KR20230042206A - 무선 통신 시스템에서 다중 안테나를 이용하여 신호를 송신 및 수신하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말 및 기지국의 동작 방법 및 이를 지원하는 장치를 개시한다. 무선 통신 시스템에서 제1 장치의 동작 방법은, 제2 장치에게 파일럿 신호를 송신하는 단계, 상기 파일럿 신호에 기반하여 생성된 채널 정보에 기반하여 적어도 하나의 부호화율 및 변조 차수를 결정하는 단계, 상기 적어도 하나의 부호화율 및 변조 차수에 따라 전송 블록을 채널 코딩하는 단계, 및 상기 채널 코딩된 전송 블록 중 제1 부분에 기반하여 결정된 송신 안테나 조합을 통해, 상기 전송 블록 중 제2 부분에 기반하여 생성된 적어도 하나의 변조 심볼을 제2 장치에게 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 무선 통신 시스템에서 다중 안테나(multiple antennas)를 이용하여 신호를 송신 및 수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 접속 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 접속 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
특히, 많은 통신 기기들이 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존 RAT(radio access technology)에 비해 향상된 모바일 브로드밴드(enhanced mobile broadband, eMBB) 통신 기술이 제안되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 mMTC(massive machine type communications) 뿐만 아니라 신뢰성(reliability) 및 지연(latency) 민감한 서비스/UE(user equipment)를 고려한 통신 시스템이 제안되고 있다. 이를 위한 다양한 기술 구성들이 제안되고 있다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 다중 안테나(multiple antennas)를 이용하여 신호를 보다 효율적으로 송신 및 수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 GSM(generalized spatial modulation) 기법을 AMC(adaptive modulation and coding)과 함께 사용하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 GSM(generalized spatial modulation) 기법을 HARQ(hybrid automatic repeat and request) 기법과 함께 사용하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 개시의 실시 예들로부터 본 개시의 기술 구성이 적용되는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
본 개시의 일 예로서, 무선 통신 시스템에서 제1 장치의 동작 방법은, 제2 장치에게 파일럿 신호를 송신하는 단계, 상기 파일럿 신호에 기반하여 생성된 채널 정보에 기반하여 적어도 하나의 부호화율 및 변조 차수를 결정하는 단계, 상기 적어도 하나의 부호화율 및 변조 차수에 따라 전송 블록을 채널 코딩하는 단계, 및 상기 채널 코딩된 전송 블록 중 제1 부분에 기반하여 결정된 송신 안테나 조합을 통해, 상기 전송 블록 중 제2 부분에 기반하여 생성된 적어도 하나의 변조 심볼을 제2 장치에게 송신하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 채널 정보는, TAC(transmit antenna combination)에 대한 제1 채널 품질에 관련된 제1 정보, 변조 심볼들에 대한 제2 채널 품질에 관련된 제2 정보, 연집 오류(burst error)의 영향을 반영한 변조 심볼들에 대한 제3 채널 품질에 관련된 제3 정보를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 예로서, 무선 통신 시스템에서 제2 장치의 동작 방법은, 제1 장치로부터 파일럿 신호를 수신하는 단계, 상기 파일럿 신호에 기반하여 채널 정보를 생성하는 단계, 및 상기 채널 정보에 기반하여 결정된 적어도 하나의 부호화율 및 변조 차수에 따라 채널 코딩된 전송 블록을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 채널 정보는, TAC(transmit antenna combination)에 대한 제1 채널 품질에 관련된 제1 정보, 변조 심볼들에 대한 제2 채널 품질에 관련된 제2 정보, 연집 오류(burst error)의 영향을 반영한 변조 심볼들에 대한 제3 채널 품질에 관련된 제3 정보를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 예로서, 무선 통신 시스템에서 제1 장치는, 송수신기 및 상기 송수신기와 연결된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는, 제2 장치에게 파일럿 신호를 송신하고, 상기 파일럿 신호에 기반하여 생성된 채널 정보에 기반하여 적어도 하나의 부호화율 및 변조 차수를 결정하고, 상기 적어도 하나의 부호화율 및 변조 차수에 따라 전송 블록을 채널 코딩하고, 및 상기 채널 코딩된 전송 블록 중 제1 부분에 기반하여 결정된 송신 안테나 조합을 통해, 상기 전송 블록 중 제2 부분에 기반하여 생성된 적어도 하나의 변조 심볼을 제2 장치에게 송신할 수 있다. 여기서, 상기 채널 정보는, TAC(transmit antenna combination)에 대한 제1 채널 품질에 관련된 제1 정보, 변조 심볼들에 대한 제2 채널 품질에 관련된 제2 정보, 연집 오류(burst error)의 영향을 반영한 변조 심볼들에 대한 제3 채널 품질에 관련된 제3 정보를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 예로서, 무선 통신 시스템에서 제2 장치는, 송수신기 및 상기 송수신기와 연결된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는, 제1 장치로부터 파일럿 신호를 수신하고, 상기 파일럿 신호에 기반하여 채널 정보를 생성하고, 및 상기 채널 정보에 기반하여 결정된 적어도 하나의 부호화율 및 변조 차수에 따라 채널 코딩된 전송 블록을 수신할 수 있다. 여기서, 상기 채널 정보는, TAC(transmit antenna combination)에 대한 제1 채널 품질에 관련된 제1 정보, 변조 심볼들에 대한 제2 채널 품질에 관련된 제2 정보, 연집 오류(burst error)의 영향을 반영한 변조 심볼들에 대한 제3 채널 품질에 관련된 제3 정보를 포함할 수 있다.
