KR20220107610A

KR20220107610A - 복수의 주파수 대역들을 지원하는 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 통신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20220107610A
Application number: KR1020210010423A
Authority: KR
Inventors: 이상호; 정병훈; 정정수; 차지영; 최진호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2022-08-02
Also published as: US20240080075A1; WO2022158786A1

Abstract

본 개시는 복수의 주파수 대역들을 지원하는 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 통신 방법 및 장치에 대한 것으로서, 본 개시의 실시 예에 따른 단말의 통신 방법은, 제1 주파수 대역에서 다수의 제1 수신 빔들을 이용한 빔 탐색을 수행하여 동일 위치에 설치된 기지국에 대한 제1 정보를 포함하는 동기 신호 블록(SSB)을 수신하는 과정과, 상기 제1 정보를 근거로, 상기 제1 주파수 대역에서 상기 SSB를 수신한 제1 수신 빔의 서브 셋에 속하는 제2 주파수 대역에서 다수의 제2 수신 빔들에 대해 빔 탐색을 수행하는 과정과, 상기 다수의 제2 수신 빔들에 대한 빔 탐색 결과 최적의 송수신 빔 쌍을 선택하여 상기 제2 주파수 대역에서 기지국과 통신하는 과정을 포함한다.

Description

복수의 주파수 대역들을 지원하는 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 통신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF COMMUNICAITON IN BEAMFORMAING BASED WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING MUTIPLE FREQUENCY BANDS}

본 개시는 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 수신 빔을 선택하는 방법 및 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 기기들이 통신 네트워크에 연결될 것으로 전망되고 있다. 네트워크에 연결된 사물의 예로는 차량, 로봇, 드론, 가전제품, 디스플레이, 각종 인프라에 설치된 스마트 센서, 건설기계, 공장 장비 등이 있을 수 있다. 모바일 기기는 증강현실 안경, 가상현실 헤드셋, 홀로그램 기기 등 다양한 폼팩터로 진화할 것으로 예상된다. 6G (6th-generation) 시대에는 수천억 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) 시스템이라 불리어지고 있다.

2030년쯤 실현될 것으로 예측되는 6G 통신 시스템에서 최대 전송 속도는 테라(예를 들어 1,000기가) bps, 무선 지연시간은 100마이크로초(μsec) 이다. 즉, 5G 통신 시스템대비 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. THz 대역에서는 5G에서 도입된 밀리미터파(mmWave) 대역(이하, mmW 대역)에 비해 더 심각한 경로손실 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; massive MIMO), 전차원 다중 입출력(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)와 하향링크(downlink)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 종단간(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 엔터티의 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; truly immersive 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.

본 개시는 복수의 주파수 대역들을 지원하는 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 효율적인 통신 방법 및 장치를 제공한다.

본 개시는 복수의 주파수 대역들을 지원하는 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 효율적으로 수신 빔을 선택/결정하는 방법 및 장치를 제공한다.

또한 본 개시는 mmW 대역과 THz 대역을 지원하는 무선 통신 시스템에서 수신 빔의 탐색 시간을 줄일 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.

본 개시는 복수의 주파수 대역들을 지원하는 무선 통신 시스템에서 핸드오버 시 수신 빔을 선택/결정하는 방법 및 장치를 제공한다.

또한 본 개시는 mmW 대역과 THz 대역을 지원하는 무선 통신 시스템에서 셀 측정을 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 개시의 실시 예에 따른 복수의 주파수 대역들을 지원하는 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 기지국의 통신 방법은, 제1 주파수 대역에서 서로 다른 방향을 갖는 다수의 제1 송신 빔들을 통해 동일 위치에 설치된 기지국에 대한 제1 정보를 포함하는 동기 신호 블록(SSB)들을 각각 송신하는 과정과, 상기 제1 정보를 근거로 상기 제1 주파수 대역보다 높은 주파수를 갖는 제2 주파수 대역에서 최적의 송수신 빔 쌍이 결정된 단말과 상기 제2 주파수 대역의 송신 빔을 이용하여 통신을 수행하는 과정을 포함한다.

또한 본 개시의 실시 예에 따른 복수의 주파수 대역들을 지원하는 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 기지국은, 상기 빔포밍을 이용하여 신호를 송수신하는 송수신기와, 상기 송수신기를 통해 제1 주파수 대역에서 서로 다른 방향을 갖는 다수의 제1 송신 빔들을 통해 동일 위치에 설치된 기지국에 대한 제1 정보를 포함하는 동기 신호 블록(SSB)들을 각각 송신하고, 상기 송수신기를 통해 상기 제1 정보를 근거로 상기 제1 주파수 대역보다 높은 주파수를 갖는 제2 주파수 대역에서 최적의 송수신 빔 쌍이 결정된 단말과 상기 제2 주파수 대역의 송신 빔을 이용하여 통신을 수행하도록 구성된 프로세서를 포함한다.

또한 본 개시의 실시 예에 따른 복수의 주파수 대역들을 지원하는 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 단말의 통신 방법은, 제1 주파수 대역에서 다수의 제1 수신 빔들을 이용한 빔 탐색을 수행하여 동일 위치에 설치된 기지국에 대한 제1 정보를 포함하는 동기 신호 블록(SSB)을 수신하는 과정과, 상기 제1 정보를 근거로, 상기 제1 주파수 대역에서 상기 SSB를 수신한 제1 수신 빔의 서브 셋에 속하는 제2 주파수 대역에서 다수의 제2 수신 빔들에 대해 빔 탐색을 수행하는 과정과, 상기 다수의 제2 수신 빔들에 대한 빔 탐색 결과 최적의 송수신 빔 쌍을 선택하여 상기 제2 주파수 대역에서 기지국과 통신하는 과정을 포함한다.

또한 본 개시의 실시 예에 따른 복수의 주파수 대역들을 지원하는 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 단말은, 상기 빔포밍을 이용하여 신호를 송수신하는 송수신기와, 제1 주파수 대역에서 다수의 제1 수신 빔들을 이용한 빔 탐색을 수행하여 동일 위치에 설치된 기지국에 대한 제1 정보를 포함하는 동기 신호 블록(SSB)을 수신하고, 상기 제1 정보를 근거로, 상기 제1 주파수 대역에서 상기 SSB를 수신한 제1 수신 빔의 서브 셋에 속하는 제2 주파수 대역에서 다수의 제2 수신 빔들에 대해 빔 탐색을 수행하고, 상기 다수의 제2 수신 빔들에 대한 빔 탐색 결과 최적의 송수신 빔 쌍을 선택하여 상기 제2 주파수 대역에서 기지국과 통신하도록 구성된 프로세서를 포함한다.

도 1a는 5G 시스템에서 데이터 또는 제어채널이 전송되는 무선 자원 영역인 시간-주파수 영역의 기본 구조를 도시한 도면,
도 1b는 5G 시스템에서 고려하는 슬롯 구조를 도시한 도면,
도 1c는 5G 시스템에서 BWP에 대한 설정의 일 예를 도시한 도면,
도 1d는 5G 시스템에서 빔포밍 방식을 설명하기 위한 도면,
도 2a 및 도 2b는 최적의 송수신 빔 쌍을 찾는 빔 탐색 동작의 일 예를 나타낸 도면,
도 3은 mmW 대역의 빔과 THz 대역의 빔의 일 예를 나타낸 도면,
도 4는 본 개시의 실시 예에 따라 mmW 대역과 THz 대역을 지원하도록 co-location에 설치된 기지국의 셀 커버리지를 예시한 도면,
도 5는 본 개시의 실시 예에 따라 mmW 대역과 THz 대역을 모두 지원하는 단말에서 빔 포밍 동작을 설명하기 위한 도면,
도 6a는 본 개시의 실시 예에 따라 co-location에 설치된 기지국에서 수행되는 SBF 동작을 설명하기 위한 순서도,
도 6b는 본 개시의 실시 예에 따라 단말에서 수행되는 SBF 동작을 설명하기 위한 순서도,
도 7은 본 개시의 실시 예에 따라 co-location에 설치된 기지국이 아닌 다른 기지국의 THz 빔을 최적의 빔으로 선택하는 동작을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 개시의 실시 예에서 단말의 핸드오버 필요 시 이웃 셀의 기지국이 co-location에 설치된 기지국인지 여부에 따른 빔 탐색 동작을 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 개시의 실시 예에 따른 SBF를 지원하는 co-location에 설치된 기지국의 서빙 셀과 THz 대역만을 지원하는 이웃 셀의 커버리지의 일 예를 나타낸 도면,
도 10은 본 개시의 실시 예에서 단말의 핸드오버 필요 시 이웃 셀의 기지국이 co-location에 설치된 기지국인지 여부에 따른 측정 갭 설정을 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 개시의 실시 예에 따라 SBF를 이용하는 단말에게 intra/inter cell measurement에 대한 정보를 제공하는 방안을 설명하기 위한 도면,
도 12a는 본 개시의 실시 예에 따른 단말의 구성을 도시한 도면,
도 12b는 본 개시의 실시 예에 따른 기지국의 구성을 도시한 도면.

이하, 본 개시의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시예를 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 첨부된 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성 요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시의 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한 본 개시를 설명함에 있어서 관련된 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, gNode B, gNB, eNode B, eNB, Node B, BS (Base Station), 인공 위성 등을 포함한 각종 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 또한 상기 기지국은 5G 시스템(NR 시스템)에서 백홀 및 접속 링크들(backhaul and access links)의 네트워크를 통해 단말(들)에게 네트워크 접속을 제공하는 gNB 인 IAB-도너(Integrated Access and Backhaul - donor)와, 단말(들)로의 NR 접속 링크(들)을 지원하고 상기 IAB-도너 or 다른 IAB-노드로의 NR 백홀 링크들을 지원하는 RAN(radio access network) 노드인 IAB-노드 중 적어도 하나를 포함하는 네트워크 엔터티일 수 있다. 단말은 IAB-노드를 통해 무선 접속되고 적어도 하나의 IAB-노드와 백홀 링크를 통해 연결된 IAB-도너와 데이터를 송수신할 수 있다.

단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 본 개시에서 하향링크(Downlink; DL)는 기지국이 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송경로이고, 상향링크는(Uplink; UL)는 단말이 기국에게 전송하는 신호의 무선 전송경로를 의미한다. 또한, 이하에서 LTE 또는 LTE-A 시스템을 일예로서 설명할 수도 있지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 개시의 실시예가 적용될 수 있다. 예를 들어 LTE-A 이후에 개발되는 5세대 이동통신 기술(5G, new radio, NR)이 이에 포함될 수 있으며, 이하의 5G는 기존의 LTE, LTE-A 및 유사한 다른 서비스를 포함하는 개념일 수도 있다. 또한, 본 개시는 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로써 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.

이때, 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 기능을 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 단계들을 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. 예를 들면, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 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, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 광대역 무선 통신 시스템으로 발전하고 있다. 광대역 무선 통신 시스템의 대표적인 예로, LTE 시스템에서는 하향링크(Downlink; DL)에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 채용하고 있고, 상향링크(Uplink; UL)에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있다. 상향링크는 단말(UE(User Equipment) 또는 MS(Mobile Station))이 기지국(eNode B, 또는 base station(BS))으로 데이터 또는 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻하고, 하향링크는 기지국이 단말로 데이터 또는 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻한다. 상기와 같은 다중 접속 방식은, 통상 각 사용자 별로 데이터 또는 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성 (Orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 또는 제어정보를 구분할 수 있다.

LTE 이후의 차세대 통신 시스템으로 현재 통신 서비스를 제공 중인 5G 통신 시스템은 사용자 및 서비스 제공자 등의 다양한 요구 사항을 만족하는 서비스를 지원할 수 있다. 5G 통신시스템을 위해 고려되는 서비스로는 향상된 모바일 광대역 통신(enhanced Mobile Broadband, eMBB), 대규모 기계형 통신(massive Machine Type Communication, mMTC), 초신뢰 저지연 통신(Ultra Reliability Low Latency Communciation, URLLC) 등이 있다.

eMBB는 기존의 LTE, LTE-A 또는 LTE-Pro가 지원하는 데이터 전송 속도보다 더욱 향상된 데이터 전송 속도를 제공하는 것을 목표로 한다. 예를 들어, 5G 통신시스템에서 eMBB는 하나의 기지국 관점에서 하향링크에서는 20Gbps의 최대 전송 속도(peak data rate), 상향링크에서는 10Gbps의 최대 전송 속도를 제공할 수 있어야 한다. 또한 5G 통신 시스템은 최대 전송 속도를 제공하는 동시에, 증가된 단말의 실제 체감 전송 속도(User perceived data rate)를 제공해야 한다. 이와 같은 요구 사항을 만족시키기 위해, 더욱 향상된 다중 안테나(Multi Input Multi Output, MIMO) 전송 기술을 포함하여 다양한 송수신 기술의 향상을 요구한다. 또한 LTE가 사용하는 2GHz 대역에서 최대 20MHz 전송대역폭을 사용하여 신호를 전송하는 반면에, 5G 통신시스템은 3~6GHz 또는 6GHz 이상의 주파수 대역에서 20MHz 보다 넓은 주파수 대역폭을 사용함으로써 5G 통신 시스템에서 요구하는 데이터 전송 속도를 만족시킬 수 있다.

동시에, 5G 통신시스템에서 사물 인터넷(Internet of Thing, IoT)와 같은 응용 서비스를 지원하기 위해 mMTC가 고려되고 있다. mMTC는 효율적으로 사물 인터넷을 제공하기 위해 셀 내에서 대규모 단말의 접속 지원, 단말의 커버리지 향상, 향상된 배터리 시간, 단말의 비용 감소 등이 요구된다. 사물 인터넷은 여러 가지 센서 및 다양한 기기에 부착되어 통신 기능을 제공하므로 셀 내에서 많은 수의 단말(예를 들어, 1,000,000 단말/km2)을 지원할 수 있어야 한다. 또한 mMTC를 지원하는 단말은 서비스의 특성상 건물의 지하와 같이 셀이 커버하지 못하는 음영지역에 위치할 가능성이 높으므로 5G 통신시스템에서 제공하는 다른 서비스 대비 더욱 넓은 커버리지를 요구할 수 있다. mMTC를 지원하는 단말은 저가의 단말로 구성되어야 하며, 단말의 배터리를 자주 교환하기 힘들기 때문에 10~15년과 같이 매우 긴 배터리 생명시간(battery life time)이 요구될 수 있다.

