KR20230027991A

KR20230027991A - 비 지상 망에서 동기화 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20230027991A
Application number: KR1020210110381A
Authority: KR
Inventors: 김선현; 정병훈; 정정수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2021-08-20
Filing date: 2021-08-20
Publication date: 2023-02-28
Also published as: WO2023022502A1; EP4329389A1

Abstract

본 개시는 4G, 5G 통신 시스템 이후 높은 데이터 전송 속도 및 초저지연시간을 달성하기 위한 6G 통신 시스템과 관련된 것이다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, NTN(non-terrestrial network)에서 특정 셀을 형성하는 위성이 변경되더라도, 단말은 사전에 획득한 상향링크 동기화를 위한 정보 및 하향링크 동기화를 위한 정보에 기반하여 변경된 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행함으로써, 변경된 위성 연결과의 동기화를 위한 절차를 개시할 필요 없이 위성 연결을 변경할 수 있다. 이에 따라, 통신 중인 위성이 변경되더라도, 사용자의 단말은 끊김 없이 높은 통신 품질을 체감할 수 있으며, 기존 위성 변경 시 수행되는 동기화 절차를 수행할 필요가 없게 됨으로써, 단말, 위성, 코어 네트워크(core network), 서버(예를 들어, NTN 관리 서버) 등 사이의 통신 시그널의 수를 감소시킬 수 있어, 서버에서의 관리 복잡도를 감소시키고, 단말의 전력 소모량 또한 감소시킬 수 있다.

Description

비 지상 망에서 동기화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SYNCHRONIZATION IN A NON TERRESTRIAL NETWORK}

본 개시는 NTN(non-terrestrial network)에서 단말이 위성 연결을 변경하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, NTN(non-terrestrial network)에서 위성 셀(cell)을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 단말이 변경된 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행함으로써, 위성 연결을 변경하는 방법에 관한 것이다.

무선 통신 세대를 거듭하면서 발전한 과정을 돌아보면 음성, 멀티미디어, 데이터 등 주로 인간 대상의 서비스를 위한 기술이 개발되어 왔다. 5G(5^th-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(6^th-gerneration) 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(즉, 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. 테라헤르츠 대역에서는 5G에서 도입된 밀리미터파(mmWave) 대역에 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(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)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 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 엔티티의 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.

상술한 바와 같은 5G, Beyond 5G, 또는 6G로 일컬어지는 차세대 이동 통신 시스템에서는 기존 이동통신의 물리적 한계를 극복하고, 연결성을 제공하는 범위를 지상에서 전지구적으로 확장하기 위하여 위성 망을 활용하는 방안을 고려하고 있으며, 위성 망을 활용한 다양한 통신 기법들이 고안되고 있다.

기존 지상 망과는 달리, NTN에 해당하는 위성 망은 신호 송수신에 있어 신호의 전파 특성, 먼 거리 등으로 인한 지연(예를 들어, propagation delay)이 상대적으로 클 수 있다. 이러한 지연으로 인하여, 위성 망에 의해 서빙(serving)되는 사용자 단말의 통신 품질이 저하되는 문제점이 발생할 수도 있다. 따라서, 비 지상 망을 활용한 통신 시스템을 구축함에 있어, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 방안이 고안될 필요가 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 개시의 일 실시예에 따르면, NTN(non-terrestrial network)에서 단말의 방법이 제공된다. 상기 단말의 방법은, 상기 단말이 위치한 셀을 형성하는 제1 위성으로부터, 제1 셀 ID와 연관된 동기 신호를 수신하는 단계; 제2 위성으로부터, 제2 셀 ID와 연관된 동기 신호를 수신하는 단계; 상기 제1 위성으로부터, 상기 셀을 형성하는 위성의 변경을 지시하는 메시지를 수신하는 단계; 상기 메시지에 응답하여, 상기 제2 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 단계를 포함하며, 상기 메시지에 TA(timing advance)에 대한 정보가 포함되어 있는 경우, 상기 상향링크 동기화는 상기 TA에 기반하여 수행되며, 상기 하향링크 동기화는 상기 제2 셀 ID와 연관된 동기 신호에 기반하여 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, NTN에서 제1 위성의 방법이 제공된다. 상기 제1 위성의 방법은, 상기 제1 위성이 형성한 셀 내 단말에 상기 셀의 제1 셀 ID와 연관된 동기 신호를 전송하는 단계; 및 제2 위성이 상기 셀을 형성할 것으로 결정되는 경우, 상기 셀을 형성하는 위성의 변경을 지시하는 메시지를 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하며, 상기 메시지에 TA에 대한 정보가 포함되는지 여부는 상기 제1 위성 또는 상기 제2 위성의 고도각에 대한 정보에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, NTN에서 제2 위성의 방법이 제공된다. 상기 제2 위성의 방법은, 상기 제2 위성이 제1 위성이 형성한 셀을 형성할 것으로 결정되는 경우, 상기 셀의 제1 셀 ID와 상이한 제2 셀 ID와 연관된 동기 신호를 상기 셀 내 단말에 전송하는 단계; 상기 단말과 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 단계; 및 상기 상향링크 동기화 및 상기 하향링크 동기화가 완료된 경우, 상기 제1 셀 ID와 연관된 동기 신호를 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, NTN의 단말이 제공된다. 상기 단말은 송수신부; 및 상기 송수신부와 연결되고, 상기 단말이 위치한 셀을 형성하는 제1 위성으로부터, 제1 셀 ID와 연관된 동기 신호를 상기 송수신부를 통해 수신하고, 제2 위성으로부터, 제2 셀 ID와 연관된 동기 신호를 상기 송수신부를 통해 수신하고, 상기 제1 위성으로부터, 상기 셀을 형성하는 위성의 변경을 지시하는 메시지를 상기 송수신부를 통해 수신하고, 상기 메시지에 응답하여, 상기 제2 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 제어부를 포함하며, 상기 메시지에 TA에 대한 정보가 포함되어 있는 경우, 상기 상향링크 동기화는 상기 TA에 기반하여 수행되며, 상기 하향링크 동기화는 상기 제2 셀 ID와 연관된 동기 신호에 기반하여 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, NTN의 제1 위성이 제공된다. 상기 제1 위성은, 송수신부; 및 상기 송수신부와 연결되고, 상기 제1 위성이 형성한 셀 내 단말에 상기 셀의 제1 셀 ID와 연관된 동기 신호를 상기 송수신부를 통해 전송하고, 제2 위성이 상기 셀을 형성할 것으로 결정되는 경우, 상기 셀을 형성하는 위성의 변경을 지시하는 메시지를 상기 송수신부를 통해 상기 단말에 전송하는 제어부를 포함하며, 상기 메시지에 TA에 대한 정보가 포함되는지 여부는 상기 제1 위성 또는 상기 제2 위성의 고도각에 대한 정보에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, NTN의 제2 위성이 제공된다. 상기 제2 위성은, 송수신부; 및 상기 송수신부와 연결되고, 상기 제2 위성이 제1 위성이 형성한 셀을 형성할 것으로 결정되는 경우, 상기 셀의 제1 셀 ID와 상이한 제2 셀 ID와 연관된 동기 신호를 상기 송수신부를 통해 상기 셀 내 단말에 전송하고, 상기 단말과 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하고, 상기 상향링크 동기화 및 상기 하향링크 동기화가 완료된 경우, 상기 제1 셀 ID 와 연관된 동기 신호를 상기 송수신부를 통해 상기 단말에 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 개시에서 제안된 다양한 실시예들에 따르면, NTN에서 특정 셀을 형성하는 위성이 변경되더라도, 단말은 새로운 위성과의 동기화를 위한 절차를 별도로 개시할 필요 없이, 단말은 사전에 획득한 상향링크 동기화를 위한 정보 및 하향링크 동기화를 위한 정보에 기반하여 새로운 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행할 수 있으며, 이에 따라 위성 연결을 변경할 수 있는 방법이 제공된다.

상기 방법에 따르면, 통신 중인 위성이 변경되더라도, 사용자의 단말은 끊김 없이 높은 통신 품질을 체감할 수 있고, 또한, 기존 위성 변경 시 수행되는 동기화 절차를 별도로 수행할 필요가 없게 됨으로써, 단말, 위성, 코어 네트워크(core network), 서버(예를 들어, 위성 관리 서버) 등 사이의 통신 시그널의 수를 감소시킬 수 있으며, 서버에서의 관리 복잡도를 감소시키고, 단말의 전력 소모량 또한 감소시키는 효과를 얻을 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 실시예들에 대한 다음의 설명을 통해, 보다 명확해질 것이다.
도 1은 본 개시가 적용될 수 있는 NTN의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시가 고려하는 NTN을 NR 시스템에 적용한 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시가 적용될 수 있는 NTN에서 지상 이동 셀(earth moving cell) 및 지상 고정 셀(earth fixed cell)을 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시가 적용될 수 있는 NTN에서 셀을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 위성 연결을 변경하는 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 NTN에서 단말이 TTA(temporary timing advance)에 기반하여 새로운 위성과의 상향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 NTN에서 단말이 상향링크 동기화를 수행함에 있어 TTA의 사용 여부를 결정하는 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 NTN에서 단말이 새로운 위성과의 하향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 NTN에서 기존 위성이 브로드캐스트하는 동기 신호 및 새로운 위성이 브로드캐스트하는 동기 신호의 구조를 도시한 도면이다.
도 9a는 본 개시의 일 실시예에 따른 NTN에서 셀을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 단말이 새로운 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.
도 9b는 본 개시의 일 실시예에 따른 NTN에서 셀을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 단말이 새로운 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.
도 10a는 본 개시의 일 실시예에 따른 NTN에서 셀을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 단말이 새로운 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.
도 10b는 본 개시의 일 실시예에 따른 NTN에서 셀을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 단말이 새로운 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 전반적인 동작을 도시한 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 셀을 형성하는 위성의 전반적인 동작을 도시한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 셀을 형성하는 위성의 전반적인 동작을 도시한 도면이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크 엔티티의 구조를 도시한 도면이다.

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, 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 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 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 실시예에서 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 통신 시스템(예를 들어, 6G, Beyond 5G 시스템)에서 새롭게 정의되거나, 기존의 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 실시예에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다.

또한, 본 개시의 일 실시예에서 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 실시예에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 개시의 일 실시예에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 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 실시예에서 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), TRP(transmission reception point), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 등으로 지칭될 수 있다. 또는, 기능 분리에 따라 CU(central unit) 또는 DU(distributed unit)으로 지칭될 수도 있다. 한편, 본 개시는 이에 국한되지 않고, 기지국은 이와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 용어에 의해 지칭될 수도 있다.

또한, 본 개시에서 상위레벨 정보는 상위레벨 메시지, 상위레벨 신호, 상위레벨 시그널링, 상위레이어 시그널링(high layer 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 개시에서 제어 정보는 제어 메시지, 제어 시그널링, MAC(medium access control)-CE(control element), 또는 DCI(downlink control information)로 지칭될 수 있으며, 본 개시는 이에 국한되지 않고, 이와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 용어에 의해 지칭될 수도 있다.

3G, LTE(long term evolution), 5G를 포함하는 이동 통신 시스템에서는 다양한 장치에서 음성 및 데이터의 송수신이 가능한 연결성을 제공해왔다. 기존 이동 통신 시스템은 휴대폰, 스마트폰, 개인 태블릿과 같은 휴대용 개인 단말뿐만 아니라 가볍고 작은 센서 단말 및 사물 인터넷 단말, 커넥티드 카(Connected car), 드론, UAV(Unmanned Arial Vehicle) 등 이동성이 높은 장치까지 연결성을 제공해왔으며, 이동 통신 시스템을 통해 연결성을 제공받는 장치의 수와 범위는 지속적으로 확장될 것으로 예상된다.

