여, 기지국에 보고할 수 있다. 한편, 본 개시의 도 7에서는 설명의 편의를 위하여, 기지국으로부터 SSB 버스트가 단말에 20ms마다 전송되고, 40ms마다 단말의 CSI 보고가 수행되고, 단말의 수신 빔의 수를 21개, 기지국의 송신 빔의 수를 56개이고, CSI-RS와 대응되는 빔의 인덱스가 26, 29, 30, 33이라는 점, 및 CSI 보고 타이밍 (timing) 직전에 CSI-RS가 전송되는 것을 가정하여 이를 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 일 예일 뿐, 본 개시가 이에 국한되지 않는다.
상술한 본 개시의 도 7에서 제안한 빔 추적 방법에 따르면, CSI-RS가 기지국으로부터 전송되는 타이밍에서, 단말은 CSI-RS와 대응되는 하향링크 송신 빔에 대해 수신 빔의 스위핑을 추가적으로 수행할 수 있게 됨으로써, 수신 빔의 전체 빔 스위핑 (full beam sweeping)에 걸리는 시간을 단축할 수 있게 되어 송신 빔 및 수신 빔 쌍에 대한 정보를 보다 짧은 주기로 갱신 (update)할 수 있다. 이를 통해, CSI 보고 시점에서, 실제 베스트 빔에 대한 정보를 확인할 수 있고, 이를 기지국에 보고할 수 있으므로, 보다 향상된 성능의 빔 추적이 수행될 수 있다.
한편, 단말의 CSI 보고를 수신한 기지국은 CSI 보고에 포함된 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여, 단말과 기지국 간 신호 송수신에 사용되는 빔을 변경할 지 여부를 결정할 수 있다. 만약, 기지국이 빔을 변경하기로 결정한 경우, 상기 기지국은 도 5에서 상술한 바와 같이, 변경된 빔을 지시하는 제어 메시지를 L1 시그널 (예를 들어, DCI) 또는 L2 시그널 (MAC CE)를 통해 단말에 전송함으로써, 변경되는 빔에 대한 빔 지시를 수행할 수 있다. 한편, 본 개시에서 제안하는 빔 추적 방법에서, 기지국은 다양한 방법에 기반하여 CSI-RS와 대응되는 빔을 결정할 수 있으며, 이는 도 8을 참조하여 일 예를 설명하기로 한다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 빔 추적에서 CSI-RS와 대응되는 빔을 결정하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 8에서는, 기지국이 단말로부터 기존 베스트 빔과 다른 빔인 빔 인덱스 (또는, SSB 인덱스)가 29에 해당하는 빔이 베스트 빔이라는 정보를 CSI 보고를 통해 수신한 경우를 예로 들었다. 기지국은 빔 북 (beam book) 상 빔 인덱스가 29에 해당하는 빔의 인접한 빔(예를 들어, 빔 인덱스가 26, 30 및 33에 해당하는 빔들)을 CSI-RS와 대응되는 빔으로 결정할 수 있다. 한편, 본 개시에서 인접한 빔이란, 수평 각도 (horizontal angle), 수직 각도 (vertical angle), 또는 다양한 공간 파라미터 (spatial parameter) 중 적어도 하나에 기반하여 확인되는, 베스트 빔과 공간적으로 인접한 빔을 의미할 수 있다. 또한, CSI-RS와 대응되는 빔의 개수는 단말의 능력 (capability) 등에 기반하여 결정될 수 있고, 기지국이 임의로 결정할 수 있다. 본 개시에 따른 기지국은 CSI 보고에 포함된 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여, CSI-RS와 대응되는 빔을 변경할지 여부를 결정할 수 있다. 만약, 기존의 베스트 빔과 다른 빔에 대한 정보가 CSI 보고에 포함된 경우, 기지국은 TCI state 정보를 참조하여 CSI-RS와 대응되는 빔을 변경 (또는, 결정)할 수 있다. 즉, 기지국은 상기 CSI 보고에 포함된 빔에 대한 정보에 기반하여, 인접 빔에 대한 정보 (예를 들어, SSB index)를 확인하고, TCI state 정보에 기반하여, 상기 인접 빔과 대응되는 CSI-RS에 대한 정보 (예를 들어, CSI-RS-Resouce ID)를 확인할 수 있다. 이후, 기지국은 상기 CSI-RS에 대한 정보에 기반하여 확인되는 CSI-RS를 단말에 전송 (또는, 제공)함으로써, 본 개시에 따른 빔 추적이 수행될 수 있다.
한편, 본 개시에 따른 차세대 무선 통신 시스템과 같이, 초고주파 대역에서의 신호 송수신을 고려하는 경우, 단말의 방향 (direction, 또는 orientation), 이동 속도 등에 따라 신호 감쇄, 채널 변화 속도 등의 변화가 급격히 발생할 수 있기 때문에, 공간적으로 동일하거나 인접한 위치가 아니더라도, 베스트 빔으로 선택되는 빔이 동일하거나, 동일하지는 않더라도 베스트 빔의 선택 경향 (예를 들어, 빔 인덱스 별 베스트 빔으로 선택되는 횟수, 또는 이에 대한 확률분포 등)이 유사할 수 있다. 즉, 위치적으로 떨어져 있더라도, 빔 패턴 (빔 선택 패턴, 빔 인덱스 별 베스트 빔으로 선택될 확률을 나타내는 확률 분포 또는 패턴, 이와 동일한 의미를 가지는 용어로 지칭될 수 있으며, 본 개시에서는 설명의 편의를 위해 빔 패턴으로 후술한다.)이 유사할 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 차세대 무선 통신 시스템에서는, 다양한 통신 환경의 변화 요소를 고려하더라도, 초고주파 대역의 신호 특정으로 인해 단말의 위치 별로 베스트 빔으로 선택되는 빔들은 다수의 빔들 중 일부일 수 있다. 이러한 점에서, 본 개시에서는 기지국이 단말의 위치 정보, 및 해당 위치에서의 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여, 위치 별로 빔 패턴을 생성 (또는, 확인)하고, 생성된 빔 패턴들 중 일정 기준에 의하여 동일 또는 유사하다고 판단되는 빔 패턴들을 동일한 클러스터 (cluster) (또는, 집합, 그룹 등 이와 동일, 유사한 의미를 지니는 용어로 지칭될 수 있으며, 본 개시에서는 클러스터로 후술한다.)에 포함시키는 클러스터링 (clustering) 을 수행한 후, 클러스터링 수행 결과에 기반하여 CSI-RS와 대응되는 빔을 결정하고, 이를 기반으로 하여 빔 추적을 수행하는 방법을 제안한다. 이는 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 빔 추적에서 CSI-RS와 대응되는 빔을 결정하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 위치 별로 CSI-RS와 대응되는 빔들이 결정되어 있고, 단말의 위치에 따라 상기 빔들을 통해 CSI-RS가 상기 단말에 전송될 수 있다. 예를 들어, 현재 단말의 위치에 대응되는 클러스터에서 빔 인덱스가 10, 29, 46 및 54에 대응되는 빔들이 베스트 빔으로 선택된 횟수가 높은 경우, 기지국은 상기 빔 인덱스가 10, 29, 46 및 54에 해당하는 빔들을 CSI-RS와 대응되는 빔으로 결정할 수 있다. 기지국은 상기 CSI-RS와 대응되는 빔으로 결정된 빔에 대한 정보 (예를 들어, SSB index)를 확인하고, TCI state 정보에 기반하여 상기 결정된 빔과 대응되는 CSI-RS에 대한 정보 (예를 들어, CSI-RS-Resource ID)를 확인할 수 있다. 이후, 기지국은 상기 CSI-RS에 대한 정보에 기반하여 확인되는 CSI-RS를 상기 단말에 전송할 수 있다. 한편, 상술한 예시는 본 개시의 실시 예를 설명하는데 편의를 위한 것이지, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니다.
따라서, 본 개시에서 제안하는 빔 추적 방법에 따르면, 해당 단말의 위치에서 베스트 빔으로 선택될 가능성이 높은 빔들이 CSI-RS와 대응되어 단말에 전송될 수 있음으로써, 빔 추적의 성능을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 단말의 위치가 변경될 때마다 GPS 정보와 같은 위치 정보를 기지국에 보고하여 CSI-RS와 대응되는 빔을 변경할 필요 없이, 클러스터가 변경되는 경우 (예를 들어, 단말이 이동하여 단말의 위치에 대응되는 클러스터 ID가 변경되는 경우)에만 변경된 클러스터에 대한 정보 (예를 들어, 변경된 클러스터의 ID)를 기지국에 전송하고, 기지국은 변경된 클러스터에 대한 정보에 기반하여, CSI-RS와 대응되는 빔을 변경하면 되므로, 시그널링 부하를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 기지국은 CSI-RS를 단말 별로 할당하여 운용하는 것이 아니라, 클러스터 별로 운용할 수 있으므로, 보다 효율적인 통신 시스템이 구축될 수 있다. 이하, 도 10a 내지 도 19을 참조하여, 본 개시에서 제안하는 빔 추적 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 한편, 본 개시에서 제안하는 빔 추적 방법은 도 6 및 도 7에서 상술한 바와 같이, 기지국으로부터 전송되는 SSB (SSB 버스트) 또는 CSI-RS에 기반하여 수행될 수 있으나, 이하에서는 본 개시의 요지를 흐리지 않기 위해, CSI-RS에 기반하여 빔 추적을 수행하는 방법을 중심으로 설명하기로 한다.