마지막으로, URLLC의 경우, 특정한 목적(mission-critical)으로 사용되는 셀룰라 기반 무선 통신 서비스이다. 예를 들어, 로봇(Robot) 또는 기계 장치(Machinery)에 대한 원격 제어(remote control), 산업 자동화(industrial automation), 무인 비행장치(Unmaned Aerial Vehicle), 원격 건강 제어(Remote health care), 비상 상황 알림(emergency alert) 등에 사용되는 서비스 등을 고려할 수 있다. 따라서 URLLC가 제공하는 통신은 매우 낮은 저지연 및 매우 높은 신뢰도 제공해야 한다. 예를 들어, URLLC을 지원하는 서비스는 0.5 밀리초 보다 작은 무선 접속 지연시간(Air interface latency)를 만족해야 하며, 동시에 10^-5 이하의 패킷 오류율(Packet Error Rate)의 요구사항을 갖는다. 따라서, URLLC을 지원하는 서비스를 위해 5G 시스템은 다른 서비스보다 작은 전송 시간 구간(Transmit Time Interval, TTI)를 제공해야 하며, 동시에 통신 링크의 신뢰성을 확보하기 위해 주파수 대역에서 넓은 리소스를 할당해야 하는 설계사항이 요구될 수 있다.

5G의 세가지 서비스들, 즉 eMBB, URLLC, mMTC는 하나의 시스템에서 다중화되어 전송될 수 있다. 이 때, 각각의 서비스들이 갖는 상이한 요구사항을 만족시키기 위해 서비스간에 서로 다른 송수신 기법 및 송수신 파라미터를 사용할 수 있다. 물론 5G는 전술한 세가지 서비스들에 제한되지 않는다.

이하 설명의 편의를 위하여, 3GPP 규격(5G, NR, LTE 또는 이와 유사한 시스템의 규격)에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들이 일부 사용될 수 있다. 하지만, 본 개시가 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한 이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity, 네트워크 엔티티)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 네트워크 엔티티들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시에서 사용하는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

이하에서는 본 개시의 이해를 돕기 위해 mmW 대역을 이용하는 5G 시스템의 기본 구조와 MIB를 전달하는 SS(Synchronization Signal)/PBCH 블록(동기 신호 블록 : SSB)와 빔포밍 방식에 대해 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 설명하기로 한다.

도 1a는 5G 시스템에서 데이터 또는 제어채널이 전송되는 무선 자원 영역인 시간-주파수 영역의 기본 구조를 도시한 도면이다.

도 1a의 가로축은 시간 영역을, 세로축은 주파수 영역을 나타낸다. 시간 및 주파수 영역에서 자원의 기본 단위는 자원 요소(Resource Element, RE, 101)로서 시간 축으로 1 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼(102) 및 주파수 축으로 1 부반송파(Subcarrier)(103)로 정의될 수 있다. 주파수 영역에서

(일례로 12)개의 연속된 RE들은 하나의 자원 블록(Resource Block, RB, 104)을 구성할 수 있다. 도 1에서

는 부반송파 간격 설정(μ)을 위한 서브프레임(105) 당 OFDM 심볼 수이고, 5G 시스템에서 자원 구조에 대한 보다 구체적인 설명은 TS 38.211 section 4 규격을 참조할 수 있다.

도 1b는 5G 시스템에서 고려하는 슬롯 구조를 도시한 도면이다.

도 1b에는 프레임(Frame, 116), 서브프레임(Subframe, 111), 슬롯(Slot, 112, 113) 구조의 일 예가 도시되어 있다. 1 프레임(116)은 10ms로 정의될 수 있다. 1 서브프레임(111)은 1ms로 정의될 수 있으며, 따라서 1 프레임(116)은 총 10개의 서브프레임(111)으로 구성될 수 있다. 1 슬롯(112, 113)은 14개의 OFDM 심볼로 정의될 수 있다(즉 1 슬롯 당 심볼 수(

)=14). 1 서브프레임(111)은 하나 또는 복수 개의 슬롯(112, 113)으로 구성될 수 있으며, 1 서브프레임(111)당 슬롯(112, 113)의 개수는 부반송파 간격에 대한 설정 값 μ(114, 115)에 따라 다를 수 있다. 도 1b의 일 예에서는 부반송파 간격 설정 값으로 μ=0(114)인 경우와 μ=1(115)인 경우가 도시되어 있다. μ=0(114)일 경우, 1 서브프레임(111)은 1개의 슬롯(112)으로 구성될 수 있고, μ=1(115)일 경우, 1 서브프레임(111)은 2개의 슬롯(113)으로 구성될 수 있다. 즉 부반송파 간격(subcarrier spacing)에 대한 설정 값 μ에 따라 1 서브프레임 당 슬롯 수(

)가 달라질 수 있고, 이에 따라 1 프레임 당 슬롯 수(

)가 달라질 수 있다. 각 부반송파 간격 설정 μ에 따른

및

는 하기의 [표 1]로 정의될 수 있다.

[표 1]

다음으로 5G 통신 시스템에서 대역폭부분(Bandwidth Part; BWP) 설정에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 1c는 5G 시스템에서 BWP에 대한 설정의 일 예를 도시한 도면이다.

도 1c에는 단말 대역폭(UE bandwidth)(123)이 두 개의 BWP, 즉 BWP#1(121)과 BWP#2(122)로 설정된 일 예를 보여준다. 기지국은 단말에게 하나 또는 복수 개의 BWP를 설정해줄 수 있으며, 각 BWP에 대하여 하기의 정보들을 설정해 줄 수 있다.

[표 2]

상기 [표 2]에서 "locationAndBandwidth"는 그 대역폭파트의 주파수 영역에서 위치와 대역폭을 나타내며, "subcarrierSpacing"은 그 대역폭파트에서 사용될 부반송파 간격을 나타내며, "cyclicPrefix"는 그 대역폭파트에 대해 확장 CP(cyclic prefix)의 사용 여부를 나타낸다.

물론 상기 예시에 제한되는 것은 아니며, 상기 설정 정보 외에도 BWP과 관련된 다양한 파라미터들이 단말에게 설정될 수 있다. 상기 정보들은 상위 계층 시그널링, 예를 들면, RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 통해 기지국이 단말에게 전달할 수 있다. 설정된 하나 또는 복수 개의 BWP들 중에서 적어도 하나의 BWP이 활성화(Activation)될 수 있다. 설정된 BWP에 대한 활성화 여부는 기지국으로부터 단말에게 RRC 시그널링을 통해 준정적(semi-static)으로 전달되거나 DCI(Downlink Control Information)를 통해 동적으로 전달될 수 있다.

그리고 RRC(Radio Resource Control) 연결 전의 단말은 초기 접속을 위한 초기 대역폭부분(Initial BWP)을 MIB(Master Information Block)를 통해 기지국으로부터 설정 받을 수 있다. 구체적으로 설명하면, 단말은 초기 접속 단계에서 초기 접속에 필요한 시스템 정보(Remaining System Information; RMSI 또는 System Information Block 1; SIB1에 해당할 수 있음)의 수신을 위한 PDCCH가 전송될 수 있는 제어자원세트(Control Resource Set, CORESET)과 탐색 공간(Search Space)에 대한 설정 정보를 MIB를 통해 수신할 수 있다. 즉 단말은 기지국을 통해 초기 접속을 위한 Attach 절차를 수행하지 않고도 상기 MIB를 수신할 수 있다.

상기 MIB를 통해 설정되는 제어자원세트와 탐색공간은 각각 식별자(Identity, ID) 0으로 간주될 수 있다. 상기 MIB를 통해 설정되는 제어자원세트와 탐색공간은 각각 공통(common) 제어자원세트와 공통 탐색공간으로 칭해질 수 있다. 기지국은 단말에게 MIB를 통해 제어자원세트#0에 대한 주파수 할당 정보, 시간 할당 정보, 뉴머롤로지(Numerology) 등의 설정 정보를 통지할 수 있다. 또한 기지국은 단말에게 MIB를 통해 제어자원세트#0에 대한 모니터링 주기 및 occasion에 대한 설정정보, 즉 탐색공간#0에 대한 설정 정보를 통지할 수 있다. 단말은 MIB로부터 획득한 제어자원세트#0으로 설정된 주파수 영역을 초기 접속을 위한 초기 BWP으로 간주할 수 있다. 초기 BWP의 식별자(ID)는 0으로 간주될 수 있다. 상기 제어자원세트는 제어영역(control region), 제어자원영역(control resource region) 등으로 칭해질 수 있다.

상기 5G에서 지원하는 BWP에 대한 설정은 다양한 목적으로 사용될 수 있다.

일부 실시 예에 따르면, 시스템 대역폭보다 단말이 지원하는 대역폭이 작을 경우에 상기 BWP 설정을 통해 이를 지원할 수 있다. 예를 들면, 기지국은 BWP의 주파수 위치를 단말에게 설정함으로써 시스템 대역폭 내의 특정 주파수 위치에서 단말이 데이터를 송수신할 수 있다.

또한 일 실시예에 따르면, 서로 다른 뉴머롤로지(numerology)를 지원하기 위한 목적으로 기지국이 단말에게 복수 개의 BWP을 설정할 수 있다. 예를 들면, 어떤 단말에게 15kHz의 부반송파 간격과 30kHz의 부반송파 간격을 이용한 데이터 송수신을 모두 지원하기 위해서, 두 개의 대역폭 부분을 각각 15kHz와 30kHz의 부반송파 간격으로 설정할 수 있다. 서로 다른 대역폭 부분은 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing)될 수 있고, 특정 부반송파 간격으로 데이터를 송수신하고자 할 경우, 해당 부반송파 간격으로 설정되어 있는 BWP가 활성화 될 수 있다.

또한 일 실시예에 따르면, 단말의 전력 소모 감소를 위한 목적으로 기지국이 단말에게 서로 다른 크기의 대역폭을 갖는 BWP를 설정할 수 있다. 예를 들면, 단말이 매우 큰 대역폭, 예컨대 100MHz의 대역폭을 지원하고 해당 대역폭으로 항상 데이터를 송수신할 경우, 매우 큰 전력 소모가 발생될 수 있다. 특히 트래픽(Traffic)이 없는 상황에서 100MHz의 큰 대역폭으로 불필요한 하향링크 제어채널에 대한 모니터링을 수행하는 것은 전력 소모 관점에서 매우 비효율 적일 수 있다. 단말의 전력 소모를 줄이기 위한 목적으로, 기지국은 단말에게 상대적으로 작은 대역폭의 BWP, 예를 들면, 20MHz의 BWP를 설정할 수 있다. 트래픽이 없는 상황에서 단말은 20MHz BWP에서 모니터링 동작을 수행할 수 있고, 데이터가 발생하였을 경우 기지국의 지시에 따라 100MHz의 BWP로 데이터를 송수신할 수 있다.

상기 BWP를 설정하는 방법에 있어서, RRC 연결(Connected) 전의 단말들은 초기 접속 단계에서 MIB을 통해 초기 BWP에 대한 설정 정보를 수신할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 단말은 PBCH(Physical Broadcast Channel)에서 송신되는 MIB로부터 SIB(System Information Block)를 스케쥴링하는 DCI(Downlink Control Information)가 전송될 수 있는 하향링크 제어채널을 위한 제어자원세트(Control Resource Set, CORESET)을 설정 받을 수 있다. MIB를 통해 설정된 제어자원세트의 대역폭이 초기 BWP으로 간주될 수 있으며, 설정된 초기 BWP을 통해 단말은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)에서 SIB를 수신할 수 있다. 초기 BWP은 SIB를 수신하는 용도 외에도, 다른 시스템 정보(Other System Information, OSI), 페이징(Paging), 랜덤 엑세스(Random Access) 용으로 활용될 수도 있다.

다음으로 5G 시스템에서의 SS(Synchronization Signal)/PBCH 블록(SSB)에 대하여 설명하도록 한다.

SS/PBCH 블록(SSB)이란 PSS(Primary SS), SSS(Secondary SS), PBCH로 구성된 물리계층 채널 블록을 의미할 수 있다. 구체적으로는 하기와 같다.

- PSS: 하향링크 시간/주파수 동기의 기준이 되는 신호로 셀 ID 의 일부 정보를 제공한다.

- SSS: 하향링크 시간/주파수 동기의 기준이 되고, PSS 가 제공하지 않은 나머지 셀 ID 정보를 제공한다. 추가적으로 PBCH 의 복조를 위한 기준신호(Reference Signal) 역할을 할 수 있다.

- PBCH: 단말의 데이터채널 및 제어채널 송수신에 필요한 필수 시스템 정보를 제공한다. 필수 시스템 정보는 제어채널의 무선자원 매핑 정보를 나타내는 탐색공간 관련 제어정보, 시스템 정보를 전송하는 별도의 데이터 채널에 대한 스케쥴링 제어정보 등을 포함할 수 있다.

- SS/PBCH 블록: SS/PBCH 블록은 PSS, SSS, PBCH의 조합으로 이뤄진다. SS/PBCH 블록은 5ms 시간 내에서 하나 또는 복수 개가 전송될 수 있고, 전송되는 각각의 SS/PBCH 블록은 인덱스로 구별될 수 있다.

단말은 초기 접속 단계에서 PSS 및 SSS를 검출할 수 있고, PBCH를 디코딩할 수 있다. 단말은 PBCH로부터 MIB를 획득할 수 있고, 상기 MIB를 통해 제어자원세트(Control Resource Set; CORESET)#0 (제어자원세트 인덱스가 0인 제어자원세트에 해당할 수 있음)을 설정 받을 수 있다. 예를 들어 단말은 선택한 SSB와 제어자원세트#0에서 전송되는 DMRS(Demodulation Reference signal)이 QCL(Quasi Co Location)되어 있다고 가정(QCL assumption)하고 제어자원세트#0에 대한 모니터링을 수행할 수 있다. 단말은 제어자원세트#0에서 전송된 하향링크 제어정보로 시스템 정보를 수신할 수 있다. 단말은 수신한 시스템 정보로부터 초기 접속에 필요한 RACH(Random Access Channel) 관련 설정 정보를 획득할 수 있다. 단말은 선택한 SSB 인덱스를 고려하여 PRACH(Physical RACH)를 기지국으로 전송할 수 있고, PRACH를 수신한 기지국은 단말이 선택한 SSB 인덱스에 대한 정보를 획득할 수 있다. 기지국은 단말이 각각의 SSB들 중에서 어떤 블록을 선택하였고 이와 연관되어 있는 제어자원세트#0을 모니터링하는 사실을 알 수 있다.