상술한 이동 통신 시스템에서는 장치에게 연결성을 제공하는 경우, 무선 주파수를 사용하여 지상에 설치된 지상 기지국을 통해 통신하였다. 지상 기지국은 설치 및 관리가 용이하다는 장점이 있지만, 설치 위치가 지상이라는 물리적 한계가 존재한다. 이러한 한계점으로 인하여, 지상 기지국 설치가 어려운 해양 및 해양에 있는 장치(예를 들어, 배, 또는 선박 위의 스마트폰) 또는 일정 고도 이상의 상공 및 상공에 있는 장치(예를 들어, 비행기, HAPS(high-altitude pseudo-satellite), 또는 열기구)에는 연결성을 제공하기 어렵다.

기존 이동 통신 시스템의 물리적 한계를 극복하고, 연결성을 제공하는 범위를 지상에서 전지구적으로 확장하기 위하여, 5G, Beyond 5G, 6G와 같은 차세대 이동 통신 시스템에서는 지상 망과 위성 망이 결합된 형태의 통신 시스템을 고려하고 있다. 기존 위성 망 또한 위성을 통한 연결성을 제공해왔으나, 기존 위성 망은 이동 통신 시스템과는 별도의 독립적인 망으로 운용되어 왔으며, 전용 단말 및 장치를 통하여 위성 망과 통신이 가능하였다. 그 결과, 기존 이동 통신 시스템의 사용자가 위성 망을 사용하기 위해서는 별도의 장치 구매 및 위성 망 사용자 등록 등의 추가적인 절차가 필요했다. 이와 같은 위성 망 사용 시 불편함을 해소하고, 사용자에게 사용자의 위치와 관계없이 끊김 없는 원활한 연결성을 제공하기 위하여, 이동 통신 시스템에 위성 망이 결합된 위성 통합 지상 망(satellite-integrated terrestrial network) 기술 또는 비 지상(non-terrestrial network, NTN) 기술이 논의되고 있다. 위성 통합 지상 망을 활용하면, 기존 지상에서 연결 가능한 장치뿐 만 아니라, 해상에 있는 장치, 상공에 있는 장치에도 연결성을 제공할 수 있으며, 지상 망 설치가 용이하지 않았던 시골 지역(rural area), 험지, 이동통신 인프라 설치가 어려운 낙후 지역의 장치도 연결성을 제공할 수 있다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 개시에서 고려하는 NTN에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 개시가 적용될 수 있는 NTN의 구조를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 개시가 적용될 수 있는 NTN은 위성(101), 단말(102), 지상국(ground station)(103), 기지국(base station)(104), 또는 코어 네트워크(core network)(105)로 구성될 수 있다. 한편, 본 개시에서 고려하는 NTN은 도 1에 도시된 구성에 국한되지 않으며, 네트워크 엔티티(network entity) 또는 네트워크 노드(network node)가 추가로 포함될 수도 있다.

도 1에서, 위성(101)은 transparent 위성 또는 regenerative 위성을 지칭할 수 있다. transparent 위성과 regenerative 위성은 위성의 기능에 따라 구분된 것으로, transparent 위성은 bent-pipe 형태의 위성으로, 지상망으로부터 전송받은 신호를 증폭하고 포워딩(amplify-and-forward)하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, transparent 위성은 일종의 릴레이 노드(relay node)로서의 역할을 수행할 수 있다. 한편, transparent 위성은 위성 간 링크(inter-satellite link)를 사용하지 못한다. 이와 달리, regenerative 위성은 단순한 릴레이 노드 역할을 넘어서 연산 및 처리, 무선 전파 신호의 복호화가 가능하다. 한편, regenerative 위성은 NR에서의 DU(distributed unit) 또는 CU(central unit)의 기능을 수행할 수 있으며, 독립적인 기지국의 기능도 수행할 수 있다. 또한, regenerative 위성은 ISL을 사용하여 위성 간 멀티-홉(multi-hop) 통신 또한 수행할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 단말(102)과 위성(101) 간의 연결을 엑세스 링크(access link)라 지칭할 수 있고, 위성(101)과 지상국(103) 간의 연결을 피더 링크(feeder link)라 지칭할 수 있다. 한편, 피더 링크는 위성(101)과 기지국(104) 간의 연결을 의미할 수 있으며, 지상국(103)와 기지국(104)이 하나로 합쳐진 경우, 합쳐진 지상국(103) 및 기지국(104)과 위성(101) 간 연결을 의미할 수도 있다. 코어 네트워크(105)는 NR의 UPF(user plane function) 및 NF(network function) 또는 위성 통신에서의 위성 컨트롤 서버(satellite control server)가 포함될 수 있다.

한편, 본 개시가 고려하는 NTN는 NR 시스템에 적용될 수도 있다.

도 2는 본 개시가 고려하는 NTN을 NR 시스템에 적용한 일례를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 개시가 고려하는 NTN은 차세대 기지국(New Radio Node B), 이하 NR gNB 또는 NR 기지국)(210), 차세대 무선 코어 네트워크(New Radio Core Network, NR CN)(205), 위성(235) 및 NTN 게이트웨이(240)로 구성될 수 있다. 차세대 무선 사용자 단말(New Radio User Equipment, NR UE 또는 단말)(215)은 NR gNB(210) 및 NR CN(205)를 통해 외부 네트워크에 접속할 수 있다. NR UE(215)가 NTN에 접속하면, 위성(235)와 데이터를 송수신할 수 있고, 위성(235)는 NTN 게이트웨이(240)와 데이터를 송수신할 수 있다. NTN 게이트웨이는 NR CN(205) 또는 MME(225)와 연결될 수 있으며, 도 2에는 도시되지 않았으나, NR gNB(210)와도 연결될 수 있다.

도 2에서, NR gNB(210)은 기존 LTE 시스템의 eNB(Evolved Node B)에 대응될 수 있다. NR gNB는 NR UE(215)와 무선 채널로 연결되며, 기존 노드 B보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동 통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스될 수 있다. 따라서, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR gNB(210)가 담당할 수 있다. 하나의 NR gNB(210)는 다수의 셀들을 제어할 수 있다. 차세대 이동 통신 시스템에서는, 현재 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서, 현재의 최대 대역폭 이상의 대역폭이 적용될 수 있다. 또한, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한, 단말의 채널 상태에 맞춰 번조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다.) 방식이 적용될 수 있다.

NR CN(205)는 이동성 지원, 베어러 설정 및 QoS(quality of service) 설정 등의 기능을 수행할 수 있다. NR CN(205)는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결될 수 있다. 또한, 차세대 이동 통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN(205)은 MME(225)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결될 수 있다. MME(225)는 기존 기지국인 eNB(230)과 연결될 수 있다.

한편, 상술한 NTN은 본 개시가 적용될 수 있는 통신 시스템의 일례에 해당할 뿐, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니다. 상술한 NTN과 다른 구성을 갖는 통신 시스템에도 본 개시가 적용될 수 있음은 당연하다.

상술한 NTN에서 사용될 수 있는 위성의 고도는 다양하다. 사용될 수 있는 위성의 종류는 정지궤도 위성(geostationary satellite, GEO)과 이동 위성으로 나뉠 수 있다. 또한, 이동 위성은 궤도의 고도에 따라 저궤도 위성(low earth orbit, LEO)과 중 궤도 위성(middle earth orbit, MEO)으로 나뉠 수 있다. 정지궤도 위성은 고도 약 36,000 km 상공의 정지 궤도를 비행하는 위성으로, 지구의 자전 주기와 같아서 지표면에서 위성을 볼 경우 상공의 한 지점에 정지해 있는 것처럼 보인다. 높은 위성 고도로 인하여 정지궤도 위성과 통신할 경우, 전파 도달 신호가 전파 감쇄(path loss)로 인하여 지상 망 대비 무선 신호가 상대적으로 약하고 무선 신호를 통한 통신의 성능도 낮다. 또한, 위성과 지표면의 장치 및 단말과의 전파 왕복 시간(round trip time)이 상대적으로 길다(약 500 밀리 초). 저궤도 위성과 중 궤도 위성은 정지궤도 위성과 비교하여 낮은 고도에 존재하기 때문에 전파 감쇄가 적고 무선 신호도 상대적으로 강하다. 한편, 지상 망에 비하면 여전히 전파 감쇄가 크고 무선 신호도 약하다. 또한, 저궤도 위성과 중 궤도 위성은 정지궤도 위성과 다르게 지표면 기준으로 매우 빠른 속도(저궤도 기준 약 7.56 km)로 이동한다.

한편, 상술한 NTN에서는, 위성에서 방출되는 스폿빔(spot beam)을 통해 단말을 관리하는 단위인 위성 셀이 형성될 수 있다. 저궤도 위성은 일정 궤도를 매우 빠른 속도로 이동하기 때문에 위성이 단말과 통신할 수 있는 위성 커버리지(coverage)도 위성을 따라 이동하게 된다. 따라서, 위성 셀을 구성하는 방법에 따라 위성 셀을 운용하는 방법이 달라질 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 위성 셀을 구성하는 방법은 지상 이동 셀(earth-moving cell)과 지상 고정 셀(earth-fixed cell)로 분류될 수 있다. 도 3의 a는 지상 이동 셀을 도시한 것이고, 도 3의 b는 지상 고정 셀을 도시한 도면이다. 지상 이동 셀은 위성의 안테나가 회전(steering)하지 않고, 수평선의 직각 방향으로 항상 고정되어 있는 위성 구조에서 사용되며, 위성이 이동하면서 위성 셀 또한 같은 이동성을 갖는 셀이다. 이와 달리, 지상 고정 셀은 지상의 일정 범위를 위성 셀로 지정한 후, 위성이 스폿빔의 각도를 조정하면서, 지정된 위치에 스폿빔을 고정시킴으로써, 위성이 빠른 속도로 이동함에도 지정된 위치에 셀이 형성될 수 있다. 이 때, 스폿빔을 형성하는 위성의 빔 각도는 기계적으로 또는 전자적으로 조정할 수 있다. 한편, 지상 고정 셀은 지상 이동 셀보다 하나의 위성이 셀을 형성할 수 있는 시간이 상대적으로 길기 때문에, 위성의 높은 이동성으로 인해 발생할 수 있는 한 현상을 완화할 수 있다는 장점이 있다. 이하, 본 개시에서는 위성이 지상 고정 셀을 형성하는 경우를 중심으로 하여 설명하기로 한다. 한편, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니며, 위성 셀이 다른 방법으로 구성 및 운용되는 경우에도 본 개시가 적용될 수 있다.

단말과 기지국 간 동기를 맞추고, 이에 따라 데이터를 송수신하는 지상 망의 동기식 통신 기술과 동일하게 NTN에서도 단말과 위성 간 동기를 맞추고, 이에 따라 데이터를 송수신한다. 따라서, 단말과 위성 간의 상향링크 동기 및 하향링크 동기를 정확하게 맞추는 것이 통신의 성능에 크게 영향을 미칠 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하향링크 동기는 위성에서 브로드캐스트 하는 동기 신호를 사용하여 맞추고, 상향링크 동기는 단말에서 전송한 신호를 사용하여 맞춘다.