도 10a 및 도 10b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 빔 추적을 수행하기 위해, 위치 별 빔 패턴을 클러스터링 하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 10a를 참조하면, 기지국은 자신의 커버리지 (coverage) (1000) 내에서 서빙 (serve)되는 서로 다른 위치에 있는 단말들과 신호를 송수신할 수 있다. 기지국은 각각의 단말로부터, 해당 위치에서의 베스트 빔에 대한 정보를 수신할 수 있다. 기지국은 단말로부터 수신한 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여, 해당 단말의 위치에서 빔 인덱스 별로 해당 빔이 선택된 횟수를 확인하고, 이를 DB (data base)에 저장하거나, 테이블의 형태로 저장할 수 있다. 설명의 편의를 위해, 도 10a에 도시된 바와 같이, 기지국의 커버리지를 5m 간격의 격자 구조 (1000)로 세분화 (segmentation)한 시스템을 가정할 수 있다. 이에 따르면, 세분화된 각각의 격자 (1001, 1002, 1003)를 (X, Y)와 같은 2차원 좌표로 표현할 수 있다. 한편, 상술한 바와 같은 커버리지 세분화 방법은 본 개시의 일 실시 예를 설명하는데 있어, 편의를 위한 것이지, 본 개시가 이에 제한되지 않는다. 즉, 통신 환경 (예를 들어, 커버리지 내 단말의 수, 주변 기지국의 수, 신호 세기 강도 등)에 기반하여, 세분화 간격 (예를 들어, 2m, 3m 등) 또는 구조 (예를 들어, 격자 구조 등)을 결정하고, 이에 따라 커버리지 (1000)을 세분화한 시스템을 가정할 수도 있을 것이다. 한편, 상술한 격자 구조에 따른 위치는 GPS (global positioning system) 정보 등으로 확인된 단말의 위치 정보를 미리 결정된 매핑 정보 (또는, 매핑 테이블)에 따라 변환한 위치를 의미할 수 있다. 예를 들어, GPS 정보에 의해 단말의 위치가 확인되는 경우, 격자 구조에 따른 위치는 상기 GPS 정보를 미리 결정된 매핑 정보에 적용하여 확인되는 변환 값 (좌표)일 수 있다. 한편, 후술되는 클러스터링은 상기 격자 구조에 따른 위치에 기반하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 격자 구조에 따라 (5,0) 및 (0,5)에 해당하는 위치는, 클러스터링 수행 결과에 따라 동일한 클러스터에 포함될 수 있으며, 이 경우, 상기 위치 (5,0) 및 (0,5) 각각은 상기 클러스터에 대응된다고 할 수 있다.
기지국은 세분화된 각각의 격자 (1001, 1002, 1003)에 위치한 각각의 단말 (1001, 1002, 1003)로부터, 해당 위치에서 베스트 빔에 대한 정보를 수신할 수 있다. 기지국은 단말 (1001, 1002, 1003)로부터 수신한 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여, 해당 단말 (1001, 1002, 1003)의 위치에서 빔 인덱스 별로 해당 빔이 베스트 빔으로 선택된 횟수를 확인하고, 이를 하기 [표 11]와 같은 테이블 (1005, 1006, 1007)의 형태로 저장할 수 있다. 예를 들어, (40, 0) 위치의 경우, 하기와 같은 형태로 기지국에 저장 (또는, 확인)될 수 있다. 한편, 본 개시의 도 10a 및 도 10b에서는 설명의 편의를 위해 빔 인덱스가 0, 1, 2, 3인 빔의 선택횟수를 기반으로 본 개시에 따른 클러스터링이 수행되는 것을 가정하였으나, 본 개시는 이에 국한되지 않는다. 즉, 해당 단말의 위치에서 선택될 수 있는 모든 빔에 대한 선택 횟수 (즉, 모든 빔 인덱스에 대한 선택횟수)를 고려하여 본 개시에 따른 클러스터링이 수행될 수 있다.
| 위치 | 빔 인덱스 (Beam index) | 선택 횟수 (count) |
| (40,0) | 0 | 100 |
| 1 | 300 | |
| 2 | 2000 | |
| 3 | 1900 | |
| ... | ... |
도 10b를 참조하면, 기지국은 각 위치 별로, 저장된 (또는, 확인된) 테이블에 기반하여, 해당 위치 별 빔 패턴 (즉, 빔이 선택될 확률 분포 (probability distribution)) (1010, 1011, 1012)를 생성 (또는, 확인)할 수 있다. 한편, 본 개시에서 빔 패턴은 해당 위치에서 빔이 선택될 확률을 빔 인덱스 별로 나타낸 확률 벡터 (probability vector)를 의미할 수 있다. 예를 들어, [표 11]는 빔 인덱스 순서대로 [0.023 (
), 0.070(
), 0.465(
), 0.442(
), …, …]의 확률 벡터로 나타낼 수 있다. 한편, 기지국은 다양한 방법 (예를 들어, 다양한 통계 기법)에 기반하여 빔 패턴 (1010, 1011, 1012)을 생성할 수 있으며, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
기지국은 일정 기준에 기반하여, 생성된 빔 패턴 (1010, 1011, 1012) 중 동일 또는 유사한 것으로 확인되는 빔 패턴을 동일한 클러스터에 포함되도록 클러스터링을 수행할 수 있다. 본 개시에서 클러스터링은 군집화, 집합화, 그룹화, 그룹핑 (grouping) 등 이와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 용어에 의해 지칭될 수 있다. 또한, 본 개시에서 기지국은 빔 패턴이 동일한지 또는 유사한지 여부를 결정함에 있어, 유클리디안 거리 (Euclidean distance) 계산에 따른 유사도 계산 방법, 코사인 유사도 (cosine similarity) 계산에 따른 유사도 계산 방법, 또는 개체 (entity) 간 유사도를 판단하는 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 생성한 빔 패턴들 (1011, 1012) 간 유클리디안 거리 값이 일정 임계 값 이하거나 또는 코사인 유사도 값이 일정 임계 값 이상인 경우, 이들을 동일한 클러스터 (1022)에 포함되도록 클러스터링을 수행할 수 있다. 또는, 생성한 빔 패턴들 (1010, 1011) 간 유클리디안 거리 값 일정 임계 값 이상이거나 또는 코사인 유사도 값이 일정 임계 값 이하인 경우, 이들을 각각 다른 클러스터 (1021, 1022)에 포함되도록 클러스터링을 수행할 수 있다. 또는, 랜덤하게 생성된 확률분포 (또는, 확률벡터)에 대하여 상술한 유사도 판단 방법을 적용한 결과, 유사도 값이 일정 임계 값 이상인 빔 패턴들을 동일한 클러스터 (1022)에 포함되도록 클러스터링을 수행할 수 있다. 또한, 랜덤하게 생성된 확률분포 (또는, 확률벡터)에 대하여 상술한 유사도 판단 방법을 적용한 결과, 유사도 값이 일정 임계 값 이상인 빔 패턴들을 각각 다른 클러스터 (1021, 1022)에 포함되도록 클러스터링을 수행할 수 있다. 한편, 기지국은 다양한 머신러닝 알고리즘 (machine learning algorithm)에 기반하여 본 개시에 따른 클러스터링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 머신러닝 알고리즘 중 K-평균 클러스터링 알고리즘 (여기에서, K는 클러스터의 수를 의미할 수 있다.)에 기반하여 본 개시에 따른 클러스터링을 수행할 수 있으며, 이 경우 하기 [표 12]과 같은 과정이 수행될 수 있다.