5G 시스템에서 하나 이상의 서로 다른 안테나 포트들은 아래 [표 2]과 같은 QCL(Quasi co-location) 설정에 의하여 서로 연관(associate)될 수 있다. TCI state는 PDCCH(혹은 PDCCH DMRS)와 다른 RS 혹은 채널 간 QCL 관계를 공지하기/나타내기 위한 것으로, 어떤 기준 안테나 포트 A(reference RS #A)와 또 다른 목적 안테나 포트 B(target RS #B)가 서로 QCL되어있다(QCLed)고 함은 단말이 상기 안테나 포트 A에서 추정된 large-scale 채널 파라미터 중 일부 혹은 전부를 상기 안테나 포트 B로부터의 채널 측정에 적용하는 것이 허용됨을 의미한다. QCL은 1) average delay 및 delay spread에 영향을 받는 time tracking, 2) Doppler shift 및 Doppler spread에 영향을 받는 frequency tracking, 3) average gain에 영향을 받는 RRM (radio resource management), 4) spatial parameter에 영향을 받는 BM(beam management) 등 상황에 따라 서로 다른 파라미터를 연관시킬 필요가 있을 수 있다. 이에 따라 5G 시스템에서는 아래와 같은 네 가지 타입의 QCL 관계들을 지원한다.

상기 spatial RX parameter는 Angle of arrival (AoA), Power Angular Spectrum (PAS) of AoA, Angle of departure (AoD), PAS of AoD, transmit/receive channel correlation, transmit/receive beamforming, spatial channel correlation 등 다양한 파라미터들 중 일부 혹은 전부를 총칭할 수 있다.

5G 시스템에서는 빔 관리는 송신 측에서 송신 빔과 수신 측에서 수신 빔의 최적의 송수신 빔 쌍을 선택하여 통신을 수행하는 것이다. 초기 셀 탐색 과정에서 단말은 기지국으로부터 송신되는 SSB를 수신하며, 이 과정에서 기지국은 서로 다른 다수의 송신 빔들을 이용하여 다수의 SSB들을 순차로 송신할 수 있으며, 단말은 다수의 수신 빔들을 순차로 형성하여 다수의 SSB들 각각의 수신 세기를 측정하고 최적의 수신 빔을 찾을 수 있다. 이와 같은 방식으로 찾아진 수신 빔과 해당 SSB를 송신한 송신 빔은 초기 송수신 빔 쌍이 된다. 그리고 초기 송수신 빔 쌍이 선택되면, CSI-RS를 이용한 빔 조정 절차를 통해 최적의 송수신 빔 쌍이 결정될 수 있다. 이하 본 개시에서 상기 초기 송수신 빔 쌍을 찾는 과정 또한 최적의 송수신 빔 쌍을 찾는 과정으로 이해될 수 있다.

도 1d는 5G 시스템에서 빔포밍 방식을 설명하기 위한 도면으로서, 하이브리드 빔포밍을 위한 예시적인 블록을 도시한 것이다. 상기 하이브리드 빔포밍은 다수의 사용자들에게 향상된 전송 용량을 지원할 수 있는 이른바 massive MIMO(multiple-input and multiple-output) 기술에 적용될 수 있으며, 이를 통해 다중 빔들을 형성할 수 있다.

도 1d를 참조하면, 5G 시스템에서는 디지털 신호처리를 통해 신호의 위상 및/또는 진폭을 변화시키는 디지털 빔포밍(Digital Beamforming : Digital BF)(131)과 아날로그 신호의 위상 및/또는 진폭을 변화시켜 다양한 빔 방향과 빔 폭을 갖는 아날로그 빔을 형성하는 아날로그 빔포밍(Analog BF)(132)을 결합한 하이브리드 빔포밍(hybrid BF)(133)을 이용할 수 있다. 하이브리드 빔포밍 기술은 구현의 복잡도를 낮추면서 큰 안테나 이득을 제공할 수 있다. 도 1d의 예시와 같이 디지털 빔포밍(Digital BF)(131)을 처리하기 위한 블록은 기저대역 디지털 프리코더(baseband digital precoder)와, 역고속 푸리에변환(Inverse Fast Fourier Transform : IFFT) 부 및 병렬/직렬(parallel/serial : P/S) 변환부를 포함할 수 있다. 상기 IFFT 부와 P/S 변환부는 RF(radio frequency) 체인의 수에 대응되게 포함될 수 있으며, 각 RF 체인은 DAC(Digital Analog Converter)와 믹서(mixer)를 포함하여 구현될 수 있다. 아날로그 빔포밍(Analog BF)(132)을 처리하기 위한 블록은 각 RF 체인에 연결된 다수의 아날로그 위상 천이기(analog phase shifter)들(132a), 전력 증폭기(power amplifier)(PA)들 및 안테나 어레이(antenna array)를 포함한다. 상기 다수의 아날로그 위상 천이기(analog phase shifter)들(132a)을 통해 넓은 범위의 각도에서 빔 스위핑(sweeping)이 가능하다. 상기 안테나 어레이는 다수의 안테나 요소들을 포함하며, 상기 RF 체인의 수는 상기 안테나 어레이의 수에 대응되게 증가된다.

5G 시스템에서 송신 빔을 형성하는 송신기는 상기한 디지털 빔포밍(Digital BF) 블록, 다수의 RF 체인들, 그리고 다수의 아날로그 빔포밍(analog BF) 블록들을 포함하여 구현될 수 있으며, 수신 빔을 형성하여 송신기로부터 신호를 수신하는 수신기는 상기 송신기의 구성에 대응되게 다수의 아날로그 빔포밍(analog BF) 블록들, 다수의 RF 체인들, 그리고 디지털 빔포밍(Digital BF) 블록을 포함하여 구현될 수 있다.

상기한 5G 시스템에서 빔포밍 방식은 mmW 대역에서 다양한 방향, 탐색 각도(beam scan range), 빔 폭(beam width)을 갖는 송신 빔과 수신 빔의 형성에 적용될 수 있다. 상기 하이브리드 빔포밍은 일 예를 든 것이고, 송신 빔과 수신 빔의 형성에 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍 중 적어도 하나를 사용하는 것도 가능하다. 또한 본 개시의 실시 예에 따른 THz 대역에서 송신 빔과 수신 빔의 형성 시에도 상기 하이브리드 빔포밍은 물론 상기와 같이 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍 중 적어도 하나를 적용하는 것도 가능하다. 일 예로 mmW 대역과 THz 대역에서 초기 송수신 빔 쌍의 선택/결정 시 각각 아날로그 빔포밍만을 이용하는 것도 가능하다.

무선 통신에 지향성 안테나를 이용한 배열 구조(예컨대, 안테나 어레이)를 이용한 빔포밍 기술을 이용하는 경우, 송수신 신호의 세기가 향상되는 동시에 빔 폭이 좁아진다. 즉, 빔포밍 기술을 통해 특정 위치를 향해 전파를 집중해서 신호를 송신해 줄 수 있으며, 또한 특정 위치에서 전파되는 신호를 집중해서 수신할 수 있다. 빔 폭이 좁기 때문에 어떠한 위치를 향해 신호를 송신, 또는 어떠한 위치에서 오는 신호를 수신하는지에 따라 무선 통신의 성능이 크게 달라질 수 있다. 따라서 무선 통신에서 성능 향상을 위해 기지국과 단말 간의 최적의 송수신 빔 쌍을 찾는 것은 중요하다.

이러한 빔 탐색을 위해, NR 시스템에서 기지국은 송신 빔을 통해 동기 신호 블록(SS/PBCH block)(이하 SSB라 칭하기로 한다.)을 주기적으로 송신하고, 단말은 기지국으로부터 다양한 방향의 송신 빔을 통해 송신되는 SSB를 수신하고 SSB 수신을 위한 최적의 송수신 빔 쌍을 결정한다. 일반적으로 NR 시스템에서 기지국은 생성 가능한 송신 빔들의 수만큼의 SSB들을 하나의 set으로 하여 주기적으로 송신한다. 이때 각 SSB는 각 송신 빔에 대응한다. 단말은 SSB set에 대하여 생성 가능한 수신 빔들을 하나씩 켜서 각 SSB의 수신 신호 세기를 측정하고, 이에 따라 해당 SSB에 대응하는 송신 빔에 대한 수신 신호 세기가 가장 큰 최적의 수신 빔을 찾아낼 수 있다. 송신 빔의 수를 N_T, 수신 빔의 수를 N_R 이라고 가정하면, 단말은 각 송신 빔에 대응하는 N_T 개의 SSB로 구성된 SSB set을 N_R 회 수신하여 최적의 송수신 빔 쌍을 찾을 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 최적의 송수신 빔 쌍을 찾는 빔 탐색 동작의 일 예를 나타낸 도면이다.

5G 시스템에서 SSB set의 송신 주기는 예를 들어 5~160 ms의 범위에서 설정될 수 있으며, 도 2a 및 도 2b는 SSB set의 송신 주기가 예를 들어 20 ms로 설정된 경우이다. 단말은 수신 빔이 변하는 경우, SSB set을 N_R 회 수신하는 빔 탐색 동작을 반복하여 수행하게 된다. SSB set 전송 주기를 T_SSB 라 하면, 수신 빔 탐색 시간은 N_R × T_SSB 가 소요된다. 도 2a는 예를 들어 기지국(200)이 4개의 서로 다른 방향의 송신 빔을 운용하는 경우 SSB set으로 4개의 SSB들(201, 203, 205, 207)을 상기 서로 다른 방향의 송신 빔들을 이용하여 송신하는 동작을 예시한 것이다. 도 2b는 도 2a와 같이 기지국(200)이 SSB set으로 4개의 SSB들(201, 203, 205, 207)을 20 ms 주기로 송신하는 경우, 단말(250)이 4개의 서로 다른 방향의 수신 빔들(211, 213, 215, 217)을 운용하여 SSB set을 각각 수신하는 동작을 예시한 것이다. 단말(250)은 20ms 주기마다 서로 다른 방향의 수신 빔들(211, 213, 215, 217)을 이용하여 SSB set을 수신하고, 예를 들어 SSB의 수신 신호 세기가 가장 센 최적의 송수신 빔 쌍을 찾는 빔 탐색 동작을 수행한다. 상기한 빔 탐색 동작은 5G 시스템은 물론 THz 대역을 지원하는 6G 시스템에서 동일 혹은 유사한 방식으로 적용될 수 있다.

상기한 빔 탐색 동작과 관련하여, THz 대역에서는 동작 주파수가 mmW 대역에 비해 약 5배 높으며, 이 때문에 다른 동일 조건 하에서 cell coverage가 약 1/5 정도로 줄어든다.(자유 공간 경로 손실(free space pathloss) 기준) 상기 자유 공간 경로 손실은 신호 주파수의 제곱에 비례한다. 예를 들어 280GHz의 통신 링크는 28GHz의 통신 링크에 비해 약 20dB의 추가 경로 손실이 있다. 그럼에도 불구하고 THz 대역의 심각한 경로 손실은 예를 들어 기지국에서 매우 큰 안테나 어레이, massive MIMO를 사용하여 극복 할 수 있다. 또한 산소와 물에 대한 흡수선이 대부분 THz 대역에 위치하기 때문에 THz 대역에서 대기 흡수(예를 들어 공기중의 분자에 의한 흡수) 효과는 일반적으로 저주파보다 더 심하다. 실제로 효율적인 THz 시스템을 설계하기 위해서는 정확하면서도 다루기 쉬운 THz 다중 경로 채널 모델이 실내 및 실외 환경 모두에 대해 개발되어야 한다. 이러한 THz 대역에서 통신 장치의 크기는 파장에 비해 상당히 크고 전력 손실이 높거나 효율성이 낮을 것으로 예상되지만, 긍정적인 측면은 칩 스케일 THz 기술 개발에 많은 연구가 진행 중이며, 그 결과 오늘날 InP, GaAs, SiGe, 심지어 CMOS(complementary metal-oxide-semiconductor) 기반의 반도체 기술은 THz 대역에서 수용 가능한 효율로 전력을 생성할 수 있다. 따라서 THz 대역을 이용한 무선 통신 기술은 가까운 장래에 실현될 수 있으며, 합리적인 비용과 에너지 소모로 높은 동적 범위와 높은 유연성을 제공하기 위해 THz 대역에서 빔 포밍 방식을 최적화하는 것이 중요하다.

한편 THz 대역에서 감소되는 셀 커버리지를 극복하기 위한 방법의 하나로 빔포밍 시스템에서 단말 혹은 기지국의 안테나 개수를 늘려 안테나 복사 전력에 해당하는 EIRP(equivalent isotropic radiated power)와 Rx antenna gain을 증가시키는 것을 고려할 수 있다. 하지만, 단말의 안테나 개수가 늘어나면 단말의 빔 개수인 N_R이 수십 개, 수백 개 이상으로 늘어난다. SSB set 전송 주기 T_SSB = 20ms 인 경우, 상기 수신 빔 탐색 시간 N_R × T_SSB 값이 증가하여 빔 탐색 소요 시간이 수 초 단위에 도달하게 된다. 이는 단말의 initial cell search 뿐 아니라, 최적의 빔을 지속적으로 탐색하는 beam tracking 성능에 문제를 야기한다. 또한 안테나 개수가 증가하면 RF chain 수가 같이 증가하므로 발열, 전력 소모, 전력 효율 및 실장 측면에서 추가로 이슈도 발생한다. 일반적으로 beam search 알고리즘으로 많이 거론되는 방법들은 대부분 단말의 wide beam을 활용하여 단말이 탐색해야 하는 빔의 개수를 줄이는 것들이다. 하지만 근본적으로 단말의 빔 폭을 늘리기 위해서는 안테나 개수가 줄어야 하기 때문에, wide beam 이라고 불리는 것들은 Tx EIRP 이슈가 함께 발생한다. 예를 들어 단말의 빔 폭을 두 배 늘리기 위해, 단말의 안테나 개수를 절반으로 줄이면, 빔의 출력 세기는 1/4로 줄어들어 cell coverage에 문제가 발생한다. 실질적으로는, wide beam은 적절한 세기의 감소와 적절한 빔 폭 증가를 얻기 위해, 매우 어려운 구현 이슈가 발생할 수 있다. 때문에 현재 wide beam은 단말의 initial search 과정 중에만 잠시 사용되는 경우가 있을 뿐이다.

6G 시스템에서는 넓은 대역폭을 확보하기 위해 THz 대역(예를 들어 140GHz, 160GHz 등)을 이용할 수 있다. 6G 시스템에서 이용되는 THz 대역은 보다 넓은 의미로 5G 시스템에서 이용되는 FR(frequency range)2의 mmW 대역 보다 상대적으로 높은 주파수 대역을 또한 포함할 수 있다. 무선 통신에서 수신 신호의 세기는 파장의 제곱에 반비례하며, 파장이 짧을수록 회절성이 약해지고 장애물 투과가 어렵다. 이러한 고주파의 성질에서 비롯된 수신기에서의 높은 신호 감쇠는 6G 시스템의 셀 커버리지를 좁게 만들며, 이를 극복하기 위하여 빔포밍 기술의 개선이 필요하다. 배열 안테나의 위상 변화를 통해 다양한 빔을 생성할 수 있으며, 6G 시스템에서는 THz 대역에서 효율적인 통신을 위해 보다 많은 안테나 수와 보다 좁은 빔 폭으로 도달 거리와 커버리지를 증가시킬 수 있다. 이와 같이 좁은 빔 폭을 사용하는 경우 기지국 측 송신 빔과 단말 측 수신 빔을 모두 조정하여 최적의 송수신 빔 쌍을 찾아야 효율적인 통신이 가능하다.