일 실시예에 따르면, 위성은 단말에게 동기 정보를 알려주는 동기 신호를 일정한 주기로 브로드캐스트할 수 있다. 본 개시가 적용될 수 있는 NTN에서, 위성은 SSB(synchronization signal block)와 같은 동기 신호를 일정 주기로 브로드캐스트할 수 있다. SSB는 PSS(primary synchronization signal)과 SSS(secondary synchronization signal) 및 PBCH(physical broadcast channel)로 구성될 수 있으며, 동기 정보를 알려주는 신호를 포함할 수 있다. 한편, 동기 신호는 셀 별로 구분될 수 있도록, 동기 신호에 대해서 ID(예를 들어, 셀 ID 또는 PCI(physical cell ID))가 존재할 수 있으며, 단말은 상기 ID를 통해서 셀 별로 동기 신호를 구분할 수 있다. 단말은 셀에 초기 접속하는 경우 또는 다른 셀로부터 핸드오버 하는 경우, 동기 신호의 정보를 통해 하향링크 동기 정보를 얻을 수 있다. 또한, 단말은 초기 접속하는 셀 또는 핸드오버의 타겟 셀에 대해 랜덤 액세스 절차(또는, RACH(random access channel) procedure)를 수행하여 상향링크 동기 정보를 얻을 수 있다.

상술한 지상 고정 셀의 경우, 위성 셀 관리 시 셀을 형성하는 스폿빔별로 셀 ID(또는, PCI)를 다르게 지정하는 방법을 고려할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 개시가 적용될 수 있는 NTN에서 셀을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 위성 연결을 변경하는 방법을 도시하는 도면이다.

도 4는 위성 셀 중 지상 고정 셀을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 위성 연결을 변경하는 방법을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 셀을 형성하는 스폿빔이 위성 내 또는 다른 위성으로 변경하는 경우, 지상 고정 셀의 셀 ID가 변경되는 것을 도시하였다. 한편, 지상 고정 셀 내의 단말은 이동하지 않고 해당 셀에 고정되어 위치하고 있는 경우에도, 셀 ID가 지속적으로 변경하기 때문에, 셀 ID가 변경되는 시점마다 다른 셀 ID를 갖는 새로운 셀로 핸드오버와 같은 절차(즉, 새로운 셀로의 연결 변경 절차)를 수행해야 한다는 문제점이 발생할 수 있다. 한편, 단말은 셀 ID가 다른 동기 신호를 탐색 시, 현재 셀 ID의 동기 신호와 타 셀 ID의 동기 신호 간의 신호 세기를 비교할 수 있다. 만약, 타 셀 ID의 동기 신호가 정해진 조건(예를 들어, 타 셀 ID의 동기 신호의 신호 세기가 일정 임계 값 이상인 경우 또는 현재 셀 ID의 동기 신호의 신호 세기와 타 셀 ID의 동기 신호의 신호 세기 간 차이가 일정 임계 값 이상인 경우)을 만족하는 경우, 단말은 타 셀 ID의 동기 신호 및 후속 정보(예를 들어, 타 셀에 대한 상향링크 동기 정보 또는 하향링크 동기 정보)를 활용하여 타 셀로 연결을 변경할 수 있다. 한편, 본 개시에서 연결을 변경한다는 것은 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 것을 의미할 수 있다.

위성의 이동성으로 인해, 단말은 위성 연결을 일정 시간 후에 변경해야 한다. 이는 이동 통신 시스템에서 단말의 이동으로 인한 핸드오버와 유사한 절차일 수 있다. 따라서, NTN에서는 위성 연결이 변할 때 마다 지상 망에서의 핸드오버와 유사한 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 위성 연결을 변경해야 하는 단말은 새로운 위성에 의해 형성되는 새로운 셀에 대한 동기 정보 및 셀 관련 정보(예를 들어, 주파수, 설정값 등)을 얻기 위해 동기 신호를 디코딩하고, 하향링크 동기 정보를 포함한 동기 정보 얻을 수 있다. 이 후에, 단말은 획득한 정보에 기반하여 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있다. 단말은 셀의 설정 및 단말의 상태에 따라 4 단계 랜덤 액세스 절차 또는 2 단계 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편리를 위하여 단말이 4 단계 랜덤 액세스 절차를 수행하는 경우를 기준으로 설명하기로 한다. 한편, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니며, 단말은 2 단계 랜덤 액세스 절차를 수행할 수도 있다. 단말은 위성 또는 기지국에 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)(또는, RACH preamble, Msg1)을 전송할 수 있다. 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 위성 또는 기지국은 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하여 측정한 상향링크 동기 정보(예들 들어, Timing Advance) 및 셀 관련 정보(상향링크 스케줄링 자원 또는 하향링크 스케줄링 자원 등)를 포함하는 RAR(random access response)(또는, Msg2)를 단말에 전송할 수 있다. RAR을 수신한 단말은 상향링크 스케줄링 정보 및 위성 또는 기지국과 연결을 완료하기 위한 정보를 포함하는 메시지(Msg 3)를전송할 수 있다. Msg3를 수신한 위성 또는 기지국은 Msg3가 정상적으로 수신되었다는 내용을 포함하는 경쟁 해소(contention resolution)을 위한 메시지(Msg4)를 단말에 전송함으로써, 4 단계 랜덤 액세스 절차가 종료되고, 단말과 기지국 간 연결이 수립될 수 있다.

상술한 바와 같은, 위성 셀 관리 시 셀을 형성하는 스폿빔별로 셀 ID를 다르게 지정하는 방법은 기존의 지상 망(LTE 시스템 또는 NR 시스템) 시스템을 크게 변경하지 않고 적용 가능하다는 장점이 있으며, 시스템의 관리 난이도 측면에서도 쉽다. 한편, 위성의 빠른 속도로 인한 이동성은 기존 지상 망에서 존재하던 현상이 아니기 때문에 위성의 이동성을 단말이 체감하게 되어, 단말은 지상에서 기차를 타고 가는 사용자의 단말과 같은 환경을 항상 겪게 될 수 있다. 이로 인하여 위성의 이동성에 따라 셀 ID가 변경되는 경우, 셀 내 모든 단말은 연결된 셀을 변경하는 절차(예를 들어, 핸드오버 절차와 유사한 절차)를 빈번하게 수행해야 하며, 연결 상태가 아닌 단말도 일정 수의 스폿빔이 변경되는 경우, 단말의 위치를 업데이트(예를 들어, TAU(tracking area update) 또는 RAU)(registration area update)하는 과정을 빈번하게 수행해야 한다.

정리하면, 스폿빔 별 다른 셀 ID 적용 시 다음과 같은 문제점이 발생할 수 있다. 첫째, 위성의 이동성으로 인해 새로운 위성이 스폿빔을 통해 셀 ID가 다른 새로운 셀을 형성하게 되므로, 단말은 데이터 통신 및 음성 통신을 위해 빈번하게 새로운 셀로 연결을 변경(예를 들어, 핸드오버)하는 절차를 수행하며, 이러한 새로운 위성 연결 설정을 위한 랜덤 액세스 절차로 인하여 통신 성능의 저하가 발생할 수 있다. 새로운 셀로 연결을 변경하는 과정과 유사한 핸드오버 과정 중에는 단말이 통신을 하지 못하기 때문에 통신 방해 시간(interruption time)이 존재한다. 이러한 통신 방해 구간이 위성의 이동성으로 인해 수 초 또는 수 분 단위로 빈번하게 발생하기 때문에 사용자가 통신 성능의 저하를 체감할 수 있다. 둘째, 단말의 셀 변경으로 인한 관리 서버(예를 들어, 코어 네트워크)에서의 시그널링 오버헤드 및 연산 오버헤드가 지상 망과 비교하여 크게 증가할 수 있다. 단말이 연결된 셀 ID 변경 시, 단말은 관리 서버에 자신의 위치 변경 사항을 업데이트하는 신호를 보내게 된다. 지상 망에서, 위치 변경 사항 업데이트 신호는 단말이 셀 범위를 벗어나는 수준의 이동을 했을 경우에만 발생하지만 본 개시가 고려하는 NTN에서는 단말이 위치에 고정되어 있더라도 위성의 이동성으로 인해 셀 ID가 변경될 수 있기 때문에 셀 내 복수의 단말들이 업데이트 신호를 관리 서버에 보내게 된다. 이렇게 복수의 단말이 빈번하게 전송하는 업데이트 신호는 관리 서버와의 연결 링크에 오버헤드를 가할 수 있고, 관리 서버 자체의 연산 그리고 관리 측면에서도 오버헤드로 작용할 수 있다.

한편, 위성의 스폿빔별 다른 셀 ID를 적용하지 않고, 하나의 지상 고정 셀에 하나의 특정한 셀 ID를 맵핑(mapping)시키는 방법을 고려할 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 단말의 동기화 프로세스에서 문제를 야기할 수 있으며 이에 따라 통신 장애가 발생할 수 있다. 구체적으로, 핸드오버와 유사한 위성 연결 변경 시, 변경 전 위성에서 브로드캐스트되는 동기 신호(예를 들어, PSS, SSS, DMRS, MIB(master information block), 또는 SIB(system information block)) 정보와 변경 후 위성의 동기 신호 정보를 기반으로, 위성 링크 변경 여부를 결정하고, 위성의 동기 신호 정보를 기반으로 위성 연결을 변경할 수 있다. 그러나, NTN의 지상 고정 셀에서 스폿빔과 무관한 동일 셀 ID를 적용해서 운용할 경우, 단말은 위성 링크 변경 여부를 판단해야 하는 시점에 복수 개의 위성으로부터 동일한 셀 ID를 갖는 신호(예를 들어, 동기 신호)를 동시에 수신할 수도 있다. 이 경우, 셀 ID가 같은 스폿빔으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호들은 서로 간섭 및 충돌을 발생시켜서, 단말은 동기 신호를 제대로 디코딩(decoding)하지 못할 수 있다. 또한, 수신 신호의 시간 차이로 충돌 및 간섭을 피했다고 하더라도, 동기를 맞춰야 하는 지점이 복수 개가 되어서 단말이 동기화를 수행함에 있어, 혼선을 겪을 수 있다.

이러한 점에서, 지상 고정 셀에 단일 셀 ID를 적용할 경우, 위성 변경(또는, 핸드오버) 시점을 결정하는 것이 어려울 수 있으며, 하나의 셀에 대해 하향링크 동기 정보가 복수개가 되는 경우가 발생할 수 있어, 하향링크 동기화를 수행하는 단말이 혼선을 겪을 수 있으며, 또한, 하나의 셀에 대해 상향링크 동기 정보가 복수개가 되는 경우가 발생할 수 있어, 상향링크 동기화를 수행하는 단말이 혼선을 겪을 수 있다. 한편, 지상 고정 셀에 스폿빔과 무관한 단일 셀 ID를 적용하는 방법은 지상 고정 셀에 스폿빔별로 서로 다른 셀 ID를 적용하는 방법과 비교하여, 시그널링 오버헤드 절감, 단말의 랜덤 액세스 절차 수행 빈도 감소에 따른 단말의 전력 소모량 감소 등과 같은 장점이 있다. 따라서, 본 개시는 지상 고정 셀에 스폿빔과 무관한 단일 셀 ID를 적용하는 경우에 발생할 수 있는 문제점을 해결하는 방법을 제공한다. 보다 구체적으로, 이하 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, NTN에서 지상 고정 셀 별 단일 셀 ID를 운용하는 경우, 지상고정 셀에 있는 단말들이 끊김 없이 위성 연결을 변경할 수 있는 방법이 제공된다. 한편, 본 개시에서 단말이 위성 연결을 변경하는 것은 단말이 새로운 위성과 상향링크 동기 및 하향링크 동기를 맞추는 동작을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 또는, 단말과 연결된 위성을 변경하는 동작을 수행하는 것을 의미할 수 있다.