상술한 본 개시의 양태들은 본 개시의 바람직한 실시 예들 중 일부에 불과하며, 본 개시의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시 예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 개시의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 개시에 기초한 실시 예들에 의해 하기와 같은 효과가 있을 수 있다.
본 개시에 따르면, 무선 통신 시스템에서 GSM(generalized spatial modulation) 기법 사용 시 오류 발생이 감소될 수 있다.
본 개시의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 개시의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 개시의 기술 구성이 적용되는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 개시에서 서술하는 구성을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 개시의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 개시에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 개시에 대한 실시 예들을 제공할 수 있다. 다만, 본 개시의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미할 수 있다.
도 1은 본 개시에 적용되는 통신 시스템 예시를 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시에 적용될 수 있는 무선 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시에 적용되는 무선 기기의 다른 예시를 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시에 적용되는 휴대 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량의 예시를 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시에 적용되는 이동체의 예시를 도시한 도면이다.
도 7은 본 개시에 적용되는 XR 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 8은 본 개시에 적용되는 로봇의 예시를 도시한 도면이다.
도 9는 본 개시에 적용되는 AI(artificial intelligence) 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 10은 본 개시에 적용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 도시한 도면이다.
도 11은 본 개시에 적용되는 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 제어평면(control plane) 및 사용자 평면(user plane) 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 본 개시에 적용되는 전송 신호를 처리하는 방법을 도시한 도면이다.
도 13은 본 개시에 적용 가능한 무선 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 14는 본 개시에 적용 가능한 슬롯 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 본 개시에 적용 가능한 6G 시스템에서 제공 가능한 통신 구조의 일례를 도시한 도면이다.
도 16은 본 개시에 적용 가능한 전자기 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 17은 본 개시에 적용 가능한 THz 통신 방법을 도시한 도면이다.
도 18은 본 개시에 적용 가능한 THz 무선 통신 송수신기를 도시한 도면이다.
도 19는 본 개시에 적용 가능한 THz 신호 생성 방법을 도시한 도면이다.
도 20은 본 개시에 적용 가능한 무선 통신 송수신기를 도시한 도면이다.
도 21은 본 개시에 적용 가능한 송신기 구조를 도시한 도면이다.
도 22는 본 개시에 적용 가능한 변조기 구조를 도시한 도면이다.
도 23은 본 개시에 적용 가능한 GSM(generalized spatial modulation) 기법을 사용하는 송신기 및 수신기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 24는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 신호를 송신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 25는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 신호를 수신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 26a는 본 개시에 적용 가능한 GSM 기법을 사용하는 송신기의 채널 품질을 이용하기 위한 구조를 나타낸 도면이다.
도 26b는 본 개시에 적용 가능한 GSM 기법을 사용하는 수신기의 채널 품질을 피드백하기 위한 구조를 나타낸 도면이다.