이하 본 개시에서 5G 시스템과 6G 시스템은 각각 제1 무선 통신 시스템과 제2 무선 통신 시스템으로 칭해질 수 있으며, mmW 대역과 THz 대역은 각각 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역으로 칭해질 수 있다. 그리고 mmW 대역을 이용하는 기지국은 제1 기지국, THz 대역을 이용하는 기지국은 제2 기지국으로 칭해질 수 있다. 그리고 상기 제1 및 제2 기지국은 후술할 동일 위치(co-location)에 설치된 하나 또는 복수의 기지국이 될 수 있다.

본 개시에서는 기지국 측 송신 빔이 주어질 때, 그에 대한 단말 측 수신 빔을 찾는 효율적인 방안을 제공한다. 단말에서는 빔 탐색 과정에서 가능한 모든 수신 빔을 차례대로 사용하여 신호 세기를 확인하는 것이 기본이지만, 이러한 빔 탐색은 소요 시간 및 소모 전력 관점에서 효율적이지 못하다. 본 개시에서는 co-location, 즉 동일 위치에 설치된 복수의 기지국들의 서로 다른 빔 특성을 고려하여, 보다 적은 수의 수신 빔을 탐색하여 최적의 수신 빔 위치 및 세기를 예측하는 이른바 보충 빔포밍(supplemental beamforming : SBF) 기술을 제안한다. 다시 말하면 본 개시에서는 SBF 기술을 이용하여 6G 시스템에서 기지국 측 송신 빔이 주어질 때, 단말은 생성 가능한 전체 수신 빔 대비 상대적으로 적은 수의 수신 빔을 탐색하여 최적의 송수신 빔 쌍을 선택/결정할 수 있다. 이러한 본 개시의 SBF 기술에 의하면, 동일 위치(co-location)에 설치된 서로 다른 두 기지국들(예들 들어, mmW 대역을 이용하는 기지국과 THz 대역을 이용하는 기지국을 가정할 수 있다.))의 서로 다른 빔 특성을 고려하여, 보다 적은 수의 수신 빔을 탐색하여 THz 대역에서 최적의 수신 빔 위치 및 세기를 예측할 수 있으며, 이를 통해 단말의 수심 빔 탐색 시 전력 소모 및 시간을 절감하여 단말의 빔포밍 성능을 향상시킬 수 있다. 상기 동일 위치(co-location)에 설치된 두 기지국들은 mmW 대역과 THz 대역을 모두 지원하는 하나의 기지국이 될 수 있으며 혹은 동일 위치로 볼 수 있을 정도로 근접된 위치에 설치된 mmW 대역의 기지국과 THz 대역의 기지국이 될 수 있다.

또한 본 개시에서는 SBF 기술의 적용을 위해 단말에게 시그널링 정보 혹은 제어 정보를 제공하는 구체적인 방식을 제안한다. 본 개시를 설명함에 있어서, 상위 계층 시그널링이라 함은 하기의 시그널링 중에서 적어도 하나 또는 하나 이상의 조합에 해당하는 시그널링 일 수 있다.

- MIB (Master Information Block)

- SIB (System Information Block) 또는 SIB X (X=1, 2, ..)

- RRC (Radio Resource Control)

- MAC (Medium Access Control) CE (Control Element)

또한, L1 시그널링이라 함은 하기의 물리 계층 채널 또는 시그널링을 이용한 시그널링 방법 중에서 적어도 하나 또는 하나 이상의 조합에 해당하는 시그널링일 수 있다.

- PDCCH (Physical Downlink Control Channel)

- DCI (Downlink Control Information)

- 단말-특정 (UE-specific) DCI

- 그룹 공통 (Group common) DCI

- 공통 (Common) DCI

- 스케쥴링 DCI (예를 들어 하향링크 또는 상향링크 데이터를 스케쥴링하는 목적으로 사용되는 DCI)

- 비스케쥴링 DCI (예를 들어 하향링크 또는 상향링크 데이터를 스케쥴링하는 목적이 아닌 DCI)

- PUCCH (Physical Uplink Control Channel)

- UCI (Uplink Control Information)

본 개시는 동일 위치(co-location)에 설치된 두 기지국들의 서로 다른 빔 특성을 고려하여, SSB set을 N_R 보다 적은 N_S 회 수신하여 탐색 시간 및 소모 전력을 절감하면서, 최적에 가까운 수신 빔을 찾을 수 있는 방안을 제안한 것이다.

본 개시에서는 두 종류 이상의 빔을 활용하여 6G 시스템에서 빔포밍 성능을 강화한다. 이를 위해서 serving cell 에서 제공되는 빔 보다 빔 폭이 넓으면서도 coverage도 비견될 만한 빔을 활용해야 한다.

도 3은 mmW 대역의 빔과 THz 대역의 빔의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, mmW 대역에서 좁은 빔(301)과 넓은 빔(303), THz 대역에서 좁은 빔(305)과 넓은 빔(307)의 일 예를 도시하였으며, THz 대역에서 빔 폭이 mmW 대역에서 빔 폭 보다 상대적으로 좁게 형성됨을 알 수 있다. 일반적으로 높은 주파수로 구현된 빔의 폭이 보다 좁고, 빔의 세기 또한 약하다. mmW 대역에서 주파수만 다른 빔을 비교하더라도 마찬가지의 결과가 보일 것이다. 때문에, 주파수 대역이 서로 다른 빔들을 사용한다면, 각각의 좁은 빔을 사용하더라도 한 종류의 빔의 빔 폭과 coverage가 모두 우수한 경우가 발생할 수 있다. 본 개시에서는 편의상 THz 대역의 narrow beam과, 그보다 빔 폭, 세기 면에서 우수한 mmW 대역의 narrow beam을 이용하는 경우를 가정하여 실시 예들을 설명하기로 한다.

본 개시에서, 단말은 mmW 대역에서 빔 탐색을 수행한 결과를 근거로 THz 대역에서 빔 탐색을 수행할 수 있으며, 이와 같은 THz 대역에서 빔 탐색을 서브 셋(subset) 빔 탐색이라 칭하기로 한다. 상기 서브 셋(subset) 빔 탐색을 위해 mmW 대역의 빔(이하 mmW 빔)과 THz 대역의 빔(이하 THz 빔) 간의 상관 관계를 알아야 한다. 본 개시에서 상기 서브 셋 관계는 빔 탐색을 수행하는 단말의 수신 빔에 적용될 수 있다. 주파수 대역이 서로 다른 빔들은 일반적으로 서로 다른 기지국들로부터 제공될 수 있다. 상기 상관 관계를 알기 위해서, 단말은 상기 서로 다른 빔들을 제공하는 두 개의 기지국들에 모두 연결되어 정보를 제공 받을 수도 있으나, 단말이 단독으로 동작할 수 있도록 3GPP 표준의 stand alone (SA) 환경에서도 동작할 수 있도록 하는 것이 활용성 면에서 중요하다. 물론 non-stand alone (NSA) 환경에서 더욱 수월하게 동작할 수 있음은 물론이다.

mmW 대역과 THz 대역과 같이 주파수 대역이 서로 다른 두 빔들의 상관 관계를 나타내기 위해, 본 개시에서는 co-location에 설치된 기지국에 대한 정보(이하 SBF 정보라 칭한다)를 정의한다. 상기 co-location은 동일 위치로 볼 수 있는 지리적 환경에서 mmW 대역과 THz 대역을 각각 지원하는 복수의 기지국들이 설치되는 것을 의미할 수 있다. 상기 동일 위치라는 것은, cell coverage가 어느 정도 겹치게 되는 것을 의미하며, 기지국과 단말 사이의 거리가 일반적으로 멀기 때문에, 상기 복수의 기지국들이 정확히 같은 위치에 있다는 것은 의미하지 않을 수 있다. 또한 하나의 기지국에서 mmW 대역과 THz 대역을 모두 지원하는 경우 상기 co-location은 지리적으로 동일한 위치를 의미할 수도 있다. co-location은 예를 들어 아래 1-1) 내지 1-4)의 상황에서 쉽게 선택될 수 있으며, co-location에 기지국이 설치되는 것은 충분히 예상될 수 있다.

1-1) 하나의 기지국이 mmW 대역과 THz 대역을 모두 지원하는 경우

1-2) NSA(non-stand alone) 방식의 6G 시스템에서 mmW 대역의 기지국(cell)과 THz 대역의 기지국(cell)이 co-location 으로 각각 설치된 경우

1-3) mmW 대역의 셀 커버리지가 상대적으로 작아서, THz 대역의 cell과 co-location으로 존재할 mmW cell들이 충분히 많이 존재하는 경우

1-4) 도심지 등과 같이 기지국을 설치할 장소가 제한적인 경우

도 4는 본 개시의 실시 예에 따라 mmW 대역과 THz 대역을 지원하도록 co-location에 설치된 기지국의 셀 커버리지를 예시한 도면이다.

도 4를 참조하면, co-location에 설치된 기지국(400)은 예를 들어 mmW 대역과 THz 대역을 모두 지원하는 하나의 기지국이거나 혹은 mmW 대역과 THz 대역을 각각 지원하는 복수의 기지국들일 수 있다. co-location에 설치된 기지국(400)은 mmW 대역의 셀(A)과 THz 대역의 셀(C)을 형성할 수 있으며, 도 4는 mmW 대역의 셀 커버리지(411) 내에 THz 대역의 셀 커버리지들(431, 433, 435, 437)이 포함되는 일 예를 나타낸 것으로서, mmW 대역에서 하나의 송신 빔에 의해 셀 커버리지(411)가 형성되고, THz 대역에서 4 개의 송신 빔들에 의해 4 개의 셀 커버리지들(431, 433, 435, 437)이 형성된 경우를 예시한 것이다.

본 개시의 실시 예들에서 상기 co-location에 설치된 기지국은 SBF 정보를 단말에게 제공할 수 있다. 상기 co-location에 설치된 기지국이 beam을 제공하는 것을 상기 SBF 정보를 통해 단말에게 알리면, 단말은 mmW 대역을 지원하는 기지국(이하 mmW 기지국 혹은 mmW 셀)의 beam 신호 세기가 좋은 방향으로, THz 대역을 지원하는 기지국(이하 THz 기지국 혹은 THz 셀)의 beam 신호 세기 또한 좋을 것이라고 가정할 수 있다. THz 빔의 빔 폭 보다 mmW 빔의 빔 폭이 상대적으로 넓기 때문에, 본 개시에서는 mmW 빔이 형성하는 커버리지 내에서 THz 빔을 탐색하여 최적의 THz 빔을 찾는 방식을 제안한다.

상기 co-location에 설치된 기지국은 SBF 정보를 송신하고, 상기 SBF 정보는 SSB에 포함되어 송신될 수 있다. 구체적으로 상기 SBF 정보는 일 예로 SSB 내 MIB에 포함될 수 있으며, 이 경우 MIB 내 SBF 정보를 위한 새로운 필드(SBF 필드라 칭하기로 한다)를 포함할 수 있다. 상기 SBF 정보가 MIB를 통해 전달되는 경우 상기 SBF 정보는 PBCH를 통해 브로드캐스트 된다. 상기 SBF 정보는 상기 co-location에 설치된 기지국에서 SBF 지원 여부를 지시할 수 있다. 또한 상기 SBF 정보는 SBF를 지원하는 mmW 기지국과 THz 기지국의 쌍(즉 대응 관계)를 지시할 수 있다. 아래 [표 3]은 본 개시에 따라 상기 SBF 정보가 포함된 MIB의 일 구성 예를 나타낸 것이다.

[표 3]

상기 [표 3]을 참조하면, 상기 SBF 정보는 SBF ID로 제공될 수 있으며, 예를 들어 상기 [표 3]의 예와 같이 2~3 비트 정보로 구성될 수 있다. 일 예로 만약 3 비트 정보로 SBF ID를 구성할 경우 0~7의 값을 지시할 수 있으며, 이 경우 SBF ID 필드가 "0"의 값을 가지면 SBF를 지원하지 않는 것을 나타낼 수 있으며, SBF ID 필드가 "1~7"의 값을 가지면 SBF를 지원하는 mmW 기지국과 THz 기지국의 7개의 쌍을 구분하여 나타낼 수 있다. 예를 들어 SBF ID 필드가 "1"의 값을 지시하는 경우 SBF를 지원하는 mmW 기지국#1과 THz 기지국#1의 쌍을 지시할 수 있다. 상기 3 비트 정보로 구성된 SBF ID 필드는 일 예를 나타낸 것이고, SBF ID 필드의 비트 수의 증감에 따라 SBF를 지원하는 mmW 기지국과 THz 기지국의 쌍의 지시 가능한 개수는 증감될 수 있다. 만약 1 비트 정보로 SBF ID 필드를 구성할 경우, "0"과 "1"의 값으로 SBF 지원 여부를 지시할 수 있으며, SBF ID 필드의 존재 여부에 따라 예를 들어 "1"의 값을 갖는 SBF ID 필드가 존재하는 경우 SBF 지원을 지시하고 SBF ID 필드가 존재하지 않는 경우 SBF를 지원하지 않음을 지시할 수 있다. 또한 SBF ID 필드를 통해 SBF 지원 여부만을 지시할 경우, SBF를 지원하는 mmW 기지국과 THz 기지국의 쌍에 대한 정보는 단말에게 상위 계층 시그널링 정보 혹은 L1 시그널링 정보를 통해 별도로 제공될 수 있다. MIB를 통해 상기 SBF 정보가 제공되는 경우 단말은 상기 co-location에 설치된 기지국이 attach 하지 않고도 상기 SBF 정보를 획득할 수 있으며, RRC 정보와 같은 상위 계층 시그널링 정보 혹은 DCI와 같은 L1 시그널링 정보를 통해 상기 SBF 정보가 제공되는 경우 단말은 상기 co-location에 설치된 기지국에 attach 한 후, 상기 SBF 정보를 획득할 수 있다.