| - 공간 상에 임의의 K개의 클러스터 중심점 (랜덤하게 생성된 확률벡터를 지칭할 수 있다.)을 할당 - 각 중심점과 생성된 빔 패턴 간 유클리디안 거리 값 또는 코사인 유사도 값을 계산 - 계산된 유클리디안 거리 값 또는 코사인 유사도 값에 기반하여, 가장 거리가 가까운 (즉, 유사도가 가장 높은) 중심점이 속한 클러스터에 생성된 빔 패턴을 포함 (또는, 할당) - 각 클러스터에 대해 다시 K개의 중심점을 계산하고, 각 중심점과 생성된 빔 패턴 간 유클리디안 거리 값 또는 코사인 유사도 값을 계산 - 계산된 유클리디안 거리 값 또는 코사인 유사도 값에 기반하여, 생성된 빔 패턴을 포함하는 클러스터가 변경되는지 여부 확인 - 생성된 빔 패턴을 포함하는 클러스터가 변경되는 경우, 변경된 클러스터에 생성된 빔 패턴을 할당 - - 다시 K개의 중심점을 계산하고, 각 중심점과 생성된 빔 패턴 간 유클리디안 거리 값 또는 코사인 유사도 값을 계산 - 생성된 빔 패턴을 포함하는 클러스터가 변경되지 않는 경우, 알고리즘 종료 및 클러스터링 결과 (클러스터 정보) 출력 |
한편, 본 개시에서 기지국이 위치 별 빔 패턴의 클러스터링을 수행하는 경우, 클러스터의 수 (K)는 다양한 기준에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 임의의 값을 클러스터의 수로 미리 결정하고, 상기 결정된 클러스터의 수에 기반하여 클러스터링을 수행할 수 있다. 또는, 기지국은 임의의 값을 클러스터의 수 (예를 들어, 최대 64개)로 결정하고, 일정 시간마다 상기 결정된 클러스터의 수를 일정 수 증가 또는 감소시켜 클러스터링을 수행할 수 있다. 기지국은 증가 또는 감소된 클러스터의 수에 따라 클러스터링을 수행한 결과, 상기 기지국의 커버리지 내 단말의 랜덤 액세스 (예를 들어, 빔 실패로 인한 랜덤 액세스)가 일정 수 이상 발생하는 경우, 상기 클러스터의 수를 변경 (증가 또는 감소)하여 클러스터링을 수행할 수 있다. 또는, 클러스터의 수는 기지국의 커버리지 내 단말의 수, 단말과의 채널 상태, 채널 부하 정도, 네트워크 혼잡 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 또한, 기지국이 상술한 바와 같은 머신러닝 알고리즘 (예를 들어, K-평균 클러스터링 알고리즘)에 기반하여 위치 별 빔 패턴의 클러스터링을 수행하는 경우, 클러스터의 수마다 클러스터링의 성능 값을 계산하고, 가장 높은 성능 값 또는 일정 성능 값 이상인 경우의 클러스터의 수로 K를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 K-평균 클러스터링 알고리즘을 사용하는 경우, 실루엣 값 (silhouette value)이 1에 가까운 클러스터의 수로 결정할 수 있다. 이후, 기지국은 클러스터링 결과로, 클러스터 별 빔 패턴 (1021, 1022)을 확인할 수 있다. 클러스터 별 빔 패턴은 해당 클러스터와 대응되는 빔 패턴을 의미할 수 있으며, 해당 클러스터에 속한 위치 별 빔 패턴들 중 어느 하나에 해당하거나, 해당 클러스터에 속한 위치 별 빔 패턴들에 평균화, 정규화 등 다양한 통계 기법을 적용하여 생성된 (확인된) 것으로, 해당 클러스터에 속한 위치 별 빔 패턴들에 대하여 대표성 (representativeness)을 지닌 빔 패턴을 의미할 수 있다.
기지국은 클러스터링 수행 후, 클러스터링 결과에 기반하여, 위치 별로 해당 위치가 어느 클러스터에 속하는지를 나타내는 정보를 [표 13]와 같은 테이블 (1030)의 형태로 저장할 수 있다. 한편, 본 개시에서는 클러스터링 결과를 나타내는 테이블 (1030)을 위치 및 클러스터 간 매핑 정보 (또는, 대응관계에 대한 정보)를 포함하는 테이블 (1030), 매핑 테이블 (1030), 위치 별 클러스터 정보, 또는 클러스터 정보로 지칭할 수 있으며, 이와 동일 또는 유사한 의미를 지니는 용어로 지칭할 수 있다. 이하에서는, 이를 클러스터 정보 (cluster information)으로 지칭하기로 한다.
| 위치 | 클러스터 ID |
| (10,20) | 1 |
| (20,30) | 2 |
| (30, 20) | 3 |
| (20, 10) | 4 |
| ... | ... |
기지국은 RRC 메시지와 같은 상위레벨 메시지를 통해 클러스터 정보(1030)를 단말에 제공 (또는, 전송)할 수 있고, 단말은 클러스터 정보 (1030)에 기반하여 본 개시에서 제안하는 빔 추적을 수행할 수 있다. 이하, 본 개시에 따른 단말 및 기지국이 상술한 클러스터 정보에 기반하여 빔 추적을 수행하는 구체적인 동작에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 상술한 클러스터 정보를 생성 (또는, 획득, 결정)하기 위한 단말 및 기지국의 동작에 대해 설명하기로 한다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말이 위치 정보 및 해당 위치에서의 빔 패턴에 대한 정보를 기지국에 전송하는 과정의 순서를 도시한 도면이다.
1101 단계에서, 단말은 다양한 방법에 기반하여 단말의 위치 정보를 확인 (또는, 생성, 획득)할 수 있다. 예를 들어, 단말은 위성으로부터 수신한 GPS (global positioning system) 정보에 기반하여 위치 정보를 확인할 수 있다. 이 경우, 위치 정보는 GPS 정보 자체 또는 GPS 정보 및 단말의 위치 간 대응 관계를 포함하는 미리 결정된 테이블에 의해 확인되는 정보를 의미할 수 있다. 또는, 상기 위치 정보는 채널 주파수 응답 (channel frequency response) 또는 전력 지연 프로파일 (power delay profile)에 기반하여 확인될 수 있다. 채널 주파수 응답은 주파수 대역에서 부반송파 (subcarrier)의 크기 (amplitude) 값을 의미하는 것으로, 일정 시간 동안 수신한 주파수 대역별 부반송파의 크기 값에 기반하여 단말의 위치 정보가 확인될 수 있다. 전력 지연 프로파일은 단말에 전송된 신호가 단말에 도달하는데 걸리는 시간 및 상기 신호의 강도를 의미하는 것으로, 전파는 동일한 시간에 전송되더라도, 다양한 경로를 거쳐 수신부에 도달하여 도착 시간이 다르므로, 상기 신호가 단말에 도달하기까지 걸린 시간 및 상기 신호의 강도에 기반하여 단말의 위치 정보가 확인될 수 있다. 한편, 본 개시에서 단말의 위치 정보는 채널 주파수 응답 또는 전력 지연 프로파일에 기반하여 확인된 값이 미리 결정된 매핑 정보 (또는, 매핑 테이블)에 따라 위치 정보로서 변환된 것을 의미할 수 있다. 한편, 단말이 자체적으로 위치 정보를 확인할 수 있거나, 이미 위치 정보를 알고 있는 경우, 1101 단계는 생략될 수 있으며, 후술되는 1102 단계가 바로 수행될 수 있다. 또는, 1101 단계는 후술되는 1102 단계와 동시에 수행될 수 있다.
1102 단계에서, 단말은 측정 보고 (measurement report)에 1101 단계에서 확인된 위치 정보를 포함하여, 기지국에 전송할 수 있다.
1103 단계에서, 도 6 내지 도 7에서 설명한 바와 같이, 단말은 SSB 기반 빔 스위핑을 수행할 수 있다. 단말은 기지국으로부터 전송되는 SSB 버스트에 포함된 각각의 SSB를 수신 빔을 유지한 채 수신하고, 이에 대한 채널 품질을 측정할 수 있다 (이 때, 채널 품질은 채널 상태, 신호 세기 등을 포함할 수 있다.). 또한, 단말은 SSB 버스트 각각에 대하여 자신의 수신 빔을 순차적으로 또는 랜덤하게 번갈아 가면서, 상술한 방법과 같이 SSB 버스트에 포함된 SSB들을 수신하고, 이에 대한 채널 품질을 측정할 수 있다. 단말은 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍 각각에 대한 정보 (예를 들어, 하향링크 수신 빔에 대한 정보, 하향링크 송신 빔에 대한 정보, 해당 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍을 통해 수신한 SSB의 신호 세기 측정 결과, 해당 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍에 대한 채널 품질 등을 포함할 수 있다.)를 저장할 수 있다. 이 때, 단말은 상술한 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍에 대한 정보를 상술한 [표 10]와 같은 테이블의 형태로 빔 DB (data base)에 저장할 수 있다.
1104 단계에서, 단말은 CSI 보고가 트리거 된 경우, 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍에 대한 정보가 포함된 빔 DB 또는 테이블에 기반하여, 해당 시점에서 베스트 빔에 대한 정보 또는 성능이 좋은 상위 N개의 빔에 대한 정보를 확인하고, 이를 CSI 보고에 포함하여 기지국에 보고할 수 있다. 한편, 상기 베스트 빔에 대한 정보는 베스트 송신 빔의 인덱스, 베스트 수신 빔의 인덱스, 또는 베스트 송신 빔 및 수신 빔 각각의 인덱스를 포함할 수 있으며, 베스트 빔에 대한 채널 품질 정보 (CQI)를 포함할 수도 있다. 또한, 성능이 좋은 N개의 빔에 대한 정보는 서로 다른 송신 빔에 대한 측정 결과 중 신호 세기 또는 채널 품질이 상위로부터 순서대로 N개에 대응되는 빔들에 대한 정보를 의미할 수 있다. 이 때, N은 미리 정해질 수 있고, RRC 메시지와 같은 상위레벨 메시지를 통해 설정될 수 있으며, 기지국으로부터 전송되는 제어 정보에 의해 지시될 수 있다.