도 27은 본 개시에 적용 가능한 기지국 및 단말에서 하향링크 통신을 위한 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 28은 본 개시에 적용 가능한 기지국 및 단말에서 상향링크 통신을 위한 절차의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 29는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 전송 블록의 크기를 결정하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 30a는 본 개시에 적용 가능한 제1 코드 블록(code block, CB) 할당 방식을 위한 송신기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 30b는 본 개시에 적용 가능한 제1 코드 블록 할당 방식을 위한 수신기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 31은 본 개시에 적용 가능한 장치에서 제1 코드 블록 할당 방식에 따라 신호를 송신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 32는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 제1 코드 블록 할당 방식에 따라 신호를 수신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 33a는 본 개시에 적용 가능한 제2 코드 블록 할당 방식을 위한 송신기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 33b는 본 개시에 적용 가능한 제2 코드 블록 할당 방식을 위한 수신기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 34는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 제2 코드 블록 할당 방식에 따라 신호를 송신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 35는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 제2 코드 블록 할당 방식에 따라 신호를 수신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 36a는 본 개시에 적용 가능한 GSM 기법을 사용하는 송신기의 제1 코드 블록 할당 방식에 따라 데이터를 재전송하기 위한 구조를 나타낸 도면이다.
도 36b는 본 개시에 적용 가능한 GSM 기법을 사용하는 수신기의 제1 코드 블록 할당 방식에 따라 재전송된 데이터를 수신하기 위한 구조를 나타낸 도면이다.
도 1은 본 개시에 적용되는 통신 시스템 예시를 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시에 적용될 수 있는 무선 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시에 적용되는 무선 기기의 다른 예시를 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시에 적용되는 휴대 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량의 예시를 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시에 적용되는 이동체의 예시를 도시한 도면이다.
도 7은 본 개시에 적용되는 XR 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 8은 본 개시에 적용되는 로봇의 예시를 도시한 도면이다.
도 9는 본 개시에 적용되는 AI(artificial intelligence) 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 10은 본 개시에 적용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 도시한 도면이다.
도 11은 본 개시에 적용되는 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 제어평면(control plane) 및 사용자 평면(user plane) 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 본 개시에 적용되는 전송 신호를 처리하는 방법을 도시한 도면이다.
도 13은 본 개시에 적용 가능한 무선 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 14는 본 개시에 적용 가능한 슬롯 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 본 개시에 적용 가능한 6G 시스템에서 제공 가능한 통신 구조의 일례를 도시한 도면이다.
도 16은 본 개시에 적용 가능한 전자기 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 17은 본 개시에 적용 가능한 THz 통신 방법을 도시한 도면이다.
도 18은 본 개시에 적용 가능한 THz 무선 통신 송수신기를 도시한 도면이다.
도 19는 본 개시에 적용 가능한 THz 신호 생성 방법을 도시한 도면이다.
도 20은 본 개시에 적용 가능한 무선 통신 송수신기를 도시한 도면이다.
도 21은 본 개시에 적용 가능한 송신기 구조를 도시한 도면이다.
도 22는 본 개시에 적용 가능한 변조기 구조를 도시한 도면이다.
도 23은 본 개시에 적용 가능한 GSM(generalized spatial modulation) 기법을 사용하는 송신기 및 수신기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 24는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 신호를 송신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 25는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 신호를 수신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 26a는 본 개시에 적용 가능한 GSM 기법을 사용하는 송신기의 채널 품질을 이용하기 위한 구조를 나타낸 도면이다.
도 26b는 본 개시에 적용 가능한 GSM 기법을 사용하는 수신기의 채널 품질을 피드백하기 위한 구조를 나타낸 도면이다.