본 개시에서 단말은 mmW 대역에서 빔 탐색을 수행한 결과를 근거로 THz 대역에서 빔 탐색을 수행할 수 있으며, 이와 같은 THz 대역에서 서브 셋(subset) 빔 탐색은 mmW 빔의 커버리지 내에 THz 빔이 서브 셋으로 포함될 수 있음을 전제로 한 것이다. 이러한 mmW 빔과 THz 빔간의 상관 관계에 대한 정보는 단말 내부에 미리 설정된 빔 북(beam book) 정보로부터 추출될 수 있으며, 이 경우 기지국은 단말에게 상기 빔 북 정보를 별도로 제공할 필요가 없다. 상기 빔 북 정보는 예를 들어 mmW 빔의 번호와 각 빔의 수평/수직 각도를 포함할/나타낼 수 있고, THz 빔 또한 마찬가지로 각 빔 번호와 빔의 수평/수직 각도를 포함할/나타낼 수 있다. mmW 빔과 THz 빔의 빔 폭 및 각도를 고려하여 각 mmW 빔 인덱스에 맵핑된 다수의 THz 빔 인덱스를 구성할 수 있으며, mmW 빔과 THz 빔간의 상관 관계를 나타낼 수 있는 다양한 정보가 사용될 수 있다. 다른 실시 예로 상기 빔 북(beam book) 정보를 상위 계층 시그널링 정보를 통해 단말에게 제공하는 것도 가능하다. 본 개시에서 단말은 상기 빔 북 정보를 이용하여 mmW 빔의 범위 내에 서브 셋으로 속하는 적어도 하나의 THz 빔을 수신 빔으로 형성하여 THz 대역에서 최적의 송수신 빔 쌍을 찾을 수 있다.

도 5는 본 개시의 실시 예에 따라 mmW 대역과 THz 대역을 모두 지원하는 단말에서 빔 포밍 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 단말(500)은 THz 대역에서 수신 빔으로 다수의 THz 빔들(511a, 511b, .....)을 형성하는 적어도 하나의 THz 모듈(51a, 51b, 51c)과 mmW 대역에서 수신 빔으로 다수의 mmW 빔들(513a, 513b, ....)을 형성하는 적어도 하나의 mmW 모듈(53a, 53b, 53c)을 포함할 수 있다. 도 5의 예시와 같이 상기 THz 빔들의 각각의 범위 내에 다수의 mmW 빔들이 서브 셋으로 포함됨을 알 수 있다. 도 5의 예에서 THz 모듈과 mmW 모듈은 다양한 방향에서 송신되는 송신 빔들을 수신하기 위한 수신 빔들의 형성을 위해 복수 개를 도시하였으나, 단말은 하나의 THz 모듈과 mmW 모듈을 구비하는 것도 가능하다. 상기 THz 모듈(51a, 51b, 51c)과 mmW 모듈(53a, 53b, 53c)은 각각 THz 대역과 mmW 대역에서 수신 빔의 형성을 위한 빔 포밍을 수행하는 다수의 아날로그 빔포밍(analog BF) 블록들을 이용할 수 있다. 상기 다수의 아날로그 빔포밍(analog BF) 블록들의 구성은 도 1d에서 설명한 아날로그 빔포밍(Analog BF)(132)을 처리하기 위한 블록과 같이, 각 RF 체인에 연결된 다수의 아날로그 위상 천이기(analog phase shifter)들, 전력 증폭기(power amplifier)(PA)들 및 안테나 어레이(antenna array)를 포함하여 구현될 수 있다. 다른 실시 예로 상기 THz 모듈(51a, 51b, 51c)과 mmW 모듈(53a, 53b, 53c)은 각각 도 1d에서 설명한 것처럼 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍 중 적어도 하나를 처리하기 위한 블록들을 포함하여 구현될 수 있다.

도 6a는 본 개시의 실시 예에 따라 co-location에 설치된 기지국에서 수행되는 SBF 동작을 설명하기 위한 순서도이다. 상기 co-location에 설치된 기지국은 전술한 설명과 같이, 실질적으로 동일 위치에서 mmW 대역과 THz 대역을 각각 지원하는 복수의 기지국들이거나 혹은 mmW 대역과 THz 대역을 모두 지원하는 단일의 기지국일 수 있다.

도 6a를 참조하면, 601 단계에서 상기 co-location에 설치된 기지국은 mmW 대역에서 SSB set의 송신을 위해 도 2a 및 도 2b의 예시와 같이 서로 다른 방향을 갖는 다수의 mmW 빔들을 통해 SBF 정보를 포함하는 MIB를 주기적으로 송신할 수 있다. 상기 SBF 정보를 포함하는 MIB는 SSB를 통해 송신될 수 있다. 본 개시의 실시 예에서 상기 SBF 정보를 포함하는 MIB는 상기 co-location에 설치된 기지국 중 mmW 기지국 혹은 상기 단일의 기지국에서 송신됨을 가정한다. 다른 실시 예로 상기 SBF 정보를 포함하는 MIB는 상기 co-location에 설치된 기지국 중 THz 기지국에서 송신될 수 있으며, 이 경우 상기 SBF 정보를 포함하는 MIB는 THz 대역에서 송신된다.

603 단계에서 상기 co-location에 설치된 기지국은 THz 대역에서 서로 다른 방향을 갖는 다수의 THz 빔들을 통해 신호를 송신한다. 상기 THz 빔들을 통해 송신되는 신호는 THz 대역에서 빔 탐색을 위한 각종 신호가 될 수 있으며, 예를 들어 THz 대역에서 송신되는 SSB일 수 있다.

이후 605 단계에서 상기 co-location에 설치된 기지국은 SBF 정보를 근거로 상기 적어도 하나의 mmW 빔의 서브 셋에 속하는 다수의 THz 빔들 중 최적의 송수신 빔 쌍이 선택된 단말과 THz 대역에서 통신을 수행할 수 있다.

도 6b는 본 개시의 실시 예에 따라 단말에서 수행되는 SBF 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

도 6b를 참조하면, 611 단계에서 단말은 도 2b에서 설명한 것처럼 mmW 대역에서 수신 빔의 빔 스위핑을 통한 빔 탐색을 수행하여 주기적으로 송신되는 SSB set을 수신하고, 수신 신호 세기가 가장 센 SSB에 포함된 MIB로부터 SBF 정보를 수신할 수 있다. 상기 SBF 정보를 수신한 수신 빔은 mmW 대역에서 단말의 최상의 수신 빔이 될 수 있다. 이와 같이 MIB로부터 상기 SBF 정보를 획득하는 경우, 단말은 상기 co-location에 설치된 기지국으로 attach 절차를 수행하지 않고도 상기 SBF 정보로부터 SBF 지원 여부와, SBF를 지원하는 mmW 기지국과 THz 기지국의 쌍에 대한 정보를 확인할 수 있다.

613 단계에서 단말은 수신한 SBF 정보로부터 상기 co-location에 설치된 기지국이 SBF를 지원하는지 여부를 확인한다. 또한 상기 SBF 정보가 상기 [표 3]과 같이 구성되는 경우, 단말은 상기 SBF 정보로부터 SBF를 지원하는 mmW 기지국과 THz 기지국의 쌍에 대한 정보를 확인할 수 있다. 상기 co-location에 설치된 기지국이 SBF를 지원하는 경우, 615 단계에서 단말은 상기 mmW 기지국과 THz 기지국의 쌍에 대한 정보를 근거로 THz 빔 탐색을 위한 기지국을 확인할 수 있다. 또한 단말은 그 단말 내 미리 저장된 빔 북 정보 혹은 상위 계층 시그널링을 통해 제공되는 빔 북 정보를 근거로 mmW 빔의 서브 셋에 속하는 다수의 THz 빔들을 확인할 수 있다. 본 개시에서 상기 서브 셋의 관계는 상기 co-location에 설치된 기지국 등에서 빔 탐색을 수행하는 단말의 수신 빔에 적용될 수 있다. 본 개시에서 단말이 THz 대역에서 빔 탐색을 위한 수신 빔의 서브 셋 관계가 설정되면, 본 개시의 실시 예들에 따른 동작은 기지국의 송신 빔에 상기 서브 셋 관계 설정 여부와 상관 없이 수행될 수 있다. 선택적인 실시 예로 기지국의 송신 빔에도 상기 서브 셋 관계가 설정될 수 있다. 상기 co-location에 설치된 기지국은 mmW 송신 빔을 이용하여 SBF를 포함하는 SSB를 송신하면서, THz 송신 빔들을 통해 빔 탐색에 이용되는 SSB들을 송신할 수 있다. 마찬가지로 단말은 mmW 수신 빔을 이용하여 SBF를 포함하는 SSB를 수신하고 수신 신호 세기가 최상인 mmW 수신 빔의 서브 셋에 속하는 THz 수신 빔들을 탐색하여 THz 대역에서 최상의 송수신 빔 쌍을 찾을 수 있다. 617 단계에서 단말은 상기 확인된 다수의 THz 빔들 중 최적의 송수신 빔 쌍을 선택하여 THz 대역에서 통신을 수행한다. 이와 같이 최상인 mmW 수신 빔의 서브 셋에 속하는 THz 수신 빔들만을 탐색하여 최적의 THz 수신 빔을 찾게 되면, 최적의 THz 수신 빔을 찾는데 소요되는 시간과 전력 소모를 줄일 수 있다.

한편 상기 613 단계에서 확인 결과 상기 co-location에 설치된 기지국이 SBF를 지원하지 않은 경우, 619 단계에서 단말은 THz 대역에서 일반적인 빔 탐색을 수행하여 찾아진 최적의 송수신 빔 쌍을 이용하여 THz 대역에서 통신을 수행한다. 다른 실시 예로 상기 619 단계에서 단말은 THz 대역에서 일반적인 빔 탐색 대신 커버리지가 감소되더라도 THz 대역에서 통신을 위한 안테나 수를 줄여서 넓은 빔을 이용하여 통신을 수행하는 것도 가능하다. 상기한 도 6b의 실시 예에서 기지국이 SBF를 항시 지원하는 경우, 상기 613 단계에서 SBF 동작의 지원 여부 확인 동작은 생략될 수 있다.

상기한 실시 예와 같이, 본 개시에서 기지국은 SSB, 즉 MIB PBCH에 SBF ID 필드를 추가하여 단말에게 알려줄 수 있다. mmW 셀의 coverage가 THz 셀보다 넓으므로, mmW 셀에서 먼저 SBF 정보를 제공하는 것이 타당하다. SIB에서 제공하는 cell ID가 있지만, 상기 cell ID와 다르게 예컨대, 2~3 비트로 구성된 SBF ID는 주변의 몇 개의 mmW/THz 기지국(셀)들이 상관 관계를 갖도록 맵핑하고, 주변 몇 개의 다른 THz 기지국(셀)들을 구분하기 위한 용도로 사용하므로 5G 시스템에서 SIB에서 제공하는 예컨대 36 비트의 cell ID에 비해 overhead가 적다. 또한 기지국으로부터 방송되는 MIB에는 제한적인 필수 정보만 실리게 되므로 비트 수가 많은 추가 정보를 전달하기에는 부담이 될 수 있다. 다른 실시 예로 상기 SBF ID를 SIB에서 제공하거나 단말의 attach 절차 이후 NSA와 같은 상황에서 data 혹은 RRC 정보를 통해 전달하는 방법도 가능하다.

한편 단말이 동작하는 네트워크 환경은 매우 다양하기 때문에, 본 개시에 따른 co-location에 설치된 기지국(셀)이 제공되더라도 SBF을 이용하기 어려운 경우가 발생할 수 있다. 도 7은 이러한 경우의 동작을 예시한 것이다.

도 7은 본 개시의 실시 예에 따라 co-location에 설치된 기지국이 아닌 다른 기지국의 THz 빔을 최적의 빔으로 선택하는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 7의 실시 예에서 co-location에 설치된 기지국(700a)는 mmW 셀(A)과 THz 셀(C)를 형성하며, co-location에 설치된 다른 기지국(700b)은 mmW 셀(B)과 THz 셀(D)를 형성한다. 도 8에서 mmW 셀들(A, B)의 커버리지 내에는 도 4의 예시와 같이 각각 다수의 THz 셀들(C, D)이 형성될 수 있다.

도 7의 실시 예에서 단말(70)은 기지국(700a)으로부터 제공되는 SBF 정보를 확인하고, SBF 동작을 수행하더라도 다른 기지국(700b)의 THz 빔을 최적의 빔으로 선택할 수 있다. 단말은 SBF 동작을 수행하더라도 기본적으로 mmW 빔의 coverage가 THz 빔의 coverage 보다 넓기 때문에 mmW 빔의 탐색 결과를 근거로 그 mmW 빔의 서브 셋에 속하는 THz 빔들만을 탐색하게 된다. 이 경우 단말은 기지국(700a)이 아닌 다른 기지국(700b)에서 송신하는 최적의 THz 빔을 찾을 수 없는 문제가 발생될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 THz 기지국이 송신하는 SSB에도 SBF 정보를 포함하는 방안을 제안한다. 도 7에서 기지국(700a)은 mmW 빔과 THz 빔을 이용하여 각각 SBF 정보를 송신할 수 있으며, 다른 기지국(700b)도 mmW 빔과 THz 빔을 이용하여 각각 SBF 정보를 송신할 수 있다. 단말(70)은 mmW 수신 빔(71)과 THz 수신 빔(73)을 이용하여 기지국(700a)과 다른 기지국(700b)로부터 각각 SBF 정보를 수신할 수 있다. 기지국(700a)에서 송신하는 SBF 정보를 근거로 확인된 SBF ID(예를 들어 "01")와 다른 기지국(700b)에서 송신하는 SBF 정보를 근거로 확인된 SBF ID(예를 들어 "02")는 다를 것이다. 이 경우 단말은 상기한 SBF 동작을 유지하고 기지국(700a)에서 SBF ID(예를 들어 "01")가 일치하는 THz 빔을 탐색하여 최적의 빔으로 사용하거나 혹은 상기한 SBF 동작을 해제하고 다른 기지국(700b)에서 SBF ID(예를 들어 "02")가 일치하지 않는 THz 빔을 탐색하여 최적의 빔으로 사용할 수 있다. 한편 상기 THz 기지국이 송신하는 SBF 정보도 MIB를 통해 제공되거나 혹은 상기한 상위 계층 시그널링 정보 혹은 L1 시그널링 정보를 통해 단말에게 제공될 수 있다.

단말이 동작하는 네트워크 환경은 매우 다양하며, 단말의 이동성 때문에 기본적으로 handover 기능을 지원해야 한다. 이 경우에도 co-location에 설치된 기지국(셀)이 제공되더라도 SBF을 사용하기 어려운 경우가 발생할 수 있다. 단말이 서빙 셀(serving cell)에서 이웃 셀(neighbor cell)로 handover를 수행하고자 하는 경우, 주변 cell들의 상황에 따라 SBF 동작이 달라질 수 있다. 도 9는 이러한 경우의 동작을 예시한 것이다.

도 8은 본 개시의 실시 예에서 단말의 핸드오버 필요 시 이웃 셀의 기지국이 co-location에 설치된 기지국인지 여부에 따른 빔 탐색 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 8에서 Cell X/Y의 표기에서 X는 mmW 대역의 셀, Y는 THz 대역의 셀을 의미하며, co-location에 설치된 기지국에서 mmW 대역의 셀의 커버리지는 THz 대역의 셀의 커버리지를 포함함을 가정한다.