본 개시가 적용될 수 있는 NTN에서, 단말은 신호(예를 들어, 랜덤 액세스 절차에서 랜덤 액세스 프리앰블)를 위성으로 전송하고, 위성은 수신한 신호를 기반으로 상향 링크의 동기화 정보(예를 들어, TA(timing advance))를 획득(또는, 계산)하고, 위성은 획득한 TA 값을 이용하여 상향링크의 데이터를 디코딩 할 수 있다. 지상 망에서는 TA 값의 변경이 빈번하지 않기 때문에 TA 값의 변경은 통신 품질에 큰 영향을 주지 않았다. 그러나, NTN에서는 위성의 이동성으로 인하여 TA 값을 상대적으로 빈번하게 계산해야 하는 상황이 발생하면서, TA를 계산하기 위한 절차(예를 들어, 랜덤 액세스 절차)가 오버헤드로 작용할 수 있다. 이러한 점에서, 본 개시에서는 단말이 위성 연결의 변경 시 새로운 위성과의 상향링크 동기화를 수행하기 위해 일시적으로 사용할 수 있는 TA인 TTA(temporary timing advance)를 정의하고, TTA를 사용하는 방법을 제공한다. 보다 구체적인 내용은 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 NTN에서 단말이 TTA에 기반하여 새로운 위성과의 상향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 지상 고정 셀 내의 단말들(501, 502)에 공통적으로 사용될 수 있는 TTA가 제공되고, 지상 고정 셀을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 단말들은 TTA를 사용하여 새로운 위성과 상향링크 동기를 맞출 수 있다. 이에 따르면, 단말들(501, 502)는 새로운 위성과 상향링크 동기를 맞추기 위해 랜덤 액세스 절차를 수행할 필요가 없게 됨으로써, 시그널링 오버헤드 절감 및 단말의 전력 소모 감소 효과를 얻을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 단말과 위성은 TTA를 사용하여 일시적으로 상향 링크의 동기를 맞추고, 이 후에 실제 데이터 통신에서 TA를 보정할 수 있다. 예를 들어, 위성은 상위 계층 시그널링(예를 들어, RRC 메시지), MAC CE 또는 DCI와 같은 제어 시그널링을 통해 단말에 정확한 TA 값을 제공할 수 있다. 한편, 일 실시예에 따르면, TTA는 특정한 조건이 만족되는 경우에 사용될 수 있다. 예를 들어, 셀 내 단말들 각각에 대한 실제 TA의 최대 차이가 OFDM의 CP(cyclic prefix)의 구간(duration)보다 작은 경우에 사용 가능할 수 있다. 이는 셀 경계(cell edge)에 위치한 단말(501)과 셀 중심에 위치한 단말(502)의 TA 차이가 특정 값(CP duration)보다 작기 때문에, 단말들(501, 502)에 공통된 TA인 TTA를 사용하도록 하여도 위성이 상향링크의 데이터를 디코딩할 수 있기 때문이다. 이러한 경우, TTA는 예를 들어, 셀 중심과 위성과의 거리를 전파 속도로 나눈 값으로 결정될 수 있다. 이와 달리, 셀 내 단말들 각각에 대한 실제 TA의 최대 차이가 OFDM의 CP의 구간보다 큰 경우, TTA의 사용은 불가능할 수 있다. 이는 셀 경계에 위치한 단말(501)과 셀 중심에 위치한 단말(502)의 TA 차이가 특정 값(CP duration)보다 크기 때문에 단말들(501, 502)에 공통된 TA인 TTA를 사용하도록 하는 경우, 위성이 상향링크의 데이터를 디코딩할 수 없는 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 이러한 경우, 단말(501, 502)은 위성 또는 단말의 위치 정보(예를 들어, GPS(global positioning system), 위성의 고도 등)에 기반하여 TA를 획득(계산)할 수 있고, 획득한 TA에 기반하여 위성과 상향링크 동기를 맞출 수 있다. 만약, 단말과 위성이 TTA 또는 획득한 TA를 사용하여 상향링크 동기를 맞춘 경우, 위성은 단말로부터 전송된 상향 링크 신호를 사용하여 실제 TA를 계산하고, 상위 계층 시그널링(예를 들어, RRC 메시지), MAC CE 또는 DCI와 같은 제어 시그널링을 통해 단말에 정확한 TA 값을 제공함으로써 TA를 조정할 수 있다. 한편, 본 개시에서 TTA는 위성에서 계산될 수 있거나 또는 코어 네트워크, 서버(예를 들어, 위성 관리 서버)에서 계산될 수도 있다. 또한, 해당 셀에 대해 TTA의 사용 여부 또한 위성에서 결정되거나 또는 코어 네트워크, 서버(예를 들어, 위성 관리 서버)에서 결정될 수도 있다. 도 5에서는 셀 내 단말들 각각에 대한 실제 TA 간 차이에 기반하여 TTA의 사용 여부가 결정되는 방법을 설명하였는데, 본 개시에서 고려하는 NTN에서 TA 차이는 위성의 위치 정보에 따라 결정될 수 있다. 구체적인 설명은 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 NTN에서 단말이 새로운 위성과의 상향링크 동기화를 수행함에 있어 TTA의 사용 여부를 결정하는 방법을 도시한 도면이다.

상술한 바와 같이, 본 개시의 일 실시에에 따르면, 해당 셀에 대해 TTA의 사용 여부는 셀 내 실제 단말의 최대 TA 차이로 결정될 수 있다. 한편, 본 개시가 고려하는 NTN에서 이러한 TA 차이는 위성 고도, 위성과 셀 중심 간의 고도각(예를 들어, 위성과 셀 중심 간이 이루는 각도 중 작은 값을 의미할 수 있다,), 또는 위성 셀의 크기 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 보통 위성의 고도와 위성 셀의 크기는 위성 망 설치 시 결정되어 있으므로, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 위성의 고도각을 기준으로 해당 셀에 대한 TTA의 사용 여부가 결정될 수 있다. 일반적으로, 위성의 고도각이 높으면 TA 간 최대 차이가 상대적으로 작을 수 있고, 위성의 고도각이 낮으면 TA 간 최대 차이가 상대적으로 클 수 있다. 따라서, 위성 셀을 위성이 형성하기 전에 위성 셀의 중심과 위성 간의 고도각을 확인하고, 고도각이 기준 값보다 높으면 해당 셀에 대해 TTA를 사용하고, 고도각이 기준 값보다 낮으면 해당 셀에 대해 TTA를 사용하지 않을 수 있다. 한편, 본 개시에서 위성의 고도각과 비교되는 기준 값은 도 6에서 설명한 바와 같이 해당 셀 내 단말들 각각에 대한 실제 TA 간 최대 차이가 CP의 구간(CP duration)보다 작게 되는 고도각을 의미할 수 있으며, 이는 위성, 코어 네트워크, 또는 서버(예를 들어, 위성 관리 서버)에서 계산되어 제공될 수 있고, 미리 결정된 값일 수도 있다.

도 5 및 도 6에서 설명한 방법에 따르면, TTA의 사용이 가능한 경우 단말은 TTA를 사용하여 랜덤 액세스 절차의 수행 없이 새로운 위성과 상향링크 동기를 맞출 수 있고, 또는 TTA의 사용이 불가능한 경우 단말은 위성 또는 단말의 위치 정보에 기반하여 획득된 TA를 사용하여 랜덤 액세스 절차의 수행 없이 새로운 위성과 상향링크 동기를 맞출 수 있다. 이에 따라, 시그널링 오버헤드 절감 및 단말의 전력 소모 감소 효과를 얻을 수 있다. 한편, 단말이 새로운 위성으로의 위성 연결을 변경하기 위해서는 상향링크 동기화뿐만 아니라 하향링크 동기화 또한 수행하여야 한다. 이하, 도 7 및 도 8를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 NTN에서 단말이 새로운 위성과의 하향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 도 7은 지상 고정 셀 별로 단일 셀 ID를 적용하여 운용하는 경우, 단말이 새로운 위성과의 하향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.

상술한 바와 같이, 지상 고정 셀에 단일 셀 ID을 적용하여 운용하는 경우, 두 개의 위성이 해당 셀에 동기 신호를 전송하는 경우, 동기 신호 간 간섭이 발생할 수 있고, 단말은 복수 개의 위성으로부터 동일한 셀 ID를 갖는 신호를 동시에 수신하게 되어 어떠한 동기 신호를 기반으로 동기화를 수행해야 하는지 혼선을 겪을 수 있다. 이에 따라, 단말이 동기 신호를 통해 동기 정보를 제대로 얻지 못하는 문제점이 발생할 수 있다. 이에, 본 개시에서는 현재 지상 고정 셀을 형성하고 있는 위성 외에 다른 위성이 브로드캐스트하는 동기 신호는 형성된 셀의 셀 ID와 다른 셀 ID(예를 들어, 제2 셀 ID)를 사용하고, 실제로 위성 링크가 변경되는 시점(예를 들어, 단말이 새로운 위성과 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 완료하는 시점, 단말이 새로운 위성에 위성 변경 완료를 했다는 메시지를 전송한 시점, 또는 새로운 위성이 상기 메시지를 수신한 시점)에 다른 셀 ID를 갖는 동기 신호를 단일 셀 ID(예를 들어, 제1 셀 ID)를 갖는 동기 신호로 스위칭하는 방법을 제공한다.

도 7을 참조하면, 현재 제1 위성에 의해 형성되는 셀이 있다고 가정한다. 제1 위성은 위성 셀로 동기 신호(SSB)를 브로드캐스트한다. 이 때, 동기 신호의 셀 ID는 1번(예를 들어, PCI 1)이라 가정한다. 일정 시간 후 제2 위성도 셀을 형성할 수 있는 영역에 들어오게 되고, 제2 위성이 제1 위성을 대체하여, 셀을 형성할 것으로 결정된 경우, 제2 위성은 제1 위성이 형성한 셀과 동일한 위치에 동기 신호를 전송한다. 이때, 제2 위성이 전송하는 동기 신호는 제1 위성의 동기 신호와 셀 ID가 다른 동기 신호이며, 본 개시에서는 이를 임시적으로 전송되는 동기 신호라는 의미에서 T-SSB(temporary-SSB)라 지칭할 수 있다. 한편, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니며, T-SSB는 후술하는 바와 같이 위성1이 전송하는 동기 신호와 셀 ID만 다른 동기 신호 또는 PSS/SSS만 다른 동기 신호, 특정한 셀 ID를 갖는 동기 신호 등을 의미할 수 있으며, 이와 동일 또는 유사한 의미를 갖는 용어에 의해 지칭될 수도 있다. 이후 제1 위성이 셀을 형성하는 것이 불가능한 시점 또는 제1 위성이 서버(예를 들어, 위성 관리 서버)로부터 셀 형성 멈춤 명령을 받은 경우, 제2 위성은 브로드캐스트하던 T-SSB를 제1 위성이 전송하던 SSB로 스위칭하여 전송할 수 있다. 이를 통해, 제1 위성이 형성한 셀 내에 위치한 단말들은 제2 위성이 브로드캐스트하는 SSB를 수신하고, 제2 위성이 형성한 셀을 제1 위성이 형성한 셀과 동일한 셀로 인식하도록 할 수 있다.

도 7에서 설명한 바와 같이, 기존 위성이 브로드캐스트하는 동기 신호(예를 들어, SSB)와 새로운 위성이 브로드캐스트하는 동기 신호(예를 들어, T-SSB)는 서로 다른 셀 ID를 가질 수 있다. 구체적인 설명은 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 NTN에서 기존 위성이 브로드캐스트하는 동기 신호 및 새로운 위성이 브로드캐스트하는 동기 신호의 구조를 도시한 도면이다.