도 27은 본 개시에 적용 가능한 기지국 및 단말에서 하향링크 통신을 위한 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 28은 본 개시에 적용 가능한 기지국 및 단말에서 상향링크 통신을 위한 절차의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 29는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 전송 블록의 크기를 결정하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 30a는 본 개시에 적용 가능한 제1 코드 블록(code block, CB) 할당 방식을 위한 송신기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 30b는 본 개시에 적용 가능한 제1 코드 블록 할당 방식을 위한 수신기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 31은 본 개시에 적용 가능한 장치에서 제1 코드 블록 할당 방식에 따라 신호를 송신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 32는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 제1 코드 블록 할당 방식에 따라 신호를 수신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 33a는 본 개시에 적용 가능한 제2 코드 블록 할당 방식을 위한 송신기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 33b는 본 개시에 적용 가능한 제2 코드 블록 할당 방식을 위한 수신기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 34는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 제2 코드 블록 할당 방식에 따라 신호를 송신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 35는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 제2 코드 블록 할당 방식에 따라 신호를 수신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 36a는 본 개시에 적용 가능한 GSM 기법을 사용하는 송신기의 제1 코드 블록 할당 방식에 따라 데이터를 재전송하기 위한 구조를 나타낸 도면이다.
도 36b는 본 개시에 적용 가능한 GSM 기법을 사용하는 수신기의 제1 코드 블록 할당 방식에 따라 재전송된 데이터를 수신하기 위한 구조를 나타낸 도면이다.
이하의 실시 예들은 본 개시의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 개시의 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 개시의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 개시의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 개시를 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 본 개시의 실시 예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(eNode B), gNB(gNode B), ng-eNB, 발전된 기지국(advanced base station, ABS) 또는 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예들에서 단말(terminal)은 사용자 기기(user equipment, UE), 이동국(mobile station, MS), 가입자국(subscriber station, SS), 이동 가입자 단말(mobile subscriber station, MSS), 이동 단말(mobile terminal) 또는 발전된 이동 단말(advanced mobile station, AMS) 등의 용어로 대체될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크의 경우, 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크의 경우, 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
본 개시의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템, 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템, 3GPP 5G(5th generation) NR(New Radio) 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있으며, 특히, 본 개시의 실시 예들은 3GPP TS(technical specification) 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP TS 38.213, 3GPP TS 38.321 및 3GPP TS 38.331 문서들에 의해 뒷받침 될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예들은 다른 무선 접속 시스템에도 적용될 수 있으며, 상술한 시스템으로 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 3GPP 5G NR 시스템 이후에 적용되는 시스템에 대해서도 적용 가능할 수 있으며, 특정 시스템에 한정되지 않는다.
즉, 본 개시의 실시 예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
이하, 본 개시에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 개시의 예시적인 실시 형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 개시의 기술 구성이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
또한, 본 개시의 실시 예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 개시의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 적용될 수 있다.
이하 설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP 통신 시스템(예, LTE, NR 등)을 기반으로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. LTE는 3GPP TS 36.xxx Release 8 이후의 기술을 의미할 수 있다. 세부적으로, 3GPP TS 36.xxx Release 10 이후의 LTE 기술은 LTE-A로 지칭되고, 3GPP TS 36.xxx Release 13 이후의 LTE 기술은 LTE-A pro로 지칭될 수 있다. 3GPP NR은 TS 38.xxx Release 15 이후의 기술을 의미할 수 있다. 3GPP 6G는 TS Release 17 및/또는 Release 18 이후의 기술을 의미할 수 있다. "xxx"는 표준 문서 세부 번호를 의미한다. LTE/NR/6G는 3GPP 시스템으로 통칭될 수 있다.
본 개시에 사용된 배경기술, 용어, 약어 등에 관해서는 본 발명 이전에 공개된 표준 문서에 기재된 사항을 참조할 수 있다. 일 예로, 36.xxx 및 38.xxx 표준 문서를 참조할 수 있다.
본 개시에 적용 가능한 통신 시스템
이로 제한되는 것은 아니지만, 본 문서에 개시된 본 개시의 다양한 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 기기들 간에 무선 통신/연결(예, 5G)을 필요로 하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 예시한다. 이하의 도면/설명에서 동일한 도면 부호는 다르게 기술하지 않는 한, 동일하거나 대응되는 하드웨어 블록, 소프트웨어 블록 또는 기능 블록을 예시할 수 있다.