도 8을 참조하면, co-location에 설치된 제1 기지국(800a)은 mmW 대역의 셀(A)과 THz 대역의 셀(C)을 형성하며, mmW 대역의 커버리지(811) 내에 THz 대역의 셀 커버리지들(831)이 포함된다. co-location에 설치된 제2 기지국(800b)은 mmW 대역의 셀(B)과 THz 대역의 셀(D)을 형성하며, mmW 대역의 커버리지(851) 내에 THz 대역의 셀 커버리지들(871)이 포함된다. 제3 기지국(800c)은 co-location에 설치된 기지국이 아니며 THz 대역의 셀(E)만을 형성한다. 제1 내지 제3 기지국(800a, 800b, 800c)은 동일한 주파수의 THz 대역을 이용함을 가정한다.

도 8의 예에서 참조 번호 81과 같이, co-location에 설치된 제1 기지국(800a)(cell A/C)으로부터 co-location에 설치된 제2 기지국(800b)(cell B/D)로 단말의 이동에 따라 핸드오버가 필요한 경우, 상기 제2 기지국(800b)도 co-location에 설치된 기지국에 해당되므로 단말은 SBF 동작을 유지하면서 양호한 빔 탐색 성능을 확보할 수 있다. 그러나 참조 번호 83과 같이 co-location에 설치된 제1 기지국(800a)(cell A/C)으로부터 THz 대역만을 지원하는 제3 기지국(800c)(cell E)으로 단말의 이동에 따라 핸드오버가 필요한 경우, 제3 기지국(800c)은 co-location에 설치된 기지국이 아니므로 단말은 SBF 동작을 유지할 수 없다. 이 경우 단말은 SBF 동작을 해제하고 제3 기지국(800c)에서 full 탐색이 요구되는 일반적인 빔 탐색을 수행하게 된다.

이와 같이, 네트워크에서 SBF를 지원하는지 않는 기지국(셀)로의 핸드오버를 지원하고자 할 경우, SBF 동작의 해제 여부를 판단하기 위한 기준점(혹은 임계값)이 단말에게 제공될 수 있다. 상기 기준점(혹은 임계값)은 신호의 수신 신호 세기를 나타내는 RSRP(reference signal received power)(혹은 SINR(signal-to-noise and interference ratio))를 이용할 수 있다. 상기 기준점(혹은 임계값)에 대한 정보는 상기한 상위 계층 시그널링 정보 혹은 L1 시그널링 정보를 통해 단말에게 제공될 수 있다. 서빙 셀에 연결된 단말은 일 예로 상기 기준점(혹은 임계값)에 대한 정보로 제공된 RSRP_Th를 기준 삼아 서빙 셀에서 SSB 수신 세기, 즉 SSB RSRP(RSRP_serv)에 따라 아래 2-1), 2-2)와 같이 SBF 동작을 수행할 수 있다. SSB RSRP(RSRP_serv)가 RSRP_Th와 같은 경우 아래 2-1)와 2-2) 동작 중 하나를 수행할 수 있다.

2-1) THz SSB RSRP_serv > THz SSB RSRP_Th 인 영역 : SBF 동작

2-2) THz SSB RSRP_serv < THz SSB RSR_PTh 인 영역 : 일반적인 full 빔 탐색 동작

도 9은 본 개시의 실시 예에 따른 SBF를 지원하는 co-location에 설치된 기지국의 서빙 셀과 THz 대역만을 지원하는 이웃 셀의 커버리지의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, SBF를 지원하는 co-location에 설치된 기지국의 서빙 셀은 mmW 셀과 THz 셀을 포함하며, mmW 셀의 커버리지(911)는 THz 셀의 커버리지(913) 보다 크다. 상기 co-location에 설치된 기지국은 기준점(혹은 임계값)인 RSRP_Th를 조절하여 단말이 SBF 동작을 수행할 수 있는 영역(915)의 크기를 조절할 수 있다. 단말이 SBF 동작을 수행할 수 있는 영역(915)이 THz 대역만을 지원하는 이웃 셀의 커버리지(917)와 인접한 경우, 상기 영역(915)의 조절된 크기에 따라 단말은 SBF 동작 또는 일반적인 full 빔 탐색 동작을 수행하게 된다. 상기 RSRP_Th의 값이 클수록 SBF 동작을 수행할 수 있는 영역(915)의 크기는 줄어들며, RSRP_Th의 값이 작을수록 SBF 동작을 수행할 수 있는 영역(915)의 크기는 커질 수 있다. 즉 RSRP_Th의 값과 영역(915)의 크기는 반비례 관계이다. 따라서 co-location에 설치된 기지국은 RSRP_Th의 크기를 조절하여 단말의 빔 탐색 성능과 trade-off 관계에 있는 Handover 성능을 조절할 수 있다.

상기한 실시 예와 같이 동일한 주파수를 이용하는 THz 대역의 기지국들 간 Handover 상황과 다르게, 서로 다른 주파수를 이용하는 THz 대역의 기지국들 간 Handover를 지원하기 위한 방안이 요구될 수 있다. 도 10은 이러한 경우의 동작을 예시한 것이다.

도 10은 본 개시의 실시 예에서 단말의 핸드오버 필요 시 이웃 셀의 기지국이 co-location에 설치된 기지국인지 여부에 따른 측정 갭 설정을 설명하기 위한 도면이다.

도 10에서 Cell X/Y의 표기에서 X는 mmW 대역의 셀, Y는 THz 대역의 셀을 의미하며, co-location에 설치된 기지국에서 mmW 대역의 셀의 커버리지는 THz 대역의 셀의 커버리지를 포함함을 가정한다.

도 10을 참조하면, co-location에 설치된 제1 기지국(1000a)은 mmW 대역의 셀(A)과 THz 대역의 셀(C)을 형성하며, mmW 대역의 커버리지(1011) 내에 THz 대역의 셀 커버리지들(1031)이 포함된다. co-location에 설치된 제2 기지국(1000b)은 mmW 대역의 셀(B)과 THz 대역의 셀(D)을 형성하며, mmW 대역의 커버리지(1051) 내에 THz 대역의 셀 커버리지들(1071)이 포함된다. 제3 기지국(1000c)은 co-location에 설치된 기지국이 아니며 THz 대역의 셀(E)만을 형성한다. 도 10의 실시 예에서 서빙 셀인 제1 기지국(1000a)이 이용하는 THz 대역과, 이웃 셀들인 제2 및 제3 기지국(1000b, 1000c)이 이용하는 THz 대역의 주파수는 서로 다름을 가정한다.

도 10의 예에서 참조 번호 1001과 같이, co-location에 설치된 제1 기지국(1000a)(cell A/C)으로부터 co-location에 설치된 제2 기지국(1000b)(cell B/D)로 단말의 이동에 따라 핸드오버가 필요한 경우, 상기 제2 기지국(1000b)도 co-location에 설치된 기지국에 해당되므로 단말은 SBF 동작을 유지하면서 빔 탐색을 수행할 수 있다. 또한 참조 번호 1003과 같이 co-location에 설치된 제1 기지국(1000a)(cell A/C)으로부터 THz 대역만을 지원하는 제3 기지국(1000c)(cell E)으로 단말의 이동에 따라 핸드오버가 필요한 경우, 제3 기지국(1000c)은 co-location에 설치된 기지국이 아니므로 단말은 SBF 동작을 유지할 수 없다. 이 경우 단말은 SBF 동작을 해제하고 제3 기지국(1000c)에서 일반적인 빔 탐색을 수행할 수 있다.

그러나 도 10의 예에서 서빙 셀인 제1 기지국(1000a)이 이용하는 THz 대역과, 이웃 셀들인 제2 및 제3 기지국(1000b, 1000c)이 이용하는 THz 대역의 주파수는 다르기 때문에 핸드오버 필요 시 단말에게 제2 또는 제3 기지국(1000b or 1000c)의 신호 측정을 위한 측정 갭 패턴(measurement gap pattern)을 단말에게 알려주어, 이웃 셀(neighbor cell) 탐색을 위한 시간을 할당해줄 수 있다. 3GPP NR 표준에서와 같이, 기지국은 단말에게 상기 측정 갭 패턴 정보로 측정 길이와 측정 주기에 대한 정보를 제공할 수 있다. 그러나 본 개시의 실시 예와 같이, 단말이 SBF 동작을 수행하는 경우와 SBF 동작을 수행하지 않는 경우로 구분되는 경우, 이웃 셀의 빔 탐색 성능에 차이가 있으므로 기지국은 단말에게 상기 측정 갭 패턴 정보를 SBF 동작을 수행하는 경우와 SBF 동작을 수행하지 않는 경우로 구분하여 제공함으로써 네트워크를 보다 효율적으로 운용할 수 있다. 상기 측정 갭 패턴 정보를 통해 측정 갭을 많이 할당할수록, 단말이 서빙 셀로부터 자원을 받을 수 있는 시간은 감소하고, 단말의 throughput 성능이 저하될 수 있다. 본 개시에서는 이웃 셀의 THz 대역의 주파수가 서빙 셀의 그것과 다른 경우 아래 3-1), 3-2) 동작과 같이 SBF 동작의 수행 여부에 따라 측정 갭 패턴 정보를 구분하여 제공할 수 있다. 아래 3-1), 3-2) 동작으로 구분된 측정 갭 패턴 정보는 서빙 셀과 이웃 셀 중 적어도 하나로부터 상위 계층 시그널링 정보 혹은 L1 시그널링 정보를 이용하여 제공될 수 있다.

3-1) 이웃 셀이 SBF 동작이 가능한 co-location에 설치된 기지국인 경우, measurement gap의 측정 길이를 짧게, 혹은 측정 주기를 길게 할당함

3-2) 이웃 셀이 SBF 동작이 가능하지 않은 기지국인 경우, measurement gap의 측정 길이를 길게, 혹은 측정 주기를 작게상대적으로 크게 할당함

상기 co-location에 설치된 기지국에 대해, measurement gap의 측정 길이와 측정 주기 중 적어도 하나의 설정이 조정될 수 있다. 상기 측정 길이를 조정하는 경우 상기 측정 길이는 상대적으로 짧게 조정되고, 상기 측정 주기를 조정하는 경우 상기 측정 주기는 상대적으로 길게 조정된다. 예를 들어, 이웃 셀이 SBF 동작이 가능한 co-location에 설치된 기지국인 경우 measurement gap의 측정 주기와 측정 길이를 각각 40ms와 3ms로 설정하고(예를 들어 40ms 주기 중에 3ms를 이웃 셀 측정하는데 사용함을 의미함), 이웃 셀이 SBF 동작이 가능하지 않은 기지국인 경우, measurement gap의 측정 주기가 짧거나 측정 길이가 길수록 높은 비율로 이웃 셀을 탐색하게 되므로 예를 들어 gap의 측정 주기와 측정 길이를 각각 40ms와 6ms로 설정할 수 있다. 상기와 같이 이웃 셀이 SBF 동작이 가능한 co-location에 설치된 기지국인 경우 본 개시에 따라 빔 탐색 성능이 향상될 수 있으므로 측정 주기를 길게 하거나 측정 길이를 짧게 하여 이웃 셀의 측정 비율을 상대적으로 작게 설정할 수 있다.

또한 단말의 beam search 성능을 유지한다는 기준으로 measurement gap을 설정할 수 있다. 예를 들어, 단말이 SBF를 사용하여 이웃 셀의 빔 탐색을 수행하는 데 걸리는 시간이 일반적인 full 빔 탐색을 통해 최적의 값을 찾는데 걸리는 시간의 절반이라면, 기지국은 상기 3-1)의 경우 3-2)의 경우에 비해 measurement gap의 값을 다르게 설정하여도 동일한 handover 성능을 유지할 수 있으며, 적게 설정한 measurement gap의 양 만큼, 단말은 throughput에서 이득을 볼 수 있다.

또한 본 개시에 따라 SBF 동작 중에 있는 단말의 mmW 모듈은 background에서 THz 빔 탐색을 보조하기 위해 지속적으로 동작할 수 있다. 상기 mmW 모듈은 mmW 대역에서 SSB를 찾는 동작 외에도, SSB 수신을 위한 주파수를 알지 못하는 경우 frequency scan 동작을 해야 하므로 지연이 생기며, 이웃 셋을 탐색하기 위해 intra/inter cell measurement 동작도 수행해야 한다. 이는 이웃 셀의 동작 주파수가 현재 서빙 셀의 동작 주파수와 다를 수 있기 때문이다.

상기 intra/inter cell measurement에 대한 정보는 system information(예를 들어 SIB2, SIB4) 혹은 RRC 메시지를 이용하여 측정 대상(measurement object) 정보를 제공해 줄 수 있다. 하지만 SBF 동작에서 NSA(non-stand alone)/CA(carrier　aggregation)와 같은 경우가 아니라 단말이 단독으로 THz 대역의 셀만 접속하여 동작하는 경우, 상기한 방법으로 단말에게 상기 intra/inter cell measurement에 대한 정보를 제공해 줄 수 없다. 이는 단말의 mmW 모듈이 SSB를 찾고만 있을 뿐, mmW 대역의 셀에 attach 한 상태가 아니기 때문이다. 5G 시스템에서 단말은 system information(예를 들어 SIB2, SIB4) 등을 수신하기 위해 랜덤 액세스가 필요하다. 본 개시에서는 단말의 mmW 모듈이 intra/inter cell measurement 를 원활하게 수행하기 위해 상기 측정 대상(measurement object) 정보 등을 THz 대역의 셀(즉 서빙 셀)에서 대신하여 제공할 수 있다.

도 11은 본 개시의 실시 예에 따라 SBF를 이용하는 단말에게 intra/inter cell measurement에 대한 정보를 제공하는 방안을 설명하기 위한 도면이다. 도 10에서 Cell X/Y의 표기에서 X는 mmW 대역의 셀, Y는 THz 대역의 셀을 의미하며, co-location에 설치된 기지국에서 mmW 대역의 셀의 커버리지는 THz 대역의 셀의 커버리지를 포함함을 가정한다.