도 8은 SSB와 T-SSB 구조의 예시를 도시한 도면이다. 셀 ID는 PSS와 SSS의 시퀀스로 결정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, SSB와 T-SSB는 PSS와 SSS의 시퀀스만 다른 SSB이며, T-SSB가 SSB로 스위칭 되는 경우, T-SSB의 PSS 및 SSS의 시퀀스는 SSB의 PSS 및 SSS의 시퀀스로 변경되어 브로드캐스트된다. 한편, T-SSB의 PSS 및 SSS의 시퀀스는 단말이 미리 알고 있는 특정한 값의 범위일 수 있으며, 현재 통신하고 있는 셀과 다른 시퀀스일 수도 있다. 또는, T-SSB의 PSS 및 SSS의 시퀀스에 따라 결정되는 셀 ID는 미리 결정된 값일 수 있다. 예를 들어, T-SSB의 셀 ID는, T-SSB가 새로운 위성과의 하향링크 동기화를 위해 임시로 사용되는 SSB임을 단말이 구분할 수 있도록, T-SSB의 셀 ID는 미리 결정된 값일 수 있고, 상기 미리 결정된 값은 단말에 제공될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따르면, 새로운 위성이 브로드캐스트하는 T-SSB는 기존 위성이 브로드캐스트하는 SSB와 비교하여, MIB(예를 들어, SFN(system frame number)가 동일할 수 있으며, 위성 정보를 포함하는 SIB(system information block)을 제외한 셀 관련 SIB 또한 동일하거나 일부가 변경될 수도 있다.

상술한 바와 같은 방법에 따르면, 단말은 새로운 위성과 상향링크 동기 및 하향링크 동기를 맞추고, 데이터 송수신을 수행할 수 있다. 이하에서는, 상술한 방법의 구체적인 시그널링 절차에 대해 설명하기로 한다.

도 9a는 본 개시의 일 실시예에 따른 NTN에서 셀을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 단말이 새로운 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.

도 9a는 도 5및 도 6에서 설명한 바와 같이, 셀 내 단말들 각각에 대한 실제 TA 간 최대 차이가 CP 구간보다 작거나 또는 위성의 고도각이 기준 값보다 큰 경우와 같이 특정 조건을 만족하는 경우, 즉 해당 셀에 대해 TTA의 사용이 가능한 경우, 단말이 새로운 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.

도 9a를 참조하면, 901 단계에서 단말은 제1 위성으로부터 셀 정보를 포함하는 동기 신호를 수신할 수 있다. 이때, 동기 신호는 상술한 SSB일 수 있으며, 제1 위성이 현재 형성하고 있는 셀의 셀 ID를 포함할 수 있다. 902 단계에서 단말은 제1 위성과의 연결을 수립(establish)할 수 있다. 일정 시간 이후 또는 제1 위성과 단말 간 신호 세기가 일정 값 이하에 해당하는 경우, 제2 위성이 제1 위성을 대체하여, 제1 위성이 형성하고 있는 셀을 형성하는 것으로 결정될 수 있고, 903 단계에서 제2 위성은 코어 네트워크 또는 서버(예를 들어, 위성 관리 서버)로부터 해당 셀을 형성할 것을 지시 받을 수 있다. 이 후, 904 단계에서 제2 위성은 제1 위성이 브로드캐스트한 동기 신호와 셀 ID가 다른 동기 신호(예를 들어, 상술한 T-SSB)를 브로드캐스트할 수 있다. 단말은 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호를 수신하고, 현재 셀을 새로운 위성인 제2 위성이 형성하게 될 것임을 확인(또는, 인지)할 수 있다. 예를 들어, 단말은 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호의 셀 ID를 확인하고, 확인된 셀 ID가 미리 결정된 셀 ID에 해당하는 경우, 현재 셀을 새로운 위성인 제2 위성이 형성하게 될 것임을 확인(또는, 인지)할 수 있고, 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호를 모니터링할 수 있다. 또는, 단말은 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호에 기반하여, 하향링크 동기 정보를 사전에 획득하고 저장 해놓을 수도 있다. 905 단계에서, 셀을 형성하는 위성이 제1 위성에서 제2 위성으로 변경되는 시점에 도달하는 경우, 제1 위성은 셀 내의 단말에게 제2 위성으로 위성 연결을 변경할 것을 지시(또는, 트리거)하는 메시지(예를 들어, 위성 변경 메시지 위성 연결 변경 메시지, 또는 핸드오버 메시지)를 전송할 수 있다. 이 때, 위성 연결을 변경할 것을 지시하는 메세지는 위성 연결을 변경하는 타이밍(예를 들어, 시스템 프레임(system frame), 서브프레임(subframe), 슬롯(slot), 또는 심볼(symbol)과 같은 시간 도메인과 관련된 정보) 또는 TTA 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 906 단계에서, 단말은 메시지를 통해 수신한 타이밍에서, 제2 위성의 동기 신호에 기반하여 하향링크 동기 정보를 획득하고 이에 따라 제2 위성과의 하향링크 동기를 맞출 수 있다. 또한, 907 단계에서, 단말은 수신한 메시지에 TTA가 포함되어 있는 경우, TTA에 기반하여 제2 위성과의 상향링크 동기를 맞출 수 있다. 908 단계에서, 제2 위성은 브로드캐스트하던 동기 신호(예를 들어, T-SSB)를 제1 위성이 브로드캐스트하던 동기 신호와 같은 셀 ID를 갖는 동기 신호로 스위칭 할 수 있고, 제2 위성은 스위칭한 동기 신호를 브로드캐스트할 수 있다. 이후, 909 단계에서, 단말은 새로운 위성으로의 위성 연결 변경이 완료되었음을 지시하는 메시지(예를 들어, 위성 연결 변경 완료 메시지, 위성 변경 완료 메시지 또는 핸드오버 완료 메시지)를 제2 위성에 전송함으로써, 제2 위성과의 연결을 수립할 수 있다.

한편, 도 9a는 901 단계 내지 909 단계가 순차적으로 수행되는 것으로 도시되었으나, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니다. 901 단계 내지 909 단계 중 일부가 생략될 수 있고, 동시에 수행될 수도 있다.

또한, 도 9a는 하나의 단말과 제1 위성 및 제2 위성 간 시그널링 절차를 도시하였으나, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니다. 셀을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 해당 셀 내 적어도 하나의 단말(또는, 단말 그룹, 모든 단말)이 상술한 901 단계 내지 909 단계를 수행하여, 새로운 위성으로 위성 연결을 변경할 수 있다.

도 9b는 본 개시의 일 실시예에 따른 NTN에서 셀을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 단말이 새로운 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.

도 9b는 도 5 및 도 6에서 설명한 바와 같이, 셀 내 단말들 각각에 대한 실제 TA 간 최대 차이가 CP 구간보다 크거나 또는 위성의 고도각이 기준 값보다 작은 경우와 같이 특정 조건을 만족하지 못하는 경우, 즉 해당 셀에 대해서는 TTA의 사용이 불가능한 경우, 단말이 새로운 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.

도 9b를 참조하면, 951 단계에서 단말은 제1 위성으로부터 셀 정보를 포함하는 동기 신호를 수신할 수 있다. 이때, 동기 신호는 상술한 SSB일 수 있으며, 제1 위성이 현재 형성하고 있는 셀의 셀 ID를 포함할 수 있다. 952 단계에서 단말은 제1 위성과의 연결을 수립할 수 있다. 일정 시간 이후 또는 제1 위성과 단말 간 신호 세기가 일정 값 이하에 해당하는 경우, 제2 위성이 제1 위성을 대체하여, 제1 위성이 형성하고 있는 셀을 형성하는 것으로 결정될 수 있고, 953 단계에서 제2 위성은 코어 네트워크 또는 서버(예를 들어, 위성 관리 서버)로부터 해당 셀을 형성할 것을 지시받을 수 있다. 이 후, 954 단계에서 제2 위성은 제1 위성이 브로드캐스트한 동기 신호와 셀 ID가 다른 동기 신호(예를 들어, T-SSB)를 브로드캐스트할 수 있다. 단말은 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호를 수신하고, 현재 셀을 새로운 위성인 제2 위성이 형성하게 될 것임을 확인(또는, 인지)할 수 있다. 예를 들어, 단말은 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호의 셀 ID를 확인하고, 확인된 셀 ID가 미리 결정된 셀 ID에 해당하는 경우, 현재 셀을 새로운 위성인 제2 위성이 형성하게 될 것임을 확인(또는, 인지)할 수 있고, 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호를 모니터링할 수 있다. 또는, 단말은 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호로부터 하향링크 동기 정보를 사전에 획득하고 저장 해놓을 수도 있다. 955 단계에서, 셀을 형성하는 위성이 제1 위성에서 제2 위성으로 변경되는 시점에 도달하는 경우, 제1 위성은 셀 내의 단말에게 제2 위성으로 위성 연결을 변경할 것을 지시하는 메시지(예를 들어, 위성 변경 메시지, 위성 연결 변경 메시지, 또는 핸드오버 메시지)를 전송할 수 있다. 이 때, 위성 연결을 변경할 것을 지시하는 메세지에는 위성 연결을 변경하는 타이밍(예를 들어, 시스템 프레임(system frame), 서브프레임(subframe), 슬롯(slot), 또는 심볼(symbol)과 같은 시간 도메인과 관련된 정보)가 포함될 수 있다. 956 단계에서, 단말은 메시지를 통해 수신한 타이밍에서, 제2 위성의 동기 신호에 기반하여 하향링크 동기 정보를 획득하고 이에 따라 제2 위성과의 하향링크 동기를 맞출 수 있다. 또한, 957 단계에서, 단말은 수신한 메시지에 TTA가 포함되어 있지 않은 경우, 단말 또는 위성과 관련된 위치 정보(예를 들어, GPS(global positioning system) 정보, GNSS(global navigation satellite system) 정보, 위성의 위치 정보, 또는 지상국의 위치 정보)에 기반하여 TA를 획득(또는, 계산)할 수 있다. 이후, 958 단계에서 단말은 획득한 TA에 기반하여 제2 위성과의 상향링크 동기를 맞출 수 있다. 959 단계에서, 제2 위성은 브로드캐스트하던 동기 신호(예를 들어, T-SSB)를 제1 위성이 브로드캐스트하던 동기 신호와 같은 셀 ID를 갖는 동기 신호로 스위칭 할 수 있고, 제2 위성은 스위칭한 동기 신호를 브로드캐스트할 수 있다. 이후, 960 단계에서, 단말은 새로운 위성으로의 위성 연결 변경이 완료되었음을 의미하는 메시지를 제2 위성에 전송함으로써, 제2 위성과 연결 수립을 완료할 수 있다.

한편, 도 9b는 951 단계 내지 960 단계가 순차적으로 수행되는 것으로 도시되었으나, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니다. 951 단계 내지 960 단계 중 일부가 생략될 수 있고, 동시에 수행될 수도 있다.

또한, 도 9b는 하나의 단말과 제1 위성 및 제2 위성 간 시그널링 절차를 도시하였으나, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니다. 셀을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 해당 셀 내 적어도 하나의 단말(또는, 단말 그룹, 모든 단말)이 상술한 951 단계 내지 960 단계를 수행하여, 새로운 위성으로 위성 연결을 변경할 수 있다.