도 1은 본 개시에 적용되는 통신 시스템 예시를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 개시에 적용되는 통신 시스템(100)은 무선 기기, 기지국 및 네트워크를 포함한다. 여기서, 무선 기기는 무선 접속 기술(예, 5G NR, LTE)을 이용하여 통신을 수행하는 기기를 의미하며, 통신/무선/5G 기기로 지칭될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(100a), 차량(100b-1, 100b-2), XR(extended reality) 기기(100c), 휴대 기기(hand-held device)(100d), 가전(home appliance)(100e), IoT(Internet of Thing) 기기(100f), AI(artificial intelligence) 기기/서버(100g)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 무선 통신 기능이 구비된 차량, 자율 주행 차량, 차량간 통신을 수행할 수 있는 차량 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량(100b-1, 100b-2)은 UAV(unmanned aerial vehicle)(예, 드론)를 포함할 수 있다. XR 기기(100c)는 AR(augmented reality)/VR(virtual reality)/MR(mixed reality) 기기를 포함하며, HMD(head-mounted device), 차량에 구비된 HUD(head-up display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대 기기(100d)는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 컴퓨터(예, 노트북 등) 등을 포함할 수 있다. 가전(100e)은 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함할 수 있다. IoT 기기(100f)는 센서, 스마트 미터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국(120), 네트워크(130)는 무선 기기로도 구현될 수 있으며, 특정 무선 기기(120a)는 다른 무선 기기에게 기지국/네트워크 노드로 동작할 수도 있다.
무선 기기(100a~100f)는 기지국(120)을 통해 네트워크(130)와 연결될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)에는 AI 기술이 적용될 수 있으며, 무선 기기(100a~100f)는 네트워크(130)를 통해 AI 서버(100g)와 연결될 수 있다. 네트워크(130)는 3G 네트워크, 4G(예, LTE) 네트워크 또는 5G(예, NR) 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)는 기지국(120)/네트워크(130)를 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국(120)/네트워크(130)를 통하지 않고 직접 통신(예, 사이드링크 통신(sidelink communication))할 수도 있다. 예를 들어, 차량들(100b-1, 100b-2)은 직접 통신(예, V2V(vehicle to vehicle)/V2X(vehicle to everything) communication)을 할 수 있다. 또한, IoT 기기(100f)(예, 센서)는 다른 IoT 기기(예, 센서) 또는 다른 무선 기기(100a~100f)와 직접 통신을 할 수 있다.
무선 기기(100a~100f)/기지국(120), 기지국(120)/기지국(120) 간에는 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)이 이뤄질 수 있다. 여기서, 무선 통신/연결은 상향/하향링크 통신(150a)과 사이드링크 통신(150b)(또는, D2D 통신), 기지국간 통신(150c)(예, relay, IAB(integrated access backhaul))과 같은 다양한 무선 접속 기술(예, 5G NR)을 통해 이뤄질 수 있다. 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)을 통해 무선 기기와 기지국/무선 기기, 기지국과 기지국은 서로 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 송신/수신할 수 있다. 이를 위해, 본 개시의 다양한 제안들에 기반하여, 무선 신호의 송신/수신을 위한 다양한 구성정보 설정 과정, 다양한 신호 처리 과정(예, 채널 인코딩/디코딩, 변조/복조, 자원 매핑/디매핑 등), 자원 할당 과정 등 중 적어도 일부가 수행될 수 있다.
본 개시에 적용 가능한 무선 기기
도 2는 본 개시에 적용될 수 있는 무선 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 무선 기기(200a)와 제2 무선 기기(200b)는 다양한 무선 접속 기술(예, LTE, NR)을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, {제1 무선 기기(200a), 제2 무선 기기(200b)}은 도 1의 {무선 기기(100x), 기지국(120)} 및/또는 {무선 기기(100x), 무선 기기(100x)}에 대응할 수 있다.