한편, 도 11에 도시된 1101 단계 내지 1104 단계는 일부가 생략될 수 있고, 동시에 수행될 수도 있다. 또한, 1101 단계 내지 1104 단계는 미리 결정된 주기마다 주기적으로 수행될 수 있고, 또는 기지국이 클러스터 정보의 갱신 (update)가 필요하다고 판단하여, 1101 단계 내지 1104 단계의 수행이 트리거 된 경우, 비주기적으로 수행될 수 있다.
한편, 도 11에서, 단말이 위치 정보로서 GPS 정보를 전송하는 경우, GPS 정보는 비트 수가 커서, 단말이 위치 정보를 기지국에 보고할 때 오버헤드 (overhead)가 발생할 수 있다. 이러한 점에서, 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말은 주변 기지국 (예를 들어, NR 기지국 또는 LTE 기지국)으로부터 전송되는 기준 신호의 신호 세기 (예를 들어, RSRP (reference signal received power) 등)을 측정하고, 기준 신호의 신호 세기 측정 결과 리스트를 기지국에 전송할 수도 있다. 여기에서, 기준 신호의 신호 세기 측정 결과 리스트는 하기 [표 14]와 같이 나타낼 수 있다.
| 기지국 ID | RSRP (dBm) |
| 1 | -68 |
| 2 | -92 |
| 3 | -58 |
| 4 | -63 |
| ... | ... |
기준 신호의 세기 측정 결과 리스트에 기반하여 기지국이 단말의 위치를 확인할 수 있는 이유는, RSRP 값과 같은 신호 세기는 거리에 따라 결정되는 값으로, 복수의 RSRP 값에 기반하여 단말의 위치를 확인할 수 있기 때문이다. 구체적으로, 기지국은 삼각측량 (triangulation) 등과 같은 다양한 측위 기법을 측정된 복수의 RSRP 값에 적용하여 단말의 위치를 확인할 수 있다. 또는, 측정된 복수의 RSRP 값을 DB (데이터베이스)에 기 저장된 RSRP와 비교하여, 유사한 RSRP 값을 갖는 위치를 단말의 위치로 확인할 수 있다. 도 12을 참조하여, 단말이 전송하는 기준 신호의 세기 측정 결과 리스트에 기반하여 기지국이 단말의 위치 정보를 확인하는 경우, 단말의 동작에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 12은 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말이 기준 신호의 신호 세기 측정 결과 리스트 및 해당 위치에서의 빔 패턴에 대한 정보를 기지국에 전송하는 과정의 순서를 도시한 도면이다.
단말의 위치 정보로서 GPS 정보 등을 CSI 보고를 통해 기지국에 전송하는 도 11과 달리, 도 12은 단말이 주변 기지국으로부터 전송된 기준 신호의 신호 세기 (예를 들어, RSRP)를 측정하고, 기지국에 전송하는 기준 신호의 신호 세기 측정 결과 리스트에 기반하여, 기지국이 상기 단말의 위치 정보를 확인하는 실시 예에 대한 것이다.
도 12를 참조하면, 1201 단계에서, 단말은 NR 기지국 또는 LTE 기지국으로부터 전송되는 기준 신호의 신호 세기 (예를 들어, RSRP, RSRQ 등을 지칭할 수 있다.)를 측정하고, 상술한 [표 14]과 같은 기준 신호의 신호 세기 측정 결과 리스트를 확인 (또는, 획득)할 수 있다.
1202 단계에서, 단말은 기준 신호의 신호 세기 측정 결과 리스트를 측정 보고 (measurement report) 기지국에 보고할 수 있다.
1203 단계에서, 도 6 내지 도 7에서 설명한 바와 같이, 단말은 SSB 기반 빔 스위핑을 수행할 수 있다. 단말은 기지국으로부터 전송되는 SSB 버스트에 포함된 각각의 SSB를 수신 빔을 유지한 채 수신하고, 이에 대한 채널 품질을 측정할 수 있다 (이 때, 채널 품질은 채널 상태, 신호 세기 등을 포함할 수 있다.). 또한, 단말은 SSB 버스트 각각에 대하여 자신의 수신 빔을 순차적으로 또는 랜덤하게 번갈아 가면서, 상술한 방법과 같이 SSB 버스트에 포함된 SSB들을 수신하고, 이에 대한 채널 품질을 측정할 수 있다. 단말은 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍 각각에 대한 정보 (예를 들어, 하향링크 수신 빔에 대한 정보, 하향링크 송신 빔에 대한 정보, 해당 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍을 통해 수신한 SSB의 신호 세기 측정 결과, 해당 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍에 대한 채널 품질 등을 포함할 수 있다.)를 저장할 수 있다. 이 때, 단말은 상술한 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍에 대한 정보를 상술한 [표 10]와 같은 테이블의 형태로 빔 DB (data base)에 저장할 수 있다.
1204 단계에서, 단말은 CSI 보고가 트리거된 경우, 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍에 대한 정보가 포함된 빔 DB 또는 테이블에 기반하여, 해당 시점에서 베스트 빔에 대한 정보 또는 성능이 좋은 상위 N개의 빔에 대한 정보를 확인하고, 이를 CSI 보고에 포함하여 기지국에 보고할 수 있다.
한편, 도 12에 도시된 1201 단계 내지 1204 단계는 일부가 생략될 수 있고, 동시에 수행될 수도 있다. 또한, 1201 단계 내지 1204 단계는 미리 결정된 주기마다 주기적으로 수행될 수 있고, 또는 기지국이 클러스터 정보의 갱신 (update)가 필요하다고 판단하여, 1201 단계 내지 1204 단계의 수행이 트리거 된 경우, 비주기적으로 수행될 수 있다.
또한, 본 개시의 단말은 도 11의 위치 정보 또는 도 12의 기준 신호의 신호 세기 측정 결과 리스트를 선택적으로 기지국에 전송할 수 있다. 한편, GPS 정보가 전송되는 경우, 기지국은 수신한 GPS 정보 또는 기준 신호의 신호 세기 측정 결과 리스트에 기반하여 확인된 단말의 위치 정보를 미리 정해진 매핑 정보를 포함하는 테이블 (또는, 함수 (function) 등)를 통해 상대적인 위치 정보로 변환하고, 변환된 위치 정보를 단말의 위치 정보로서 결정할 수 있다. 즉, 기지국은 상기 미리 정해진 매핑 정보를 포함하는 테이블 (또는, 함수)를 통해 GPS 정보 또는 기준 신호의 신호 세기 측정 결과 리스트로 표현된 단말의 위치 정보를 하나의 단위로 통일하여 DB에 저장하고, 관리할 수 있다. 또한, 도 12에서 단말이 기준 신호의 신호 세기 측정 결과 리스트를 기지국에 전송하는 것과 달리, 단말은 주변 기지국으로부터 수신한 기준 신호들의 신호 세기를 측정하고, 삼각 측량에 기반하여 자신의 위치 정보를 확인하거나, 단말에 저장된 신호 세기 관련 DB를 참조하여, 자신의 위치 정보를 확인하고, 확인된 위치 정보를 측정 보고에 포함하여 전송할 수 있으며, 이 경우 단말은 도 11에 따른 동작을 수행할 수 있다.
기지국은 단말로부터 수신한 단말의 위치 정보 및 베스트 빔 빔에 대한 정보에 기반하여, 위치 별 빔 패턴을 생성할 수 있고, 생성된 빔 패턴을 클러스터링할 수 있다. 구체적인 기지국 동작은 도 13을 참조하여 설명하기로 한다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 기지국이 단말의 위치 정보 및 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여, 위치 별 빔 패턴을 확인하고, 이를 클러스터링하는 과정의 순서를 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 1301 단계에서 기지국은 단말로부터 측정 보고를 통해 단말의 도 11에 따른 위치 정보 또는 도 12에 따른 기준 신호의 신호 세기 측정 결과 리스트를 수신할 수 있다. 기지국은, 이를 상기 위치 정보를 DB에 저장하거나, 또는 테이블의 형태로 저장할 수 있다.
1302 단계에서, 기지국은 서로 다른 송신 빔 각각에 대응되는 적어도 하나의 SSB를 포함하는 SSB 버스트를 단말에 전송할 수 있다.