또한, 셀에 대한 TTA의 사용 여부에 따라, TTA를 사용하는 경우의 시그널링 절차는 도 9a에 도시하였고, TTA를 사용하지 않는 경우의 시그널링 절차는 도 9b에 도시하였으나, 도 9a 및 도 9b는 하나의 절차로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 9a의 905 단계에서 제1 위성으로부터 단말에 전송되는 메시지 또는 도 9b의 955 단계에서 제1 위성으로부터 단말에 전송되는 메시지에 TTA가 포함되어 있는지 여부에 따라 단말은 도 9a 또는 도 9b에 도시된 절차에 기반하여, 제2 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행할 수 있다.

한편, 상술한 절차는 본 개시가 적용될 수 있는 차세대 이동 통신 시스템(예를 들어, NR 시스템)에서도 고려될 수 있다. 이하, 도 10a 및 도 10b를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 10a는 본 개시의 일 실시예에 따른 NTN에서 셀을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 단말이 새로운 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.

도 10a는 본 개시가 적용될 수 있는 차세대 이동 통신 시스템에서 NTN을 고려하는 경우, NTN에서 지상 고정 셀을 형성하는 위성이 변경되어, 단말이 새로운 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.

도 10a를 참조하면, 1001 단계에서 단말은 제1 위성으로부터 셀 정보를 포함하는 동기 신호를 수신할 수 있다. 이때, 동기 신호는 상술한 SSB일 수 있으며, 제1 위성이 현재 형성하고 있는 셀의 셀 ID를 포함할 수 있다. 1002 단계에서 단말은 제1 위성과의 연결을 수립(establish)할 수 있다. 일정 시간 이후 또는 제1 위성과 단말 간 신호 세기가 일정 값 이하에 해당하는 경우, 제2 위성이 제1 위성을 대체하여, 제1 위성이 형성하고 있는 셀을 형성하는 것으로 결정될 수 있고, 1003 단계에서 제2 위성은 코어 네트워크 또는 서버(예를 들어, 위성 관리 서버)로부터 해당 셀을 형성할 것을 지시 받을 수 있다. 이 후, 1004 단계에서 제2 위성은 제1 위성이 브로드캐스트한 동기 신호와 셀 ID가 다른 동기 신호(예를 들어, SSB)를 브로드캐스트할 수 있다. 단말은 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호를 수신하고, 현재 셀을 새로운 위성인 제2 위성이 형성하게 될 것임을 확인(또는, 인지)할 수 있다. 예를 들어, 단말은 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호의 셀 ID를 확인하고, 확인된 셀 ID가 미리 결정된 셀 ID에 해당하는 경우, 현재 셀을 새로운 위성인 제2 위성이 형성하게 될 것임을 확인(또는, 인지)할 수 있고, 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호를 모니터링할 수 있다. 1005 단계에서, 단말은 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호에 기반하여 하향링크 동기 정보를 획득할 수 있다. 1006 단계에서, 셀을 형성하는 위성이 제1 위성에서 제2 위성으로 변경되는 시점에 도달하는 경우, 제1 위성은 셀 내의 단말에게 제2 위성으로 위성 연결을 변경할 것을 지시하는 메시지(예를 들어, 위성 변경 메시지, 위성 연결 변경 메시지, 또는 핸드오버 메시지)를 전송할 수 있다. 이 때, 위성 연결을 변경할 것을 지시하는 메시지는 상위 계층 메시지(예를 들어, RRC(radio resource control) 메시지)에 해당할 수 있으며, 이 경우, 메시지에는 제2 위성에 대한 정보(예를 들어, 위치, 속도, 궤도 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.), 위성 연결을 변경하는 타이밍(예를 들어, 시스템 프레임(system frame), 서브프레임(subframe), 슬롯(slot), 또는 심볼(symbol)과 같은 시간 도메인과 관련된 정보), 또는 TTA 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 또는, 위성 연결을 변경할 것을 지시하는 것은 상위 계층 메시지 및 MAC CE와 같은 제어 시그널링의 조합으로 이루어질 수 있으며, 이 경우, 메시지에는 제2 위성에 대한 정보 또는 위성 연결을 변경하는 타이밍 중 적어도 하나가 포함될 수 있고, MAC CE에는 TTA에 대한 TA 명령(timing advance command)가 포함될 수 있다. 1007 단계에서, 단말은 메시지를 통해 수신한 타이밍에서, 획득한 하향링크 동기 정보에 기반하여 제2 위성과의 하향링크 동기를 맞출 수 있다. 또한, 단말은 수신한 메시지에 TTA가 포함되어 있는 경우, TTA에 기반하여 제2 위성과의 상향링크 동기를 맞출 수 있다. 1008 단계에서, 제2 위성은 브로드캐스트하던 동기 신호를 제1 위성이 브로드캐스트하던 동기 신호와 같은 셀 ID를 갖는 동기 신호로 스위칭 할 수 있고, 제2 위성은 스위칭한 동기 신호를 브로드캐스트할 수 있다. 이후, 1009 단계에서, 단말은 새로운 위성으로의 위성 연결 변경이 완료되었음을 지시하는 메시지(예를 들어, 위성 연결 변경 완료 메시지, 위성 변경 완료 메시지, 핸드오버 완료 메시지, 또는 RRC 메시지)를 제2 위성에 전송함으로써, 제2 위성과의 연결 수립을 완료할 수 있다.

한편, 도 10a는 1001 단계 내지 1009 단계가 순차적으로 수행되는 것으로 도시되었으나, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니다. 1001 단계 내지 1009 단계 중 일부가 생략될 수 있고, 동시에 수행될 수도 있다.

또한, 도 10a는 하나의 단말과 제1 위성 및 제2 위성 간 시그널링 절차를 도시하였으나, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니다. 셀을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 해당 셀 내 적어도 하나의 단말(또는, 단말 그룹, 모든 단말)이 상술한 1001 단계 내지 1009 단계를 수행하여, 새로운 위성으로 위성 연결을 변경할 수 있다.

도 10b는 본 개시의 일 실시예에 따른 NTN에서 셀을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 단말이 새로운 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.

도 10b는 본 개시가 적용될 수 있는 차세대 이동 통신 시스템에서 NTN을 고려하는 경우, NTN에서 지상 고정 셀을 형성하는 위성이 변경되어, 단말이 새로운 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 방법을 도시한 도면이다.

도 10b를 참조하면, 1051 단계에서 단말은 제1 위성으로부터 셀 정보를 포함하는 동기 신호를 수신할 수 있다. 이때, 동기 신호는 상술한 SSB일 수 있으며, 제1 위성이 현재 형성하고 있는 셀의 셀 ID를 포함할 수 있다. 1052 단계에서 단말은 제1 위성과의 연결을 수립할 수 있다. 일정 시간 이후 또는 제1 위성과 단말 간 신호 세기가 일정 값 이하에 해당하는 경우, 제2 위성이 제1 위성을 대체하여, 제1 위성이 형성하고 있는 셀을 형성하는 것으로 결정될 수 있고, 1053 단계에서 제2 위성은 코어 네트워크 또는 서버(예를 들어, 위성 관리 서버)로부터 해당 셀을 형성할 것을 지시받을 수 있다. 이 후, 1054 단계에서 제2 위성은 제1 위성이 브로드캐스트한 동기 신호와 셀 ID가 다른 동기 신호(예를 들어, SSB)를 브로드캐스트할 수 있다. 단말은 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호를 수신하고, 현재 셀을 새로운 위성인 제2 위성이 형성하게 될 것임을 확인(또는, 인지)할 수 있다. 예를 들어, 단말은 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호의 셀 ID를 확인하고, 확인된 셀 ID가 미리 결정된 셀 ID에 해당하는 경우, 현재 셀을 새로운 위성인 제2 위성이 형성하게 될 것임을 확인(또는, 인지)할 수 있고, 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호를 모니터링할 수 있다. 1055 단계에서, 단말은 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호에 기반하여 하향링크 동기 정보를 획득할 수 있다. 1056 단계에서, 셀을 형성하는 위성이 제1 위성에서 제2 위성으로 변경되는 시점에 도달하는 경우, 제1 위성은 셀 내의 단말에게 제2 위성으로 위성 연결을 변경할 것을 지시하는 메시지(예를 들어, 위성 변경 메시지, 위성 연결 변경 메시지, 또는 핸드오버 메시지)를 전송할 수 있다. 이 때, 위성 연결을 변경할 것을 지시하는 메시지는 상위 계층 메시지(예를 들어, RRC(radio resource control) 메시지)에 해당할 수 있으며, 메시지에는 제2 위성에 대한 정보(예를 들어, 위치, 속도, 궤도 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.) 또는 위성 연결을 변경하는 타이밍(예를 들어, 시스템 프레임(system frame), 서브프레임(subframe), 슬롯(slot), 또는 심볼(symbol)과 같은 시간 도메인과 관련된 정보) 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 1057 단계에서, 획득한 하향링크 동기 정보에 기반하여 제2 위성과의 하향링크 동기를 맞출 수 있다. 또한, 단말은 수신한 메시지에 TTA가 포함되어 있지 않은 경우, 단말 또는 위성과 관련된 위치 정보(예를 들어, GPS(global positioning system) 정보, GNSS(global navigation satellite system) 정보, 위성의 위치 정보, 또는 지상국의 위치 정보)에 기반하여 TA를 획득(또는, 계산)할 수 있다. 이후, 1058 단계에서 단말은 획득한 TA에 기반하여 제2 위성과의 상향링크 동기를 맞출 수 있다. 1059 단계에서, 제2 위성은 브로드캐스트하던 동기 신호(예를 들어, SSB)를 제1 위성이 브로드캐스트하던 동기 신호와 같은 셀 ID를 갖는 동기 신호로 스위칭 할 수 있고, 제2 위성은 스위칭한 동기 신호를 브로드캐스트할 수 있다. 이후, 1060 단계에서, 단말은 새로운 위성으로의 위성 연결 변경이 완료되었음을 지시하는 메시지(예를 들어, 위성 연결 변경 완료 메시지, 위성 변경 완료 메시지, 핸드오버 완료 메시지, 또는 RRC 메시지)를 제2 위성에 전송함으로써, 제2 위성과의 연결 수립을 완료할 수 있다.

한편, 도 10b는 1051 단계 내지 1060 단계가 순차적으로 수행되는 것으로 도시되었으나, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니다. 1051 단계 내지 1060 단계 중 일부가 생략될 수 있고, 동시에 수행될 수도 있다.

또한, 도 10b는 하나의 단말과 제1 위성 및 제2 위성 간 시그널링 절차를 도시하였으나, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니다. 셀을 형성하는 위성이 변경되는 경우, 해당 셀 내 적어도 하나의 단말(또는, 단말 그룹, 모든 단말)이 상술한 1051 단계 내지 1060 단계를 수행하여, 새로운 위성으로 위성 연결을 변경할 수 있다.

또한, 셀에 대한 TTA의 사용 여부에 따라, TTA를 사용하는 경우의 시그널링 절차는 도 10a에 도시하였고, TTA를 사용하지 않는 경우의 시그널링 절차는 도 10b에 도시하였으나, 도 10a 및 도 10b는 하나의 절차로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 10a의 1006 단계에서 제1 위성으로부터 단말에 전송되는 메시지 또는 도 10b의 1056 단계에서 제1 위성으로부터 단말에 전송되는 메시지에 TTA가 포함되어 있는지 여부에 따라, 단말은 도 10a 또는 도 10b에 도시된 절차에 기반하여, 제2 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행할 수 있다.