제1 무선 기기(200a)는 하나 이상의 프로세서(202a) 및 하나 이상의 메모리(204a)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206a) 및/또는 하나 이상의 안테나(208a)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(202a)는 메모리(204a) 및/또는 송수신기(206a)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202a)는 메모리(204a) 내의 정보를 처리하여 제1 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206a)을 통해 제1 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202a)는 송수신기(206a)를 통해 제2 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제2 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204a)에 저장할 수 있다. 메모리(204a)는 프로세서(202a)와 연결될 수 있고, 프로세서(202a)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204a)는 프로세서(202a)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202a)와 메모리(204a)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206a)는 프로세서(202a)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208a)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206a)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(206a)는 RF(radio frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 본 개시에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
제2 무선 기기(200b)는 하나 이상의 프로세서(202b), 하나 이상의 메모리(204b)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206b) 및/또는 하나 이상의 안테나(208b)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(202b)는 메모리(204b) 및/또는 송수신기(206b)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202b)는 메모리(204b) 내의 정보를 처리하여 제3 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206b)를 통해 제3 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202b)는 송수신기(206b)를 통해 제4 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제4 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204b)에 저장할 수 있다. 메모리(204b)는 프로세서(202b)와 연결될 수 있고, 프로세서(202b)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204b)는 프로세서(202b)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202b)와 메모리(204b)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206b)는 프로세서(202b)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208b)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206b)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다 송수신기(206b)는 RF 유닛과 혼용될 수 있다. 본 개시에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
이하, 무선 기기(200a, 200b)의 하드웨어 요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 하나 이상의 프로토콜 계층이 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 계층(예, PHY(physical), MAC(media access control), RLC(radio link control), PDCP(packet data convergence protocol), RRC(radio resource control), SDAP(service data adaptation protocol)와 같은 기능적 계층)을 구현할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 하나 이상의 PDU(Protocol Data Unit) 및/또는 하나 이상의 SDU(service data unit)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 본 문서에 개시된 기능, 절차, 제안 및/또는 방법에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 포함하는 신호(예, 베이스밴드 신호)를 생성하여, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)에게 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)로부터 신호(예, 베이스밴드 신호)를 수신할 수 있고, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 획득할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 ASIC(application specific integrated circuit), 하나 이상의 DSP(digital signal processor), 하나 이상의 DSPD(digital signal processing device), 하나 이상의 PLD(programmable logic device) 또는 하나 이상의 FPGA(field programmable gate arrays)가 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 포함될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있고, 펌웨어 또는 소프트웨어는 모듈, 절차, 기능 등을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 수행하도록 설정된 펌웨어 또는 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 포함되거나, 하나 이상의 메모리(204a, 204b)에 저장되어 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 의해 구동될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 코드, 명령어 및/또는 명령어의 집합 형태로 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다.
하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)와 연결될 수 있고, 다양한 형태의 데이터, 신호, 메시지, 정보, 프로그램, 코드, 지시 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 ROM(read only memory), RAM(random access memory), EPROM(erasable programmable read only memory), 플래시 메모리, 하드 드라이브, 레지스터, 캐쉬 메모리, 컴퓨터 판독 저장 매체 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 유선 또는 무선 연결과 같은 다양한 기술을 통해 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)와 연결될 수 있다.
하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 다른 장치에게 본 문서의 방법들 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 전송할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 다른 장치로부터 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)와 연결될 수 있고, 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)가 하나 이상의 다른 장치에게 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)가 하나 이상의 다른 장치로부터 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 안테나(208a, 208b)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 안테나(208a, 208b)를 통해 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 송수신하도록 설정될 수 있다. 본 문서에서, 하나 이상의 안테나는 복수의 물리 안테나이거나, 복수의 논리 안테나(예, 안테나 포트)일 수 있다. 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 수신된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)를 이용하여 처리하기 위해, 수신된 무선 신호/채널 등을 RF 밴드 신호에서 베이스밴드 신호로 변환(Convert)할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)를 이용하여 처리된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 베이스밴드 신호에서 RF 밴드 신호로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 (아날로그) 오실레이터 및/또는 필터를 포함할 수 있다.
본 개시에 적용 가능한 무선 기기 구조
도 3은 본 개시에 적용되는 무선 기기의 다른 예시를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 무선 기기(300)는 도 2의 무선 기기(200a, 200b)에 대응하며, 다양한 요소(element), 성분(component), 유닛/부(unit), 및/또는 모듈(module)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(300)는 통신부(310), 제어부(320), 메모리부(330) 및 추가 요소(340)를 포함할 수 있다. 통신부는 통신 회로(312) 및 송수신기(들)(314)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(312)는 도 2의 하나 이상의 프로세서(202a, 202b) 및/또는 하나 이상의 메모리(204a, 204b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(314)는 도 2의 하나 이상의 송수신기(206a, 206b) 및/또는 하나 이상의 안테나(208a, 208b)을 포함할 수 있다. 제어부(320)는 통신부(310), 메모리부(330) 및 추가 요소(340)와 전기적으로 연결되며 무선 기기의 제반 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(320)는 메모리부(330)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보에 기반하여 무선 기기의 전기적/기계적 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(320)는 메모리부(330)에 저장된 정보를 통신부(310)을 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로 무선/유선 인터페이스를 통해 전송하거나, 통신부(310)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로부터 무선/유선 인터페이스를 통해 수신된 정보를 메모리부(330)에 저장할 수 있다.