1303 단계에서, 기지국은 CSI 보고 주기마다 또는 CSI 보고를 트리거하여, 1302 단계에서 전송한 SSB 버스트의 채널 품질을 측정한 결과에 기반하여 확인된 베스트 빔에 대한 정보 또는 성능이 좋은 상위 N개의 빔에 대한 정보를 단말로부터 수신하고, 이를 테이블의 형태로 DB에 저장할 수 있다. 한편, 상술한 베스트 빔에 대한 정보 또는 성능이 좋은 상위 N개의 빔에 대한 정보는 CSI 보고에 포함되어 단말로부터 기지국에 보고될 수 있다.
1304 단계에서, 기지국은 1301 단계에서 확인된 단말의 위치 정보 및 1303 단계에서 수신한 베스트 빔에 대한 정보 또는 성능이 좋은 상위 N개의 빔에 대한 정보에 기반하여, 해당 위치에서의 빔 패턴을 생성 (또는 확인, 획득, 결정)할 수 있다.
1305 단계에서, 기지국은 1304 단계에서 생성된 빔 패턴에 기반하여, 클러스터링을 수행할 수 있다. 기지국은 1304 단계에서 생성한 빔 패턴을 다양한 방법에 기반하여 클러스터링 할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 1304 단계에서 생성한 패턴과 일정 임계 값 이상으로 유사하다고 판단되는 빔 패턴들을 동일한 클러스터에 포함되도록 할 수 있다. 한편, 본 개시에서 기지국이 빔 패턴을 클러스터링하는 방법은 제한되지 않으며, 다양한 머신러닝 알고리즘 또는 인공지능 시스템에 기반하여 수행될 수 있다. 구체적인 클러스터링 수행 과정은 도 10a 및 도 10b에서 설명하였으므로, 여기에서는 생략하도록 한다. 기지국은 1305 단계의 클러스터링 결과로, 클러스터 별 빔 패턴을 확인할 수 있다. 클러스터 별 빔 패턴은 해당 클러스터와 대응되는 빔 패턴을 의미할 수 있으며, 해당 클러스터에 속한 위치 별 빔 패턴들 중 어느 하나에 해당하거나, 해당 클러스터에 속한 위치 별 빔 패턴들을 평균, 정규화, 등 다양한 통계 기법을 적용하여 생성된 (확인된) 것으로, 해당 클러스터에 속한 위치 별 빔 패턴들에 대하여 대표성을 지닌 빔 패턴을 의미할 수 있다. 또한, 기지국은 클러스터링 결과로, 위치 별로 어느 클러스터에 속하는지 (또는, 위치별로 대응되는 클러스터)를 나타내는 클러스터 정보를 획득할 수 있다. 클러스터 정보는 위치 및 해당 위치가 속한 클러스터에 대한 정보 (예를 들어, 클러스터 ID), 위치 및 클러스터 간 대응 관계에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 1306 단계에서 기지국은 RRC 메시지와 같은 상위 레벨 메시지를 통해 1305 단계에서 획득한 클러스터 정보를 단말에 전송할 수 있다.
한편, 도 13에 도시된 1301 단계 내지 1306 단계는 일부가 생략될 수 있고, 동시에 수행될 수도 있다. 또한, 1301 단계 내지 1306 단계는 미리 결정된 주기마다 주기적으로 수행될 수 있고, 또는 기지국이 클러스터 정보의 갱신 (update)가 필요하다고 판단하여, 1301 단계 내지 1306 단계의 수행이 트리거 된 경우, 비주기적으로 수행될 수 있다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 기지국이 클러스터 정보를 획득하는 과정의 전체적인 흐름을 도시한 도면이다.
도 14을 참조하면, 1410 단계에서 단말 (1400)은 위치 정보를 확인할 수 있다. 한편, 상기 위치 정보는 도 11에서 상술한 같이, 위성으로부터 수신한 GPS 정보를 포함할 수 있다. 또는, 상기 위치 정보는 주변 기지국으로부터 수신한 기준 신호들의 신호 세기 측정 결과에 기반하여 확인된 단말 (1400)의 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다.
1415 단계에서 단말 (1400)은 확인된 위치 정보를 측정 보고에 포함시켜 기지국 (1405)에 보고할 수 있다.
1420 단계에서, 기지국 (1405)은 1415 단계에서 수신한 단말 (1400)의 위치 정보를 DB에 저장하거나, 테이블의 형태로 저장할 수 있다. 한편, 만약 기지국 (1405)이 1415 단계에서 단말 (1400)로부터 기준 신호의 신호 세기 측정 결과 리스트를 수신한 경우, 기지국 (1405)은 상기 기준 신호의 신호 세기 측정 결과 리스트를 DB에 저장하거나, 테이블의 형태로 저장할 수 있다.
1425 단계에서, 기지국 (1405)은 서로 다른 송신 빔 각각에 대응되는 적어도 하나의 SSB를 포함하는 SSB 버스트를 단말 (1400)에 전송할 수 있다.
1430 단계에서, 단말 (1400)은 SSB 기반 빔 스위핑을 수행하여 빔 DB를 업데이트할 수 있다. 단말 (1400)은 1425 단계에서 기지국 (1405)으로부터 전송되는 SSB 버스트에 포함된 각각의 SSB를 수신 빔을 유지한 채 수신하고, 이에 대한 채널 품질을 측정할 수 있다 (이 때, 채널 품질은 채널 상태, 신호 세기 등을 포함할 수 있다.). 또한, 단말 (1400)은 SSB 버스트 각각에 대하여 자신의 수신 빔을 순차적으로 또는 랜덤하게 번갈아 가면서, 상술한 방법과 같이 SSB 버스트에 포함된 SSB들을 수신하고, 이에 대한 채널 품질을 측정할 수 있다. 단말 (1400)은 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 각각에 대한 정보 (예를 들어, 하향링크 수신 빔에 대한 정보, 하향링크 송신 빔에 대한 정보, 해당 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍을 통해 수신한 SSB의 신호 세기 측정 결과, 해당 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍에 대한 채널 품질 등을 포함할 수 있다.)를 저장할 수 있다. 이 때, 단말 (1400)은 상술한 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍에 대한 정보를 상술한 [표 10]와 같은 테이블의 형태로 빔 DB (data base)에 저장할 수 있다.
1435 단계에서, 단말 (1400)은 CSI 보고가 트리거된 경우, 하향링크 수신 빔 및 하향링크 송신 빔 쌍에 대한 정보가 포함된 빔 DB 또는 테이블에 기반하여, 해당 시점에서 베스트 빔에 대한 정보 또는 성능이 좋은 상위 N개의 빔에 대한 정보를 확인하고, 이를 CSI 보고에 포함하여 기지국 (1405)에 보고할 수 있다.
1440 단계에서, 기지국 (1405)은 CSI 보고를 통해 수신한 베스트 빔에 대한 정보 또는 성능이 좋은 상위 N개의 빔에 대한 정보를 DB에 저장하거나, 또는 테이블의 형태로 저장할 수 있다. 이 때, 기지국 (1405)은 1430 단계에서 저장한 단말의 위치 정보와 베스트 빔에 대한 정보 또는 상위 N개의 빔에 대한 정보가 대응되도록 저장할 수 있다. 이 경우, 기지국 (1405)은 베스트 빔 빔에 대한 정보 또는 상위 N개의 빔에 대한 정보에 기반하여, 해당 위치에서 빔 인덱스 별 베스트 빔으로 선택된 횟수 (count)를 확인하고, 이를 테이블의 형태로 저장할 수 있다. 기지국 (1405)은 저장된 단말의 위치 정보, 및 해당 위치에서의 베스트 빔에 대한 정보 또는 상위 N개의 빔에 대한 정보에 기반하여, 해당 위치에서의 빔 패턴을 생성 (또는 확인, 획득, 결정)할 수 있다.