도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 전반적인 동작을 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 1101 단계에서 단말은 현재 셀을 형성하는 위성이 브로드캐스트하는 동기 신호(예를 들어, SSB)와 다른 셀 ID를 갖는 동기 신호(예를 들어, T-SSB)의 검출(detection)을 위해 블라인드 검출을 수행할 수 있다. 예를 들어, 형성된 셀의 ID와 다른 셀 ID를 갖는 동기 신호가 검출되는지 여부를 확인할 수 있다. 이 때, 현재 셀을 형성하는 위성이 브로드캐스트하는 동기 신호는 형성된 셀 ID를 포함하며, 다른 셀 ID는 단말이 새로운 위성이 임시로 브로드캐스트하는 동기 신호임을 인지할 수 있도록 미리 결정된 값일 수 있다. 상기 미리 결정된 값은 단말에 사전에 제공될 수 있다.

1102 단계에서, 단말은 T-SSB가 검출되는지 여부를 확인할 수 있다. 만약, 다른 셀 ID를 갖는 동기 신호가 검출되는 경우, 단말은 1103 단계의 동작을 수행하며, 다른 셀 ID를 갖는 동기 신호가 검출되지 않는 경우, 단말은 1101 단계의 블라인드 검출 동작을 수행할 수 있다.

1103 단계에서, 단말은 다른 셀 ID를 갖는 동기 신호를 모니터링하고, 동기 신호로부터 하향링크 동기 정보(예를 들어, 시스템 프레임 번호, 서브 프레임 번호)를 획득할 수 있다.

1104 단계에서, 단말은 현재 셀을 형성하고 있는 위성으로부터, 위성 재설정 메시지(예를 들어, RRC 메시지와 같은 상위 계층 메시지 또는 MAC CE, DCI와 같은 제어 시그널링)을 수신할 수 있다.

1105 단계에서, 단말은 1104 단계에서 수신한 위성 재설정 메시지가 위성 연결의 변경을 지시(또는, 트리거)하는 메시지(예를 들어, 위성 변경 메시지 위성 연결 변경 메시지, 또는 핸드오버 메시지)에 해당하는지 여부를 확인할 수 있다.

만약, 단말이 수신한 위성 재설정 메시지가 위성 연결의 변경을 지시(또는, 트리거)하는 메시지(예를 들어, 위성 변경 메시지 위성 연결 변경 메시지, 또는 핸드오버 메시지)에 해당하는 경우, 1106 단계에서, 단말은 수신한 메시지에 상술한 TTA가 포함되어 있는지 여부를 확인할 수 있다.

만약, 위성 재설정 메시지에 TTA가 포함되어 있는 경우, 1107 단계에서 단말은 T-SSB를 통해 획득한 동기 정보에 기반하여 새로운 위성과의 하향링크 동기를 맞추고, TTA에 기반하여 새로운 위성과의 상향링크 동기를 맞출 수 있다.

또는, 만약, 위성 재설정 메시지에 TTA가 포함되어 있지 않은 경우, 단말은 1108 단계에서 단말 또는 위성과 관련된 위치 정보(예를 들어, GPS(global positioning system) 정보, GNSS(global navigation satellite system) 정보, 위성의 위치 정보, 궤도 정보(orbital parameter) 또는 지상국의 위치 정보)에 기반하여 TA를 획득(또는, 계산할 수 있다.) 이후, 1109 단계에서, 단말은 T-SSB를 통해 획득한 동기 정보에 기반하여 새로운 위성과의 하향링크 동기를 맞추고, 1108 단계에서 획득한 TA에 기반하여 새로운 위성과의 상향링크 동기를 맞출 수 있다.

새로운 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행한 단말은 1110 단계에서 위성 연결 변경이 완료되었음을 지시하는 메시지를 새로운 위성에 전송할 수 있다.

이후, 1111단계에서, 단말은 1110 단계에 전송한 메시지에 대한 응답 메시지(예를 들어, ACK(acknowledgement))가 수신되는지 여부를 확인할 수 있다.

만약, 1110 단계에 전송한 메시지에 대한 응답 메시지(예를 들어, ACK)가 수신되는 경우, 1112 단계에서 단말은 새로운 위성과 연결 수립을 완료할 수 있다.

또는, 1110 단계에 전송한 메시지에 대한 응답 메시지(예를 들어, ACK)가 수신되지 않는 경우, 단말은 새로운 위성과의 연결이 제대로 이루어지지 않았다고 판단하여, 단말은 1113 단계에서 새로운 위성에 대한 랜덤 액세스 절차를 개시할 수 있다.

한편, 도 11에는 1101 단계 내지 1113 단계가 순차적으로 수행되는 것으로 도시되었으나, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니다. 1101 단계 내지 1113 단계 중 일부가 생략될 수 있고, 동시에 수행될 수도 있다.

도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 셀을 형성하는 위성의 전반적인 동작을 도시한 도면이다.

보다 구체적으로, 도 12는 위성의 이동성으로 인해 셀을 형성하는 위성이 변경되는 NTN에서, 현재 셀을 형성하고 있는 기존 위성(설명의 편의를 위해 이하에서는 제1 위성으로 지칭하기로 한다.)의 전반적인 동작을 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 일정 시간 이후 또는 제1 위성과 단말 간 신호 세기가 일정 값 이하에 해당하는 경우, 제2 위성이 제1 위성을 대체하여, 제1 위성이 현재 형성하고 있는 셀을 형성하는 것으로 결정될 수 있다. 셀을 형성하는 위성이 제1 위성에서 제2 위성을 변경되는 시점에 도달하는 경우, 제1 위성은 1201 단계에서 현재 형성되어 있는 셀에 대해 TTA의 사용 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 제1 위성은 현재 형성되어 있는 셀 내 단말들 각각에 대한 실제 TA 최대 차이를 CP의 구간(CP duration)와 비교한 결과에 기반하여, TTA의 사용 여부를 확인할 수 있다. 또는, 제1 위성은 위성의 고도각을 기준 값과 비교한 결과에 기반하여, TTA의 사용 여부를 확인할 수 있다. 해당 셀에 대해 TTA의 사용 여부를 확인하는 구체적인 내용은 상술하였으므로, 여기에서는 생략하기로 한다.

1201 단계에서 해당 셀에 대해 TTA가 사용될 수 있는 것으로 확인되는 경우, 1202 단계에서 제1 위성은 해당 셀 내의 단말에 제2 위성으로 위성 연결을 변경할 것을 지시하는 메시지(예를 들어, 위성 변경 메시지, 위성 연결 변경 메시지, 또는 핸드오버 메시지)를 전송할 수 있다. 이때, 위성 연결을 변경할 것을 지시하는 메시지에 위성 연결을 변경하는 타이밍(예를 들어, 시스템 프레임(system frame), 서브프레임(subframe), 슬롯(slot), 또는 심볼(symbol)과 같은 시간 도메인과 관련된 정보) 또는 TTA 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.

또는, 1201 단계에서 해당 셀에 대해 TTA가 사용될 수 없는 것으로 확인되는 경우, 1202 단계에서 제1 위성은 해당 셀 내의 단말에 제2 위성으로 위성 연결을 변경할 것을 지시하는 메시지(예를 들어, 위성 변경 메시지, 위성 연결 변경 메시지, 또는 핸드오버 메시지)를 전송할 수 있다. 이때, 위성 연결을 변경할 것을 지시하는 메시지에 위성 연결을 변경하는 타이밍(예를 들어, 시스템 프레임(system frame), 서브프레임(subframe), 슬롯(slot), 또는 심볼(symbol)과 같은 시간 도메인과 관련된 정보)가 포함될 수 있다.

이후, 코어 네트워크 또는 서버(예를 들어, 위성 관리 서버)로부터 셀 형성 멈춤 명령을 수신한 경우, 1203 단계에서 제1 위성은 셀에 대해 스폿빔을 전송하는 동작을 중단할 수 있다.

한편, 도 12에는 1201 단계 내지 1203 단계가 순차적으로 수행되는 것으로 도시되었으나, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니다. 1201 단계 내지 1203 단계 중 일부가 생략될 수 있고, 동시에 수행될 수도 있다.

도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 셀을 형성하는 위성의 전반적인 동작을 도시한 도면이다.

보다 구체적으로, 도 13는 위성의 이동성으로 인해 셀을 형성하는 위성이 변경되는 NTN에서, 기존 위성에 의해 형성된 셀을 형성하도록 지시 받은 새로운 위성(설명의 편의를 위해 이하에서는 제2 위성으로 지칭하기로 한다.)의 전반적인 동작을 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면, 1301 단계에서, 제2 위성은 코어 네트워크 또는 서버(예를 들어, 위성 관리 서버)로부터 기존 위성에 의해 형성된 셀을 형성하도록 지시 받을 수 있다.

1302 단계에서, 제2 위성은 기존 위성이 브로드캐스트한 동기 신호(예를 들어, SSB)와 셀 ID가 다른 동기 신호(예를 들어, T-SSB)를 브로드캐스트할 수 있다. 여기에서, 제2 위성이 브로드캐스트한 동기 신호의 셀 ID는 단말이 제2 위성으로부터 브로드캐스트되는 동기 신호를 수신하고, 현재 셀을 새로운 위성인 제2 위성이 형성하게 될 것임을 확인(또는, 인지)할 수 있도록 하는 미리 결정된 값에 해당할 수 있다. 상기 미리 결정된 값은 단말에 사전에 제공될 수도 있다.

1303 단계에서, 제2 위성은 브로드캐스트한 동기 신호(예를 들어, T-SSB)에 기반하여 단말과의 하향링크 동기화를 수행하고, TTA 또는 단말이 계산한 TA에 기반하여 단말과의 상향링크 동기화를 수행할 수 있다.

1304 단계에서, 제2 위성은 브로드캐스트한 동기 신호(예를 들어, T-SSB)를 기존 위성이 브로드캐스트하던 동기 신호와 같은 셀 ID를 갖는 동기 신호로 스위칭할 수 있고, 스위칭한 동기 신호를 브로드캐스트할 수 있다.

1305 단계에서, 제2 위성은 위성 연결 변경이 완료되었음을 지시하는 메시지(예를 들어, 위성 연결 변경 완료 메시지, 위성 변경 완료 메시지 또는 핸드오버 완료 메시지)를 단말로부터 수신할 수 있으며, 단말과의 연결 수립을 완료할 수 있다.

한편, 도 13에는 1301 단계 내지 1305 단계가 순차적으로 수행되는 것으로 도시되었으나, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니다. 1301 단계 내지 1305 단계 중 일부가 생략될 수 있고, 동시에 수행될 수도 있다.

도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 도면이다.

도 14를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 단말(1400)은 송수신부(1405), 제어부(1410) 및 저장부(1415)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 개시에서 단말(1400)의 제어부(1410)는 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부(1405)는 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(1405)는 예를 들어, 본 개시의 일 실시예에 따른 위성 또는 기지국에 신호를 송신하고, 위성 또는 기지국으로부터 신호를 수신할 수 있다.

제어부(1410)은 본 개시에서 제안하는 일 실시예에 따른 단말(1400)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1410)은 상기에서 기술한 도면(또는, 순서도, 흐름도)에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다.

저장부(1415)는 송수신부(1410)을 통해 송수신되는 정보 및 제어부(1410)를 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.

도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크 엔티티의 구조를 도시한 도면이다.

본 개시에서, 네트워크 엔티티(1500)는 NTN에서의 위성을 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 위성은 NR에서의 DU 또는 CU의 기능을 수행할 수 있으며, 또는 독립적인 기지국의 기능을 수행할 수도 있다. 한편, 본 개시의 위성이 기지국의 기능을 수행하는 경우, 위성은 기지국 또는 NTN 기지국으로 지칭될 수도 있다.