도 11을 참조하면, co-location에 설치된 제1 기지국(1100a)은 mmW 대역의 셀(A)과 THz 대역의 셀(C)을 형성하며, mmW 대역의 커버리지(1111) 내에 THz 대역의 셀 커버리지들(1131)이 포함된다. co-location에 설치된 제2 기지국(1100b)은 mmW 대역의 셀(B)과 THz 대역의 셀(D)을 형성하며, mmW 대역의 커버리지(1151) 내에 THz 대역의 셀 커버리지들(1171)이 포함된다. 도 11에서 서빙 셀인 제1 기지국(1100a)이 이용하는 mmW 대역의 주파수는 일 예로 28GHz이고 이웃 셀인 제2 기지국(1100b)이 이용하는 mmW 대역의 주파수는 일 예로 39GHz로 서로 다름을 가정한다. 도 11의 예와 같이 제2 기지국(1100b)에서도 SBF를 지원하지만 mmW 대역의 주파수가 다른 경우, 단말에서 원활한 intra/inter cell measurement을 위해 intra/inter cell measurement에 대한 정보가 필요할 수 있다. 도 11과 같은 네트워크 상황에서 제1 기지국(1100a)은 THz 대역의 RRC 정보에서 measurement object을 설정할 때, 이웃 셀인 제2 기지국(1100b)을 고려하여 상기 intra/inter cell measurement에 대한 정보를 단말에게 제공할 수 있다. 단말에서 intra/inter cell measurement를 수행하는 것 또한 시간 자원을 소모하는 것이며, THz 셀(serving cell)(cell C or cell D)에서의 원활한 연결을 위해 본 개시에서 단말은 아래 4-1), 4-2) 동작과 같이 intra/inter cell measurement를 수행할 수 있다.

4-1) THz 셀(serving cell)(cell C)의 신호 품질이 좋은 경우, 단말은 mmW 대역에서 intra/inter cell을 찾을 필요가 없음, 이 경우 단말은 THz 셀(cell C)의 신호 세기(RSRP 등)가 특정 기준 점(임계 값) 이하인 경우에 단말의 mmW 모듈에서 intra/inter cell measurement를 수행함

4-2) THz 셀에 비해 mmW 셀의 coverage가 더 크기 때문에, Cell C로부터 Cell D로의 THz 셀의 핸드오버(1001)가 발생했음에도, Cell A로부터 Cell B로의 mmW 셀의 핸드오버는 트리거되지 않을 수 있음, 이와 같이 THz 셀의 핸드오버(1001)가 발생하면 mmW 셀의 핸드오버를 위해 mmW 대역에서 intra/inter cell measurement을 위한 정보(명령)을 단말에게 제공되는 intra/inter cell measurement에 대한 정보에 포함함

상기한 4-1), 4-2)의 단말 동작은 다른 방법으로도 가능할 것이다. 기지국이 단말에게 intra/inter cell measurement을 위한 별도의 정보를 제공하지 않아도 미리 정해진 단말 내부 동작을 통해 상기한 4-1), 4-2)의 동작은 가능할 수 있다.

상기한 본 개시의 실시 예들에 의하면, 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 co-location에 설치된 기지국이 THz 대역에서 단말의 빔 탐색 시간을 줄일 수 있는 SBF 정보를 제공하고, 단말은 mmW 대역과 THz 대역에서 빔 탐색을 위한 적어도 하나의 mmW 모듈과 적어도 하나의 THz 모듈을 동시에 혹은 병렬적으로 이용하여 일반적인 full 빔 탐색에 비해 적은 수의 빔만을 탐색하여 THz 대역에서 최적의 송수신 빔 쌍을 찾을 수 있다. 본 개시에서 mmW 대역과 THz 대역은 특정 대역에 한정되지 않고, 다양한 주파수의 조합이 가능하다. 본 개시에서 상기 SBF 정보는 co-location에 설치된 기지국(들)에서 mmW 빔에 서브 셋으로 속하는 THz 빔 간의 상관 관계를 알려줄 수 있다. 상기 SBF 정보는 단말이 mmW 기지국에 attach 하지 않고도(즉 stand Alone, SA) MIB를 통해 수신할 수 있으며, 단말이 non-stand alone (NSA) 혹은 CA를 통해 두 기지국과 연결하여 동작하는 경우에는 단말은 예를 들어 mmW 기지국과 THz 기지국 중 적어도 하나로부터 상위 계층 시그널링 정보 또는 L1 시그널링 정보를 통해 상기 SBF 정보를 제공 받을 수 있다. 본 개시에서 단말은 mmW 모듈을 통해 찾은 최적의 수신 빔을 통해, THz 빔과 mmW 빔 사이의 subset 관계를 사용하여 THz 수신 빔을 선택적으로 탐색할 수 있으며, 상기 subset 관계는 단말의 mmW 모듈과 THz 모듈에서 형성된 빔들이 커버하는 영역이 서로 겹치는 경우를 의미한다. 예를 들어, 다수의 THz 빔들이 단말 뒤쪽 정면의 +/-10도 사이를 커버하고, 단일의 mmW 빔이 단말 뒤쪽 정면의 +/-10도 사이를 커버한다면 이 빔들은 subset 관계에 있다고 볼 수 있다.

또한 본 개시의 실시 예들에 의하면, 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 co-location에 설치된 기지국이 THz 대역에서 단말의 빔 탐색 시간을 줄일 수 있는 SBF 정보를 제공하고, 단말은 mmW 대역에서 빔 탐색을 수행한 결과를 기반으로 THz 대역에서 빔 탐색을 수행하는 경우에 단말이 SBF 동작 대신 일반적인 빔 탐색을 수행하도록 회귀하는 기준을 정함으로써 단말의 오동작을 방지할 수 있다. 예를 들어 상기 SBF 정보를 SBF ID로 구성하여 SBF를 지원하는 mmW 기지국과 THz 기지국의 쌍을 구분할 수 있다. 이 경우 본 개시에 따른 SBF 동작 시 SBF ID가 동일한 두 기지국만을 대상으로 할 수 있으며, SBF ID가 다른 기지국의 빔 탐색 시에는 일반적인 빔 탐색으로 회귀하도록 하여 단말의 오동작을 방지할 수 있다. 또한 단말은 상대적으로 찾기 용이한 mmW 셀(주파수가 낮은 기지국)의 정보는 단말의 히스토리, 혹은 미리 얻어낸 기지국 정보를 통해 mmW 셀의 ID 만으로 SBF ID를 대체하여 사용하는 것도 가능하다. SBF ID는 최소한의 비트 수로 구성하여 제한적인 MIB에 부담이 되지 않도록 하도록 정해질 수 있다. 또한 단말이 SBF 동작에서 일반적인 빔 탐색 동작으로 회귀를 위한 해제 조건으로 기준점(임계값)인 RSRP_Th를 설정하여 단말이 핸드오버 동작 시 co-location에 설치된 기지국이 아닌 다른 기지국도 탐색할 수 있도록 할 수 있다. 상기 해제조건의 설정은 RSRP 뿐 아니라 SINR, RSRQ (Reference Signal Received Quality) 등도 포함하여 설정될 수 있으며, mmW 셀의 RSRP/SINR/RSRQ 등의 정보 또한 함께 고려될 수 있다. 예를 들어 적어도 mmW 셀의 RSRP가 어느 정도 이상이어야 한다는 해제 조건도 이용될 수 있다.

또한 본 개시의 실시 예들에 의하면, 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 co-location에 설치된 기지국이 THz 대역에서 단말의 빔 탐색 시간을 줄일 수 있는 SBF 정보를 제공하고, 단말은 mmW 대역과 THz 대역에서 빔 탐색을 위한 mmW 모듈과 THz 모듈을 이용하는 경우, 이웃 셀이 SBF 동작이 가능한 co-location에 설치된 기지국인지 여부에 따라 measurement gap을 다르게 설정하여 네트워크 활용도를 높일 수 있다. 이 경우 co-location에 설치된 기지국으로의 핸드오버를 유도하여 향상된 빔 탐색 성능만큼 measurement gap을 적게 설정하여 단말의 핸드오버 성능을 유지하면서도 throughput의 저하를 방지할 수 있다.

또한 본 개시의 실시 예들에 의하면, 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 co-location에 설치된 기지국이 THz 대역에서 단말의 빔 탐색 시간을 줄일 수 있는 SBF 정보를 제공하고, 단말은 mmW 대역과 THz 대역에서 빔 탐색을 위한 mmW 모듈과 THz 모듈을 이용하는 경우, 서빙 셀에서 intra/inter cell measurement에 대한 정보를 제공하여 단말이 불필요한 frequency scan 동작을 수행하지 않도록 할 수 있다. 이 경우 서빙 셀은 measurement object의 설정 시, 이웃 셀을 고려하여 단말에게 mmW 셀의 intra/inter cell measurement 정보를 제공해 줄 수 있다.

또한 본 개시의 실시 예들에 의하면, 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 co-location에 설치된 기지국이 THz 대역에서 단말의 빔 탐색 시간을 줄일 수 있는 SBF 정보를 제공하고, 단말은 mmW 대역과 THz 대역에서 빔 탐색을 위한 mmW 모듈과 THz 모듈을 이용하는 경우, 단말이 서빙 셀인 THz 셀의 상태를 고려하여, mmW 모듈을 이용하여 intra/inter cell measurement 수행을 하도록 할 수 있다. 이 경우 단말은 THz 셀의 신호 세기(RSRP, RSRQ, SINR 등)가 특정 기준점(임계값) 보다 작은 경우 mmW 모듈을 이용하여 intra/inter cell measurement를 수행할 수 있다. 또한 THz 셀의 핸드오버가 발생했음에도, 핸드오버 된 THz 셀과 mmW 셀의 SBF ID가 다른 경우에도 단말에게 mmW 모듈을 이용하여 intra/inter cell measurement를 수행하도록 할 수 있다.

또한 본 개시의 실시 예들에서 6G 시스템의 SA 형태가 아닌 dual-connectivity (DC) 형태, 혹은 CA 형태로 SBF 동작을 수행하는 경우, SA에서 서빙 셀이 대신 전달했던 mmW cell 파라미터들을 직접 mmW cell에서 단말에게 전달하는 것도 가능하다.

본 개시의 상기한 실시 예들을 통해 단말이 SBF를 이용하는 경우, THz 대역에서 단말의 빔 탐색 시간을 줄일 수 있다. 이는 단말의 전체적인 빔 추적(Beam Tracking) 성능 향상을 의미하며, 빔 실패의 빈도도 줄어들 수 있음을 의미한다. 또한 본 개시의 실시 예들에 의하면 단말의 이웃 셀 탐색 성능도 향상될 수 있다.

아래 [표 4]는 기존의 full 빔 탐색에 의한 단말의 빔 탐색 시간과 본 개시에 따른 SBF을 이용한 단말의 빔 탐색 시간을 비교한 것이다. 단말은 mmW 대역과 THz 대역의 각 대역당 3개의 THz 모듈과 mmW 모듈을 이용하는 경우를 예로 하였으며, 단말에 필요한 안테나 개수는 mmW 대역에 비해 THz 대역이 더 많다. 따라서 단말에서 탐색하는 총 빔의 개수 또한 THz 대역에서 더 많으며, SSB의 송신 주기가 예를 들어 20ms인 경우에 각각 탐색 지연을 계산하였다. THz 모듈과 mmW 모듈이 각각 3개 이더라도, 각 모듈이 독립적으로 동작한다면 1개의 모듈에 해당하는 빔 개수만 탐색하면 되므로, 해당 계산 결과는 맨 오른쪽 열에 기술하였다. 아래 [표 4]를 참조하면 기존 full 탐색 방법으로는 THz 대역에서 초기 탐색 시간이 약 4초 정도까지 길게 발생하지만, 본 개시에 따른 SBF 방식을 사용하면, mmW beam 개수와 그 subset인 THz 빔 개수만큼 검색하면 되므로 빔 탐색 성능이 향상된다. 그 결과 THz 대역에서 빔 탐색 시간은 약 4초에서 0.7초로 1/6 정도 감소하였음을 확인할 수 있다. 따라서 본 개시에 의하면, THz 대역에서 빔 탐색 시간이 mmW 대역에서 빔 탐색 시간과 같이 1초 미만의 시간이 걸림을 알 수 있다.

[표 4]

도 12a는 본 개시의 실시 예에 따른 단말의 구성을 도시한 도면이다.

도 12a를 참조하면, 단말은 프로세서(1210), 수신기와 송신기를 포함하는 송수신기(1230) 및 메모리(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(1210)는 적어도 하나의 프로세서일 수 있으며, 제어기 혹은 제어부로 칭해질 수도 있다. 상기한 실시 예들의 각각은 물론 적어도 하나의 실시 예의 결합에 따라 단말이 동작하도록 상기 프로세서(1210)는 단말의 장치 전반을 제어할 수 있다. 다만, 단말의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 단말은 전술한 구성 요소들 보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수도 있다. 뿐만 아니라, 상기 송수신기, 메모리, 및 프로세서가 적어도 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다.

상기 송수신기(1230)는 빔 형성을 통해 기지국과 신호를 송수신할 수 있다. 여기에서, 신호는 제어 정보 및 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 상기 송수신기(1230)는 전송되는 신호의 주파수를 상승/하강 변환 및 증폭하는 RF 체인을 포함할 수 있으며, 도 1d에서 설명한 아날로그 빔포밍(Analog BF)을 처리하기 위한 블록(들)을 포함할 수 있다. 또한 상기 송수신기(1230)는 도 5에서 예시한 것처럼 적어도 하나의 mmW 모듈과 적어도 하나의 THz 모듈을 포함할 수 있다. 이는 상기 송수신기(1230)의 일 구성 예일뿐이며, 상기 송수신기(1230)의 구성 요소들이 상기한 구성에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 송수신기(1230)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 상기 프로세서(1210)로 출력하고, 상기 프로세서(1210)로부터 출력되는 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.

상기 메모리는 단말의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 상기 메모리는 단말이 송수신하는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리는 복수 개일 수 있다.

또한 상기 프로세서(1210)는 전술한 실시 예들에 따라 단말이 SBF 동작을 수행할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 상기 프로세서(1210)는 도 1d에서 설명한 디지털 빔포밍(Digital BF)을 처리하기 위한 블록을 포함할 수 있으며, 상기 송수신기(1230)를 통해 전술한 하이브리드 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 프로세서(1210)는 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 단말의 구성 요소(들)에 대해 제어 동작을 수행할 수 있다.

또한 상기 프로세서(1210)는 송수신기(1230)를 통해 mmW 대역에서 다수의 제1 수신 빔들을 이용한 빔 탐색을 수행하여 동일 위치에 설치된 기지국에 대한 SBF 정보를 포함하는 동기 신호 블록(SSB)을 수신하고, 상기 SBF 정보를 근거로, 상기 mmW 대역에서 상기 SSB를 수신한 제1 수신 빔의 서브 셋에 속하는 THz 대역에서 다수의 제2 수신 빔들에 대해 빔 탐색을 수행하고, 상기 송수신기(1230)를 통해 상기 다수의 제2 수신 빔들에 대한 빔 탐색 결과 최적의 송수신 빔 쌍을 선택하여 THz 대역에서 기지국과 통신을 수행하도록 제어할 수 있다.

도 12b은 본 개시의 실시 예에 따른 기지국의 구성을 도시한 도면이다.