1445 단계에서, 기지국 (1405)은 1440 단계에서 생성된 빔 패턴에 기반하여, 클러스터링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국 (1405)은 1440 단계에서 생성된 패턴과 일정 임계 값 이상으로 유사하다고 판단되는 빔 패턴들을 동일한 클러스터에 포함되도록 할 수 있다. 한편, 본 개시에서 기지국 (1405)이 빔 패턴을 클러스터링하는 방법은 제한되지 않으며, 다양한 머신러닝 알고리즘 또는 인공지능 시스템에 기반하여 수행될 수 있다. 구체적인 클러스터링 수행 과정은 도 10a 및 도 10b에서 설명하였으므로, 여기에서는 생략하도록 한다. 한편, 기지국 (1405)은 클러스터링 결과로, 클러스터 별 빔 패턴을 확인할 수 있다. 클러스터 별 빔 패턴은 해당 클러스터와 대응되는 빔 패턴을 의미할 수 있으며, 해당 클러스터에 속한 위치 별 빔 패턴들 중 어느 하나에 해당하거나, 해당 클러스터에 속한 위치 별 빔 패턴들을 평균, 정규화, 등 다양한 통계 기법을 적용하여 생성된 (확인된) 것으로, 해당 클러스터에 속한 위치 별 빔 패턴들에 대하여 대표성을 지닌 빔 패턴을 지칭할 수 있다. 한편, 본 개시에서 클러스터 별 빔 패턴 중 특정 클러스터의 빔 패턴에서, 일정 임계 값 이상의 확률로 선택된 빔이 많은 경우, 기지국 (1405)은 해당 클러스터에서 빔 추적에 사용되는 CSI-RS와 대응되는 빔 개수를 늘릴 수 있다. 기지국 (1405)은 증가된 빔의 개수에 대한 정보를 단말에 전송할 수 있다. 이 경우, 단말 (1400)이 CSI-RS 타이밍에서 측정할 수 있는 송신 빔의 개수가 늘어나고, 상기 빔들은 상기 단말 (1400)의 위치에서 베스트 빔으로 선택될 확률이 높은 빔에 해당하는 바, 전체 빔 스위핑 (full beam sweeping)을 수행한 것과 유사한 효과를 얻을 수 있다. 즉, CSI-RS와 대응되는 빔의 개수가 증가됨에 따라, CSI 보고 시 해당 시점에서의 실제 베스트 빔에 대한 정보를 얻을 수 있는 가능성이 높아지는 효과를 얻을 수 있다. 한편, 특정 빔만 일정 임계 값 이상의 확률로 선택된 경우, 기지국 (1405)은 CSI-RS와 대응되는 빔 개수를 줄일 수 있으며, 이 경우, 감소된 빔의 개수에 대한 정보를 단말 (1400)에 전송할 수 있다. 또한, 기지국 (1405)은 클러스터링 결과로 위치 별로 어느 클러스터에 속하는지를 나타내는 클러스터 정보를 확인 (또는, 획득)할 수 있다. 클러스터 정보는 위치 및 해당 위치가 속한 클러스터에 대한 정보 (예를 들어, 클러스터 ID), 위치 및 클러스터 간 대응 관계에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
1450 단계에서, 기지국 (1405)은 RRC와 같은 상위 레벨 메시지를 통해 1445 단계에서 확인된 클러스터 정보를 단말 (1400)에 전송할 수 있다.
한편, 도 14에 도시된 1410 단계 내지 1450 단계는 일부가 생략될 수 있고, 동시에 수행될 수도 있다. 또한, 본 개시에 따른 제1 단말, 제2 단말, 또는 그 이상의 단말이 1410 단계 내지 1450 단계를 동시에 수행할 수 있다. 한편, 1410 단계 내지 1450 단계는 미리 결정된 주기마다 주기적으로 수행될 수 있고, 또는 기지국이 클러스터 정보의 갱신 (update)가 필요하다고 판단하여, 1410 단계 내지 1450 단계의 수행이 트리거 된 경우, 비주기적으로 수행될 수 있다.
기지국은 도 11 내지 도 14에서 상술한 바와 같은 방법으로 획득한 클러스터 정보를 단말에 제공하고, 클러스터 별로 CSI-RS에 대응되는 빔을 결정할 수 있다. 즉, 단말의 위치 별로 CSI-RS에 대응되는 빔이 결정될 수 있음으로써, 빔 추적 성능이 보다 효율적으로 향상될 수 있다. 또한, 단말의 이동으로 인하여 클러스터가 변경되는 경우에만, 기지국에 클러스터가 변경되었다는 점만 알려, CSI-RS에 대응되는 빔을 변경할 수 있으므로, 시그널링 오버헤드를 크게 감소시킬 수 있다. 이하, 본 개시에 따른 클러스터 정보에 기반하여, 단말 및 기지국이 빔 추적을 수행하는 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 15 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말이 위치 정보 및 기지국으로부터 수신한 클러스터 정보에 기반하여, 빔 추적을 수행하는 과정의 순서를 도시한 도면이다.
도 15을 참조하면, 1501 단계에서, 단말은 기지국에 대하여 초기 접속을 수행하고, 초기 접속이 완료되면, 기지국으로부터 RRC 메시지와 같은 상위 레벨 메시지를 통해 클러스터 정보를 수신할 수 있다.
1502 단계에서, 단말은 위성으로부터 수신한 GPS 정보에 기반하여 자신의 위치 정보를 확인할 수 있다. 또는, 단말은 주변 기지국으로부터 전송되는 기준 신호의 신호 세기를 측정하여 위치 정보를 확인할 수 있다. 상기 기준 신호의 신호 세기에 기반하여 위치 정보를 확인하는 방법은 예를 들어, 삼각측량과 같은 다양한 측위 방법 또는 기 저장된 신호 세기 관련 DB를 참조하여, 위치를 확인하는 방법을 이용할 수 있다.
1503 단계에서, 단말은 1501 단계에서 수신한 클러스터 정보 및 1502 단계에서 확인된 위치 정보에 기반하여, 단말의 위치가 속한 클러스터가 변경되었는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 단말은 클러스터 정보에 포함된 위치 및 클러스터 ID 간 대응 관계에 대한 정보에 기반하여, 단말의 위치에 따라 클러스터 ID가 변경되었는지 여부를 확인할 수 있으며, 이는 단말에 저장된 클러스터 ID와 확인된 클러스터 ID가 같은지 또는 다른지 여부에 기반하여 수행될 수도 있다.
만약, 단말의 위치와 대응되는 클러스터가 변경되었다고 확인되는 경우, 1504 단계에서, 단말은 CSI 보고가 트리거되면, CSI 보고에 변경된 클러스터에 대한 정보 (예를 들어, 변경된 클러스터 ID)를 포함하여 기지국에 보고할 수 있다. 또는, GPS 정보가 기지국에 전송될 수 있다. 이 경우, 기지국은 수신된 GPS 정보에 따라 단말의 위치와 대응되는 클러스터가 변경되었음을 확인할 수 있다. 한편, 만약, 단말의 위치가 속한 클러스터가 변경되지 않았다고 확인되는 경우, 1504 단계는 생략될 수 있다.
한편, 단말이 기지국에 보고한 변경된 클러스터에 대한 정보는 CSI-RS와 대응되는 빔을 변경하는데 사용될 수 있다. 즉, 1505 단계에서, 단말은 도 6 내지 도 7에서 상술한 바와 같이, 단말은 변경된 클러스터에 대한 정보에 기반하여 변경된 빔과 대응하는 CSI-RS를 수신하고, 채널 품질 측정을 한 후, [표 10]와 같이 테이블의 형태로 빔 DB에 저장할 수 있다. 구체적인 내용은 상술하였으므로, 여기에서는 생략하기로 한다.
한편, 도 15에 도시된 1501 단계 내지 1505단계는 일부가 생략될 수 있고, 동시에 수행될 수도 있다. 또한, 1501 단계 내지 1505 단계는 미리 결정된 주기마다 주기적으로 단말이 수행될 수 있고, 이 때 상기 주기는 기지국이 클러스터 정보를 갱신하는 주기보다 짧은 것을 특징으로 할 수 있다.
기지국은 단말로부터 변경된 클러스터에 대한 정보를 수신한 경우, CSI-RS와 대응되는 빔을 변경하는 과정을 수행할 수 있다. 이하, 도 16를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른 기지국이 CSI-RS와 대응되는 빔을 변경하는 과정의 순서를 도시한 도면이다.
도 16를 참조하면, 1601 단계에서, 기지국은 단말의 초기 접속 절차 완료 후, RRC 메시지와 같은 상위 레벨 메시지를 통해 클러스터 정보를 전송할 수 있다.
이후, 1602 단계에서 기지국은 단말로부터 CSI 보고를 수신하고, CSI 보고에 변경된 클러스터에 대한 정보 (예를 들어, 변경된 클러스터의 ID)가 포함되어 있는지 여부를 확인할 수 있다. 또는, 단말의 GPS 정보가 CSI 보고에 포함되었는지 여부를 확인할 수 있다. 만약, CSI 보고에 변경된 클러스터에 대한 정보 (또는, GPS 정보)가 포함되어 있는 경우, 기지국은 후술하는 1603 단계를 수행할 수 있다. 또는, 만약 CSI 보고에 변경된 클러스터에 대한 정보가 포함되어 있지 않은 경우, 이는 단말의 위치가 속한 클러스터가 변경되지 않았음을 의미할 수 있으므로, 기지국은 다음 CSI 보고의 수신을 대기할 수 있다 (즉, 기지국은 1602 단계를 수행할 수 있다.).