도 15를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크 엔티티(1500)는 송수신부(1505), 제어부(1510) 및 저장부(1515)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 개시에서 네트워크 엔티티(1500)의 제어부(1510)는 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부(1505)는 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(1505)는 예를 들어, 본 개시의 일 실시예에 따른 단말에 신호를 송신하고, 또는 단말로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 송수신부(1505)는 위성 간 링크를 통해 다른 위성과 신호를 송수신할 수 있으며, 위성 간 멀티 홉 통신 또한 수행할 수 있다.

제어부(1510)은 본 개시에서 제안하는 일 실시예에 따른 네트워크 엔티티(1500)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1510)은 상기에서 기술한 도면(또는, 순서도, 흐름도)에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다.

저장부(1515)는 송수신부(1510)을 통해 송수신되는 정보 및 제어부(1510)를 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.

상술한 실시예들에 따르면, NTN에서 특정 셀을 형성하는 위성이 변경되더라도, 단말은 사전에 획득한 상향링크 동기화를 위한 정보 및 하향링크 동기화를 위한 정보에 기반하여 변경된 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행함으로써, 변경된 위성 연결과의 동기화를 위한 절차(예를 들어, 랜덤 액세스 절차)를 별도로 개시할 필요 없이 위성 연결을 변경할 수 있다. 이에 따라, 통신 중인 위성이 변경되더라도, 사용자의 단말은 끊김 없이 높은 통신 품질을 체감할 수 있다. 또한, 위성 변경 시 수행되는 동기화 절차를 별도로 수행할 필요가 없게 됨으로써, 단말, 위성, 코어 네트워크(core network), 서버(예를 들어, NTN 관리 서버) 등 사이의 통신 시그널의 수를 감소시킬 수 있고, 서버에서의 관리 복잡도를 감소시킬 수 있고, 단말의 전력 소모량도 감소시킬 수 있다.

본 개시에서 제안하는 방법들은 발명의 본질을 해치지 않는 범위 내에서 각 실시예에 포함된 내용의 일부 또는 전부가 조합되어 실행될 수도 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 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 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 개시의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

또한, 본 명세서와 도면에는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 개시의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims

NTN(non-terrestrial network)에서 단말의 방법에 있어서,
상기 단말이 위치한 셀을 형성하는 제1 위성으로부터, 제1 셀 ID와 연관된 동기 신호를 수신하는 단계;
제2 위성으로부터, 제2 셀 ID와 연관된 동기 신호를 수신하는 단계;
상기 제1 위성으로부터, 상기 셀을 형성하는 위성의 변경을 지시하는 메시지를 수신하는 단계;
상기 메시지에 응답하여, 상기 제2 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 단계를 포함하며,
상기 메시지에 TA(timing advance)에 대한 정보가 포함되어 있는 경우, 상기 상향링크 동기화는 상기 TA에 기반하여 수행되며,
상기 하향링크 동기화는 상기 제2 셀 ID와 연관된 동기 신호에 기반하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 메시지에 상기 TA에 대한 정보가 포함되어 있지 않은 경우, 상기 상향링크 동기화는 상기 단말, 상기 제1 위성 또는 상기 제2 위성 중 적어도 하나와 연관된 위치 정보에 따라 획득된 TA에 기반하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 메시지에 상기 TA에 대한 정보가 포함되는지 여부는 상기 제1 위성 또는 상기 제2 위성의 고도각에 대한 정보에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 위성과의 상기 상향링크 동기화 및 상기 하향링크 동기화가 완료된 경우, 위성 변경의 완료를 지시하는 메시지를 상기 제2 위성에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 제2 위성으로부터, 상기 제1 셀 ID와 연관된 제3 동기 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
NTN(non-terrestrial network)에서 제1 위성의 방법에 있어서,
상기 제1 위성이 형성한 셀 내 단말에 상기 셀의 제1 셀 ID와 연관된 동기 신호를 전송하는 단계; 및
제2 위성이 상기 셀을 형성할 것으로 결정되는 경우, 상기 셀을 형성하는 위성의 변경을 지시하는 메시지를 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하며,
상기 메시지에 TA(timing advance)에 대한 정보가 포함되는지 여부는 상기 제1 위성 또는 상기 제2 위성의 고도각에 대한 정보에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 메시지에 상기 TA에 대한 정보가 포함되어 있는 경우, 상기 TA에 기반하여 상기 단말과 상기 제2 위성 간 상향링크 동기화가 수행되며,
상기 메시지에 상기 TA에 대한 정보가 포함되어 있지 않은 경우, 상기 단말, 상기 제1 위성 또는 상기 제2 위성 중 적어도 하나와 연관된 위치 정보에 따라 획득된 TA에 기반하여 상기 단말과 상기 제2 위성 간 상기 상향링크 동기화가 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
NTN(non-terrestrial network)에서 제2 위성의 방법에 있어서,
상기 제2 위성이 제1 위성이 형성한 셀을 형성할 것으로 결정되는 경우, 상기 셀의 제1 셀 ID와 상이한 제2 셀 ID와 연관된 동기 신호를 상기 셀 내 단말에 전송하는 단계;
상기 단말과 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 단계; 및
상기 상향링크 동기화 및 상기 하향링크 동기화가 완료된 경우, 상기 제1 셀 ID와 연관된 동기 신호를 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 상향링크 동기화는 상기 셀을 형성하는 위성의 변경을 지시하는 메시지에 포함된 제1 TA(timing advance) 또는 상기 단말, 상기 제1 위성 또는 상기 제2 위성 중 적어도 하나와 연관된 위치 정보에 따라 획득된 제2 TA에 기반하여 수행되며,
상기 하향링크 동기화는 상기 제2 셀 ID와 연관된 동기 신호에 기반하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 셀을 형성하는 위성의 변경을 지시하는 메시지에 상기 제1 TA에 대한 정보가 포함되어 있는 경우, 상기 상향링크 동기화는 상기 제1 TA에 기반하여 수행되고,
상기 셀을 형성하는 위성의 변경을 지시하는 메시지에 상기 제1 TA에 대한 정보가 포함되어 있지 않은 경우, 상기 상향링크 동기화는 상기 제2 TA에 기반하여 수행되며,
상기 셀을 형성하는 위성의 변경을 지시하는 메시지에 상기 제1 TA에 대한 정보가 포함되는지 여부는 상기 제1 위성 또는 상기 제2 위성의 고도각에 대한 정보에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
NTN(non-terrestrial network)의 단말에 있어서,
송수신부; 및
상기 송수신부와 연결되고, 상기 단말이 위치한 셀을 형성하는 제1 위성으로부터, 제1 셀 ID와 연관된 동기 신호를 상기 송수신부를 통해 수신하고,
제2 위성으로부터, 제2 셀 ID와 연관된 동기 신호를 상기 송수신부를 통해 수신하고,
상기 제1 위성으로부터, 상기 셀을 형성하는 위성의 변경을 지시하는 메시지를 상기 송수신부를 통해 수신하고,
상기 메시지에 응답하여, 상기 제2 위성과의 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하는 제어부를 포함하며,
상기 메시지에 TA(timing advance)에 대한 정보가 포함되어 있는 경우, 상기 상향링크 동기화는 상기 TA에 기반하여 수행되며,
상기 하향링크 동기화는 상기 제2 셀 ID와 연관된 동기 신호에 기반하여 수행되는 것을 특징으로 하는 단말.
제11항에 있어서,
상기 메시지에 상기 TA에 대한 정보가 포함되어 있지 않은 경우, 상기 상향링크 동기화는 상기 단말, 상기 제1 위성 또는 상기 제2 위성 중 적어도 하나와 연관된 위치 정보에 따라 획득된 TA에 기반하여 수행되는 것을 특징으로 하는 단말.
제11항에 있어서,
상기 메시지에 상기 TA에 대한 정보가 포함되는지 여부는 상기 제1 위성 또는 상기 제2 위성의 고도각에 대한 정보에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 단말.
제11항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제2 위성과의 상기 상향링크 동기화 및 상기 하향링크 동기화가 완료된 경우, 위성 변경의 완료를 지시하는 메시지를 상기 송수신부를 통해 상기 제2 위성에 전송하는 것을 특징으로 하는 단말.
제14항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제2 위성으로부터, 상기 제1 셀 ID와 연관된 동기 신호를 상기 송수신부를 통해 수신하는 것을 특징으로 하는 단말.
NTN(non-terrestrial network)의 제1 위성에 있어서,
송수신부; 및
상기 송수신부와 연결되고, 상기 제1 위성이 형성한 셀 내 단말에 상기 셀의 제1 셀 ID와 연관된 동기 신호를 상기 송수신부를 통해 전송하고,
제2 위성이 상기 셀을 형성할 것으로 결정되는 경우, 상기 셀을 형성하는 위성의 변경을 지시하는 메시지를 상기 송수신부를 통해 상기 단말에 전송하는 제어부를 포함하며,
상기 메시지에 TA(timing advance)에 대한 정보가 포함되는지 여부는 상기 제1 위성 또는 상기 제2 위성의 고도각에 대한 정보에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 제1 위성.
제16항에 있어서,
상기 메시지에 상기 TA에 대한 정보가 포함되어 있는 경우, 상기 TA에 기반하여 상기 단말과 상기 제2 위성 간 상향링크 동기화가 수행되며,
상기 메시지에 상기 TA에 대한 정보가 포함되어 있지 않은 경우, 상기 단말, 상기 제1 위성 또는 상기 제2 위성 중 적어도 하나와 연관된 위치 정보에 따라 획득된 TA에 기반하여 상기 단말과 상기 제2 위성 간 상기 상향링크 동기화가 수행되는 것을 특징으로 하는 제1 위성.
NTN(non-terrestrial network)의 제2 위성에 있어서,
송수신부; 및
상기 송수신부와 연결되고, 상기 제2 위성이 제1 위성이 형성한 셀을 형성할 것으로 결정되는 경우, 상기 셀의 제1 셀 ID와 상이한 제2 셀 ID와 연관된 동기 신호를 상기 송수신부를 통해 상기 셀 내 단말에 전송하고,
상기 단말과 상향링크 동기화 및 하향링크 동기화를 수행하고,
상기 상향링크 동기화 및 상기 하향링크 동기화가 완료된 경우, 상기 제1 셀 ID 와 연관된 동기 신호를 상기 송수신부를 통해 상기 단말에 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제2 위성.
제18항에 있어서,
상기 상향링크 동기화는 상기 셀을 형성하는 위성의 변경을 지시하는 메시지에 포함된 제1 TA(timing advance) 또는 상기 단말, 상기 제1 위성 또는 상기 제2 위성 중 적어도 하나와 연관된 위치 정보에 따라 획득된 제2 TA에 기반하여 수행되며,
상기 하향링크 동기화는 상기 제2 셀 ID와 연관된 동기 신호에 기반하여 수행되는 것을 특징으로 하는 제2 위성.
제19항에 있어서,
상기 셀을 형성하는 위성의 변경을 지시하는 메시지에 상기 제1 TA에 대한 정보가 포함되어 있는 경우, 상기 상향링크 동기화는 상기 제1 TA에 기반하여 수행되고,
상기 셀을 형성하는 위성의 변경을 지시하는 메시지에 상기 제1 TA에 대한 정보가 포함되어 있지 않은 경우, 상기 상향링크 동기화는 상기 제2 TA에 기반하여 수행되며,
상기 셀을 형성하는 위성의 변경을 지시하는 메시지에 상기 제1 TA에 대한 정보가 포함되는지 여부는 상기 제1 위성 또는 상기 제2 위성의 고도각에 대한 정보에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 제2 위성.