도 12b을 참조하면, 기지국은 프로세서(1250), 수신기와 송신기를 포함하는 송수신기(1270) 및 메모리(미도시)를 포함할 수 있다. 또한 상기 기지국은 다른 기지국과 백홀 링크를 통한 유선 혹은 무선 통신을 위한 통신 인터페이스(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(1250)는 적어도 하나의 프로세서일 수 있으며, 제어기 혹은 제어부로 칭해질 수도 있다. 전술한 본 개시의 실시 예들의 각각은 물론 적어도 하나의 실시 예의 결합에 따라 기지국이 동작하도록 상기 프로세서(1250)는 기지국의 장치 전반을 제어할 수 있다. 다만, 기지국의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기지국은 전술한 구성 요소들 보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수도 있다. 뿐만 아니라 상기 송수신기, 메모리, 및 프로세서가 적어도 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다.

상기 송수신기(1270)는 빔 형성을 통해 단말과 신호를 송수신할 수 있다. 여기에서, 신호는 제어 정보 및 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 상기 송수신기는 전송되는 신호의 주파수를 상승/하강 변환 및 증폭하는 RF 체인을 포함할 수 있으며, 도 1d에서 설명한 아날로그 빔포밍(Analog BF)을 처리하기 위한 블록(들)을 포함할 수 있다. 또한 상기 송수신기(1270)는 도 5에서 예시한 것처럼 적어도 하나의 mmW 모듈과 적어도 하나의 THz 모듈을 포함할 수 있다. 이는 상기 송수신기(1270)의 일 구성 예일뿐이며, 상기 송수신기(1270)의 구성 요소들이 상기한 구성에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 송수신기(1270)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 상기 프로세서(1250)로 출력하고, 상기 프로세서(1250)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.

상기 메모리는 기지국의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 상기 메모리는 기지국이 송수신하는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 메모리는 복수 개일 수 있다.

상기 프로세서(1250)는 전술한 실시 예들에 따라 기지국이 단말의 SBF 동작을 지원하도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 상기 프로세서(1250)는 도 1d에서 설명한 디지털 빔포밍(Digital BF)을 처리하기 위한 블록을 포함할 수 있으며, 상기 송수신기(1270)를 통해 전술한 하이브리드 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 프로세서(1250)는 메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 기지국의 구성 요소(들)에 대해 제어 동작을 수행할 수 있다.

또한 상기 프로세서(1250)은 송수신기(1270)를 통해 mmW 대역에서 서로 다른 방향을 갖는 다수의 제1 송신 빔들을 통해 동일 위치에 설치된 기지국에 대한 SBF 정보를 포함하는 동기 신호 블록(SSB)들을 각각 송신하고, 상기 송수신기(1270)를 통해 상기 SBF 정보를 근거로 mmW 대역보다 높은 주파수를 갖는 THz 대역에서 최적의 송수신 빔 쌍이 결정된 단말과 THz 대역의 송신 빔을 이용하여 통신을 수행하도록 제어할 수 있다.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 개시의 실시 예들은 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 개시의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 개시의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 개시의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 개시의 일 실시 예와 다른 일 실시 예의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다.

상기한 실시 예들의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능할 것이다.

한편, 본 개시의 방법을 설명하는 도면에서 설명의 순서가 반드시 실행의 순서와 대응되지는 않으며, 선후 관계가 변경되거나 병렬적으로 실행 될 수도 있다.

또는, 본 개시의 방법을 설명하는 도면은 본 개시의 본질을 해치지 않는 범위 내에서 일부의 구성 요소가 생략되고 일부의 구성요소만을 포함할 수 있다.

또한, 본 개시의 방법은 발명의 본질을 해치지 않는 범위 내에서 각 실시예에 포함된 내용의 일부 또는 전부가 조합되어 실행될 수도 있다.

본 개시의 다양한 실시예들이 전술되었다. 전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시의 실시예들은 개시된 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 개시의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

복수의 주파수 대역들을 지원하는 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 기지국의 통신 방법에 있어서,
제1 주파수 대역에서 서로 다른 방향을 갖는 다수의 제1 송신 빔들을 통해 동일 위치에 설치된 기지국에 대한 제1 정보를 포함하는 동기 신호 블록(SSB)들을 각각 송신하는 과정; 및
상기 제1 정보를 근거로 상기 제1 주파수 대역보다 높은 주파수를 갖는 제2 주파수 대역에서 최적의 송수신 빔 쌍이 결정된 단말과 상기 제2 주파수 대역의 송신 빔을 이용하여 통신을 수행하는 과정을 포함하는 통신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 동일 위치에 설치된 기지국에 대한 상기 제1 정보는, 상기 제1 주파수 대역에서 빔 탐색 결과를 근거로 상기 제2 주파수 대역에서 빔 탐색이 가능한 서브 셋 빔 탐색 방식의 지원 여부를 지시하는 통신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 정보는, 상기 제1 및 제2 주파수 대역에서 상기 제1 및 제2 송신 빔들을 각각 형성하는 제1 및 제2 기지국의 쌍을 더 지시하며, 상기 제1 및 제2 기지국은 상기 기지국에 포함되거나 혹은 지리적으로 근접한 서로 다른 기지국인 통신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 주파수 대역에서 상기 제1 정보에 기반한 빔 탐색 동작의 해제 여부 결정에 이용되는 서빙 셀의 신호 세기의 임계값을 포함하는 제2 정보를 송신하는 과정을 더 포함하는 통신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 주파수 대역에서 상기 제1 정보에 기반한 빔 탐색 동작의 지원 여부에 따라 구분된 측정 갭을 지시하는 제3 정보를 송신하는 과정을 더 포함하며,
상기 측정 갭의 측정 길이와 측정 주기 중 적어도 하나는 상기 제2 주파수 대역에서 상기 제1 정보에 기반한 빔 탐색 동작을 지원하는 상기 동일 위치에 설치된 기지국의 셀에 대해 설정이 조정되며, 상기 측정 길이를 조정하는 경우 상기 측정 길이는 상대적으로 짧게 조정되고, 상기 측정 주기를 조정하는 경우 상기 측정 주기는 상대적으로 길게 조정되는 통신 방법.
복수의 주파수 대역들을 지원하는 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 기지국에 있어서,
상기 빔포밍을 이용하여 신호를 송수신하는 송수신기; 및
상기 송수신기를 통해 제1 주파수 대역에서 서로 다른 방향을 갖는 다수의 제1 송신 빔들을 통해 동일 위치에 설치된 기지국에 대한 제1 정보를 포함하는 동기 신호 블록(SSB)들을 각각 송신하고, 상기 송수신기를 통해 상기 제1 정보를 근거로 상기 제1 주파수 대역보다 높은 주파수를 갖는 제2 주파수 대역에서 최적의 송수신 빔 쌍이 결정된 단말과 상기 제2 주파수 대역의 송신 빔을 이용하여 통신을 수행하도록 구성된 프로세서를 포함하는 기지국.
제 6 항에 있어서,
상기 동일 위치에 설치된 기지국에 대한 상기 제1 정보는, 상기 제1 주파수 대역에서 빔 탐색 결과를 근거로 상기 제2 주파수 대역에서 빔 탐색이 가능한 서브 셋 빔 탐색 방식의 지원 여부를 지시하는 기지국.
제 6 항에 있어서,
상기 제1 정보는, 상기 제1 및 제2 주파수 대역에서 상기 제1 및 제2 송신 빔들을 각각 형성하는 제1 및 제2 기지국의 쌍을 더 지시하며, 상기 제1 및 제2 기지국은 상기 기지국에 포함되거나 혹은 지리적으로 근접한 서로 다른 기지국인 기지국.
제 6 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 제2 주파수 대역에서 상기 제1 정보에 기반한 빔 탐색 동작의 해제 여부 결정에 이용되는 서빙 셀의 신호 세기의 임계값을 포함하는 제2 정보를 상기 송수신기를 통해 송신하도록 더 구성된 기지국.
제 6 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 제2 주파수 대역에서 상기 제1 정보에 기반한 빔 탐색 동작의 지원 여부에 따라 구분된 측정 갭을 지시하는 제3 정보를 상기 송수신기를 통해 송신하도록 더 구성되며,
상기 측정 갭의 측정 길이와 측정 주기 중 적어도 하나는 상기 제2 주파수 대역에서 상기 제1 정보에 기반한 빔 탐색 동작을 지원하는 상기 동일 위치에 설치된 기지국의 셀에 대해 설정이 조정되며, 상기 측정 길이를 조정하는 경우 상기 측정 길이는 상대적으로 짧게 조정되고, 상기 측정 주기를 조정하는 경우 상기 측정 주기는 상대적으로 길게 조정되는 기지국.
복수의 주파수 대역들을 지원하는 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 단말의 통신 방법에 있어서,
제1 주파수 대역에서 다수의 제1 수신 빔들을 이용한 빔 탐색을 수행하여 동일 위치에 설치된 기지국에 대한 제1 정보를 포함하는 동기 신호 블록(SSB)을 수신하는 과정;
상기 제1 정보를 근거로, 상기 제1 주파수 대역에서 상기 SSB를 수신한 제1 수신 빔의 서브 셋에 속하는 제2 주파수 대역에서 다수의 제2 수신 빔들에 대해 빔 탐색을 수행하는 과정;
상기 다수의 제2 수신 빔들에 대한 빔 탐색 결과 최적의 송수신 빔 쌍을 선택하여 상기 제2 주파수 대역에서 기지국과 통신하는 과정을 포함하는 통신 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제1 정보를 근거로, 상기 제1 주파수 대역보다 높은 주파수를 갖는 제2 주파수 대역에서 빔 탐색이 가능한 서브 셋 빔 탐색 방식의 지원 여부를 확인하는 과정을 더 포함하며,
상기 제1 주파수 대역에서 상기 다수의 제1 수신 빔들의 각각은 상기 제2 주파수 대역에서 다수의 제2 수신 빔들을 서브 셋으로 포함하고,
상기 제1 정보는, 상기 제1 주파수 대역에서 빔 탐색 결과를 근거로 상기 제2 주파수 대역에서 빔 탐색이 가능한 상기 서브 셋 빔 탐색 방식의 지원 여부를 지시하는 통신 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제1 정보는, 상기 제1 및 제2 주파수 대역에서 상기 서브 셋의 관계를 갖는 제1 및 제2 송신 빔들을 각각 형성하는 제1 및 제2 기지국의 쌍을 더 지시하며, 상기 제1 및 제2 기지국은 상기 기지국에 포함되거나 혹은 지리적으로 근접한 서로 다른 기지국인 통신 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 기지국으로부터, 상기 제2 주파수 대역에서 상기 제1 정보에 기반한 빔 탐색 동작의 해제 여부 결정에 이용되는 서빙 셀의 신호 세기의 임계값을 포함하는 제2 정보를 수신하는 과정을 더 포함하는 통신 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 기지국으로부터, 상기 제2 주파수 대역에서 상기 제1 정보에 기반한 빔 탐색 동작의 지원 여부에 따라 구분된 측정 갭을 지시하는 제3 정보를 수신하는 과정을 더 포함하며,
상기 측정 갭의 측정 길이와 측정 주기 중 적어도 하나는 상기 제2 주파수 대역에서 상기 제1 정보에 기반한 빔 탐색 동작을 지원하는 상기 동일 위치에 설치된 기지국의 셀에 대해 설정이 조정되며, 상기 측정 길이를 조정하는 경우 상기 측정 길이는 상대적으로 짧게 조정되고, 상기 측정 주기를 조정하는 경우 상기 측정 주기는 상대적으로 길게 조정되는 통신 방법.
복수의 주파수 대역들을 지원하는 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서 단말에 있어서,
상기 빔포밍을 이용하여 신호를 송수신하는 송수신기; 및
상기 송수신기를 통해 제1 주파수 대역에서 다수의 제1 수신 빔들을 이용한 빔 탐색을 수행하여 동일 위치에 설치된 기지국에 대한 제1 정보를 포함하는 동기 신호 블록(SSB)을 수신하고, 상기 제1 정보를 근거로, 상기 제1 주파수 대역에서 상기 SSB를 수신한 제1 수신 빔의 서브 셋에 속하는 제2 주파수 대역에서 다수의 제2 수신 빔들에 대해 빔 탐색을 수행하고, 상기 송수신기를 통해 상기 다수의 제2 수신 빔들에 대한 빔 탐색 결과 최적의 송수신 빔 쌍을 선택하여 상기 제2 주파수 대역에서 기지국과 통신하도록 구성된 프로세서를 포함하는 단말.
제 16 항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 제1 정보를 근거로, 상기 제1 주파수 대역보다 높은 주파수를 갖는 제2 주파수 대역에서 빔 탐색이 가능한 서브 셋 빔 탐색 방식의 지원 여부를 확인하도록 더 구성되며,
상기 제1 주파수 대역에서 상기 다수의 제1 수신 빔들의 각각은 상기 제2 주파수 대역에서 다수의 제2 수신 빔들을 서브 셋으로 포함하고,
상기 제1 정보는, 상기 제1 주파수 대역에서 빔 탐색 결과를 근거로 상기 제2 주파수 대역에서 빔 탐색이 가능한 상기 서브 셋 빔 탐색 방식의 지원 여부를 지시하는 단말.
제 16 항에 있어서,
상기 제1 정보는, 상기 제1 및 제2 주파수 대역에서 상기 서브 셋의 관계를 갖는 제1 및 제2 송신 빔들을 각각 형성하는 제1 및 제2 기지국의 쌍을 더 지시하며, 상기 제1 및 제2 기지국은 상기 기지국에 포함되거나 혹은 지리적으로 근접한 서로 다른 기지국인 단말.
제 16 항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 기지국으로부터, 상기 제2 주파수 대역에서 상기 제1 정보에 기반한 빔 탐색 동작의 해제 여부 결정에 이용되는 서빙 셀의 신호 세기의 임계값을 포함하는 제2 정보를 상기 송수신기를 통해 수신하도록 더 구성된 단말.
제 16 항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 기지국으로부터, 상기 제2 주파수 대역에서 상기 제1 정보에 기반한 빔 탐색 동작의 지원 여부에 따라 구분된 측정 갭을 지시하는 제3 정보를 상기 송수신기를 통해 수신하도록 더 구성되며,
상기 측정 갭의 측정 길이와 측정 주기 중 적어도 하나는 상기 제2 주파수 대역에서 상기 제1 정보에 기반한 빔 탐색 동작을 지원하는 상기 동일 위치에 설치된 기지국의 셀에 대해 설정이 조정되며, 상기 측정 길이를 조정하는 경우 상기 측정 길이는 상대적으로 짧게 조정되고, 상기 측정 주기를 조정하는 경우 상기 측정 주기는 상대적으로 길게 조정되는 단말.