기지국은 1602 단계에서 수신한 CSI 보고에 변경된 클러스터에 대한 정보 가 포함되어 있음을 확인한 경우, 1603 단계에서 변경된 클러스터에 대한 정보에 기반하여 CSI-RS와 대응되는 빔을 변경할 수 있다. 한편, GPS 정보가 CSI 보고에 포함된 경우, 기지국은 GPS 정보에 따른 단말의 위치에 기반하여, 변경된 클러스터에 대한 정보를 확인할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 저장된 클러스터 정보에서 변경된 클러스터에 대한 정보를 참조하여, 변경된 클러스터의 빔 패턴을 확인할 수 있다. 이후, 기지국은 확인된 빔 패턴에 기반하여, 베스트 빔으로 선택될 확률이 높은 적어도 하나의 빔 (예를 들어, 베스트 빔으로 선택될 확률이 높은 상위 N개의 빔 또는 일정 임계 값 이상의 확률로 베스트 빔으로 선택될 빔 등)을 확인하고, 이를 CSI-RS와 대응되는 빔으로 결정할 수 있다. 이 때, 본 개시에서 빔 패턴에 기반하여 CSI-RS와 대응되는 빔을 결정한다는 것은 확률 분포를 의미하는 빔 패턴에서, 일정 기준에 따라 빔을 샘플링 (sampling)하여 확인된 적어도 하나의 빔을 CSI-RS와 대응되는 빔으로 결정하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 일정 확률 이상으로 베스트 빔으로 선택된 빔 인덱스가 N개이고, CSI-RS와 대응될 수 있는 빔 인덱스가 K개 인 경우, N개의 빔 중에서 K개의 빔을 랜덤하게 또는 다양한 방법으로 샘플링하여, CSI-RS와 대응되는 빔으로 결정할 수 있다.
1604 단계에서 기지국은 1603 단계에서 결정된 빔과 대응하는 CSI-RS를 단말에 전송할 수 있다. 이 때 기지국은 TCI state 정보에 기반하여 상기 결정된 빔과 대응되는 CSI-RS에 대한 정보 (예를 들어, CSI-RS-Resource ID)를 확인하고, 상기 CSI-RS에 대한 정보에 따라 확인되는 CSI-RS를 단말에 전송할 수 있다. 단말은 상기 CSI-RS를 수신하고, 채널 품질 측정을 한 후, 이를 [표 10]와 같은 테이블의 형태로 DB 저장하고, CSI 보고 시 해당 시점에서 베스트 빔에 대한 정보를 보고할 수 있음으로써, 본 개시에 따른 빔 추적이 수행될 수 있다.
도 17은 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말 및 기지국이 클러스터 정보에 기반하여 빔 추적을 수행하는 전체적인 흐름을 도시한 도면이다.
1710 단계에서, 단말 (1700)은 기지국 (1705)에 대하여 초기 접속을 수행하고, 초기 접속이 완료되면, 기지국 (1705)으로부터 RRC 메시지와 같은 상위 레벨 메시지를 통해 클러스터 정보를 수신할 수 있다.
1715 단계에서, 단말 (1700)은 위성으로부터 수신한 GPS 정보에 기반하여 자신의 위치 정보를 확인할 수 있다. 또는, 단말 (1700)은 주변 기지국으로부터 전송되는 기준 신호의 신호 세기를 측정하고, 삼각측량과 같은 다양한 측위 방법 또는 기 저장된 신호 세기 관련 DB를 참조하여, 상기 단말 (1700)의 위치를 확인하는 방법을 이용할 수 있다.
1720 단계에서, 단말 (1700)은 1710 단계에서 수신한 클러스터 정보 및 1715 단계에서 확인된 위치 정보에 기반하여, 단말 (1700)의 위치가 속한 클러스터가 변경되었는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 단말 (1700)은 클러스터 정보에 포함된 위치 및 클러스터 ID 간 대응 관계에 대한 정보에 기반하여, 단말 (1700)의 위치에 따라 클러스터 ID가 변경되었는지 여부를 확인할 수 있으며, 이는 단말 (1700)에 저장된 클러스터 ID와 확인된 클러스터 ID가 같은지 또는 다른지 여부에 기반하여 수행될 수 있다.
1725 단계에서, 만약, 단말 (1700)의 위치가 속한 클러스터가 변경되었다고 확인되는 경우, 1725 단계에서, 단말 (1700)은 CSI 보고가 트리거되면, CSI 보고에 변경된 클러스터에 대한 정보 (예를 들어, 변경된 클러스터 ID)를 포함하여 기지국 (1705)에 보고할 수 있다. 한편, 만약, 단말 (1700)의 위치가 속한 클러스터가 변경되지 않았다고 확인되는 경우, 1725 단계는 생략될 수 있다.
1730 단계에서, 기지국 (1705)은 단말 (1700)로부터 수신한 CSI 보고에 변경된 클러스터에 대한 정보 (예를 들어, 변경된 클러스터의 ID)가 포함되어 있는지 여부를 확인할 수 있다. 만약, CSI 보고에 변경된 클러스터에 대한 정보가 포함되어 있는 경우, 기지국 (1705)은 변경된 클러스터에 대한 정보에 기반하여 CSI-RS와 대응되는 빔을 변경할 수 있다. 구체적으로, 기지국 (1705)은 저장된 클러스터 정보에서 변경된 클러스터에 대한 정보를 참조하여, 변경된 클러스터의 빔 패턴을 확인할 수 있다. 이후, 기지국 (1705)은 확인된 빔 패턴에 기반하여, 베스트 빔으로 선택될 확률이 높은 적어도 하나의 빔 (예를 들어, 베스트 빔으로 선택될 확률이 높은 상위 N개의 빔 또는 일정 임계 값 이상의 확률로 베스트 빔으로 선택될 빔 등)을 확인하고, 이를 CSI-RS와 대응되는 빔으로 결정할 수 있다. 이 때, 본 개시에서 빔 패턴에 기반하여 CSI-RS와 대응되는 빔을 결정한다는 것은 확률 분포를 의미하는 빔 패턴에서, 일정 기준에 따라 빔을 샘플링 (sampling)하여 확인된 적어도 하나의 빔을 CSI-RS와 대응되는 빔으로 결정하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 일정 확률 이상으로 베스트 빔으로 선택된 빔 인덱스가 N개이고, CSI-RS와 대응될 수 있는 빔 인덱스가 K개 인 경우, N개의 빔 중에서 K개의 빔을 랜덤하게 또는 다양한 방법으로 샘플링하여, CSI-RS와 대응되는 빔으로 결정할 수 있다. 또는, 만약 CSI 보고에 변경된 클러스터에 대한 정보가 포함되어 있지 않은 경우, 이는 단말 (1700)의 위치가 속한 클러스터가 변경되지 않았음을 의미할 수 있으므로, 기지국 (1705)은 다음 CSI 보고의 수신을 대기할 수 있다. 이 경우, 1730 단계는 생략된다.
1735 단계에서 기지국 (1705)은 1730 단계에서 결정된 빔과 대응하는 CSI-RS를 단말에 전송할 수 있다. 이 때 기지국은 TCI state 정보에 기반하여 상기 결정된 빔과 대응되는 CSI-RS에 대한 정보 (예를 들어, CSI-RS-Resource ID)를 확인하고, 상기 CSI-RS에 대한 정보에 따라 확인되는 CSI-RS를 단말에 전송할 수 있다.
단말 (1700)은 1740 단계에서 기지국 (1705)으로부터 전송된 CSI-RS를 수신하고, 채널 품질 측정을 한 후, 이를 상술한 [표 10]와 같은 테이블의 형태로 빔 DB에 저장할 수 있다. 이후 단말 (1700)은 CSI 보고가 트리거 된 경우, DB 또는 테이블을 참조하여, 해당 시점에서 베스트 빔에 대한 정보를 확인하고, 이를 CSI 보고에 포함시켜 기지국 (1705)에 보고함으로써, 본 개시에서 제안하는 빔 추적이 수행될 수 있다.
도 18은 본 개시의 실시 예들에 따른 단말의 구조를 도시한 도면이다.
도 18를 참조하면, 본 개시의 단말은 단말기 수신부(1800), 단말기 송신부(1804), 단말기 처리부(1802)를 포함할 수 있다. 단말기 수신부(1800)와 단말이 송신부(1804)를 통칭하여 본 발명의 실시 예에서는 송수신부라 칭할 수 있다. 송수신부는 기지국과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신부는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 단말기 처리부(1802)로 출력하고, 단말기 처리부(1802)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다. 단말기 처리부(1802)는 상술한 본 개시의 실시 예에 따라 단말이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다.
도 19는 본 개시의 실시 예들에 따른 기지국의 구조를 도시한 도면이다.
도 19을 참조하면, 본 개시의 기지국은 기지국 수신부(1901), 기지국 송신부(1905), 기지국 처리부(1903)를 포함할 수 있다. 기지국 수신부(1901)와 기지국 송신부(1905)를 통칭하여 본 발명의 실시 예에서는 송수신부라 칭할 수 있다. 송수신부는 단말과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신부는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 기지국 처리부(1903)로 출력하고, 단말기 처리부(1803)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다. 기지국 처리부(1903)는 상술한 본 개시의 실시 예에 따라 기지국이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한, 상기 실시 예의 하나 이상이 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다.
한편, 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
또한, 본 개시의 도 1 내지 도 19에서 상술한 방법들은, 다양한 구현에 따라 적어도 하나 이상의 도면들이 조합되는 방법들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 6 내지 도 17은 본 개시에 따른 빔 추적 방법에 대한 것으로, 본 개시는 다양한 구현에 따라 적어도 하나 이상의 도면들이 조합되는 방법들을 포함할 수 있다.
Claims (20)
- 무선 통신 시스템에서 단말의 방법에 있어서,
제1 기지국으로부터 클러스터 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계;
상기 클러스터 정보 및 상기 단말의 위치 정보에 기반하여, 상기 단말의 위치와 대응되는 클러스터가 변경되었는지 여부를 확인하는 단계; 및
상기 클러스터가 변경된 경우, 상기 변경된 클러스터에 대한 정보를 포함하는 CSI (channel state information) 보고를 상기 제1 기지국에 전송하는 단계를 포함하며,
상기 클러스터 정보는 위치 별 빔 패턴에 기반하여 확인되는 적어도 하나의 클러스터에 대한 정보를 포함하고,
상기 위치 별 빔 패턴은 상기 제1 기지국에 의해 서빙되는 복수 개의 단말 각각에 대한 위치 정보 및 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 클러스터는 상기 위치 별 빔 패턴에 대해 클러스터링 (clustering)한 결과에 따라 확인되는 적어도 하나의 빔 패턴에 대응되고,
상기 단말의 위치 정보는 GPS (global positioning system) 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 베스트 빔은 복수 개의 빔들 중에서 RSRP (reference signal received power) 또는 채널 품질 (channel quality) 중 적어도 하나에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 단말의 위치정보는 기준 신호 (reference signal)의 RSRP (reference signal received power) 측정 결과에 기반하여 확인되며,
상기 기준 신호는 제2 기지국으로부터 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 변경된 클러스터에 대한 정보에 기반하여 확인된 CSI-RS를 수신하는 단계를 더 포함하며,
상기 CSI-RS는 상기 변경된 클러스터에 대응되는 빔 패턴에 기반하여 확인되는 적어도 하나의 빔에 대응되고,
상기 CSI-RS에 대한 정보는 상기 CSI-RS와 대응되는 상기 적어도 하나의 빔과 관련된 TCI (transmission configuration indicator) 상태에 대한 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 무선 통신 시스템에서 제1 기지국의 방법에 있어서,
클러스터 정보를 포함하는 메시지를 단말에 전송하는 단계;
상기 단말의 위치와 대응되는 클러스터가 변경된 경우, 상기 변경된 클러스터에 대한 정보를 포함하는 CSI (channel state information) 보고를 상기 단말로부터 수신하는 단계;
상기 변경된 클러스터에 대한 정보에 기반하여 CSI-RS (channel state information-reference signal)과 대응되는 적어도 하나의 빔을 확인하는 단계; 및
상기 확인된 적어도 하나의 빔에 기반하여 상기 CSI-RS를 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하며,
상기 클러스터 정보는 위치 별 빔 패턴에 기반하여 확인되는 적어도 하나의 클러스터에 대한 정보를 포함하고,
상기 위치 별 빔 패턴은 상기 제1 기지국에 의해 서빙되는 복수 개의 단말 각각에 대한 위치 정보 및 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 적어도 하나의 클러스터는 상기 위치 별 빔 패턴에 대해 클러스터링 (clustering)한 결과에 따라 확인되는 적어도 하나의 빔 패턴에 대응되고,
상기 위치 별 빔 패턴은 미리 결정된 기준에 기반하여 클러스터링되고,
상기 단말의 위치 정보는 GPS (global positioning system) 정보에 기반하여 확인되며,
상기 단말의 위치와 대응되는 클러스터가 변경되는지 여부는 상기 단말의 위치 정보 및 상기 클러스터 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 베스트 빔은 복수 개의 빔들 중에서 RSRP (reference signal received power) 또는 채널 품질 (channel quality) 중 적어도 하나에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 단말의 위치 정보는 기준 신호 (reference signal)의 RSRP (reference signal received power) 측정 결과에 기반하여 확인되며,
상기 기준 신호는 제2 기지국으로부터 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 CSI-RS에 대한 정보는 상기 CSI-RS와 대응되는 상기 적어도 하나의 빔과 관련된 TCI (transmission configuration indicator) 상태에 대한 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 무선 통신 시스템의 단말에 있어서,
송수신부;및
제1 기지국으로부터 클러스터 정보를 포함하는 메시지를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고,
상기 클러스터 정보 및 상기 단말의 위치 정보에 기반하여, 상기 단말의 위치와 대응되는 클러스터가 변경되었는지 여부를 확인하고,
상기 클러스터가 변경된 경우, 상기 변경된 클러스터에 대한 정보를 포함하는 CSI (channel state information) 보고를 상기 제1 기지국에 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 클러스터 정보는 위치 별 빔 패턴에 기반하여 확인되는 적어도 하나의 클러스터에 대한 정보를 포함하고,
상기 위치 별 빔 패턴은 상기 제1 기지국에 의해 서빙되는 복수 개의 단말 각각에 대한 위치 정보 및 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 하는 단말.
- 제11항에 있어서,
상기 적어도 하나의 클러스터는 상기 위치 별 빔 패턴에 대해 클러스터링 (clustering)한 결과에 따라 확인되는 적어도 하나의 빔 패턴에 대응되고,
상기 단말의 위치 정보는 GPS (global positioning system) 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 하는 단말.
- 제11항에 있어서,
상기 베스트 빔은 복수 개의 빔들 중에서 RSRP (reference signal received power) 또는 채널 품질 (channel quality) 중 적어도 하나에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 하는 단말.
- 제11항에 있어서,
상기 단말의 위치정보는 기준 신호 (reference signal)의 RSRP (reference signal received power) 측정 결과에 기반하여 확인되며,
상기 기준 신호는 제2 기지국으로부터 전송되는 것을 특징으로 하는 단말.
- 제11항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 변경된 클러스터에 대한 정보에 기반하여 확인된 CSI-RS를 수신하는 것을 특징으로 하며,
상기 CSI-RS는 상기 변경된 클러스터에 대응되는 빔 패턴에 기반하여 확인되는 적어도 하나의 빔에 대응되고,
상기 CSI-RS에 대한 정보는 상기 CSI-RS와 대응되는 상기 적어도 하나의 빔과 관련된 TCI (transmission configuration indicator) 상태에 대한 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 하는 단말.
- 무선 통신 시스템의 제1 기지국에 있어서,
송수신부;및
클러스터 정보를 포함하는 메시지를 단말에 전송하도록 상기 송수신부를 제어하고,
상기 단말의 위치와 대응되는 클러스터가 변경된 경우, 상기 변경된 클러스터에 대한 정보를 포함하는 CSI (channel state information) 보고를 상기 단말로부터 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고,
상기 변경된 클러스터에 대한 정보에 기반하여 CSI-RS (channel state information-reference signal)과 대응되는 적어도 하나의 빔을 확인하고,
상기 확인된 적어도 하나의 빔에 기반하여 상기 CSI-RS를 상기 단말에 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 클러스터 정보는 위치 별 빔 패턴에 기반하여 확인되는 적어도 하나의 클러스터에 대한 정보를 포함하고,
상기 위치 별 빔 패턴은 상기 제1 기지국에 의해 서빙되는 복수 개의 단말 각각에 대한 위치 정보 및 베스트 빔에 대한 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 하는 제1 기지국.
- 제16항에 있어서,
상기 적어도 하나의 클러스터는 상기 위치 별 빔 패턴에 대해 클러스터링 (clustering)한 결과에 따라 확인되는 적어도 하나의 빔 패턴에 대응되고,
상기 위치 별 빔 패턴은 미리 결정된 기준에 기반하여 클러스터링되고,
상기 단말의 위치 정보는 GPS (global positioning system) 정보에 기반하여 확인되며,
상기 단말의 위치와 대응되는 클러스터가 변경되는지 여부는 상기 단말의 위치 정보 및 상기 클러스터 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 하는 제1 기지국.
- 제16항에 있어서,
상기 베스트 빔은 복수 개의 빔들 중에서 RSRP (reference signal received power) 또는 채널 품질 (channel quality) 중 적어도 하나에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 하는 제1 기지국.
- 제16항에 있어서,
상기 단말의 위치 정보는 기준 신호 (reference signal)의 RSRP (reference signal received power) 측정 결과에 기반하여 확인되며,
상기 기준 신호는 제2 기지국으로부터 전송되는 것을 특징으로 하는 제1 기지국.
- 제16항에 있어서,
상기 CSI-RS에 대한 정보는 상기 CSI-RS와 대응되는 상기 적어도 하나의 빔과 관련된 TCI (transmission configuration indicator) 상태에 대한 정보에 기반하여 확인되는 것을 특징으로 하는 제1 기지국.
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