추가 요소(340)는 무선 기기의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가 요소(340)는 파워 유닛/배터리, 입출력부(input/output unit), 구동부 및 컴퓨팅부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기(300)는 로봇(도 1, 100a), 차량(도 1, 100b-1, 100b-2), XR 기기(도 1, 100c), 휴대 기기(도 1, 100d), 가전(도 1, 100e), IoT 기기(도 1, 100f), 디지털 방송용 단말, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, AI 서버/기기(도 1, 140), 기지국(도 1, 120), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.
도 3에서 무선 기기(300) 내의 다양한 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 전체가 유선 인터페이스를 통해 상호 연결되거나, 적어도 일부가 통신부(310)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(300) 내에서 제어부(320)와 통신부(310)는 유선으로 연결되며, 제어부(320)와 제1 유닛(예, 130, 140)은 통신부(310)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 무선 기기(300) 내의 각 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(320)는 하나 이상의 프로세서 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(320)는 통신 제어 프로세서, 어플리케이션 프로세서(application processor), ECU(electronic control unit), 그래픽 처리 프로세서, 메모리 제어 프로세서 등의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리부(330)는 RAM, DRAM(dynamic RAM), ROM, 플래시 메모리(flash memory), 휘발성 메모리(volatile memory), 비-휘발성 메모리(non-volatile memory) 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
본 개시가 적용 가능한 휴대 기기
도 4는 본 개시에 적용되는 휴대 기기의 예시를 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시에 적용되는 휴대 기기를 예시한다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 휴대용 컴퓨터(예, 노트북 등)을 포함할 수 있다. 휴대 기기는 MS(mobile station), UT(user terminal), MSS(mobile subscriber station), SS(subscriber station), AMS(advanced mobile station) 또는 WT(wireless terminal)로 지칭될 수 있다.
도 4를 참조하면, 휴대 기기(400)는 안테나부(408), 통신부(410), 제어부(420), 메모리부(430), 전원공급부(440a), 인터페이스부(440b) 및 입출력부(440c)를 포함할 수 있다. 안테나부(408)는 통신부(410)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 410~430/440a~440c는 각각 도 3의 블록 310~330/340에 대응한다.
통신부(410)는 다른 무선 기기, 기지국들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(420)는 휴대 기기(400)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(420)는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 메모리부(430)는 휴대 기기(400)의 구동에 필요한 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(430)는 입/출력되는 데이터/정보 등을 저장할 수 있다. 전원공급부(440a)는 휴대 기기(400)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 인터페이스부(440b)는 휴대 기기(400)와 다른 외부 기기의 연결을 지원할 수 있다. 인터페이스부(440b)는 외부 기기와의 연결을 위한 다양한 포트(예, 오디오 입/출력 포트, 비디오 입/출력 포트)를 포함할 수 있다. 입출력부(440c)는 영상 정보/신호, 오디오 정보/신호, 데이터, 및/또는 사용자로부터 출력되는 정보를 입력 받거나 출력할 수 있다. 입출력부(440c)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부(440d), 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다.
일 예로, 데이터 통신의 경우, 입출력부(440c)는 사용자로부터 출력된 정보/신호(예, 터치, 문자, 음성, 이미지, 비디오)를 획득하며, 획득된 정보/신호는 메모리부(430)에 저장될 수 있다. 통신부(410)는 메모리에 저장된 정보/신호를 무선 신호로 변환하고, 변환된 무선 신호를 다른 무선 기기에게 직접 전송하거나 기지국에게 전송할 수 있다. 또한, 통신부(410)는 다른 무선 기기 또는 기지국으로부터 무선 신호를 수신한 뒤, 수신된 무선 신호를 원래의 정보/신호로 복원할 수 있다. 복원된 정보/신호는 메모리부(430)에 저장된 뒤, 입출력부(440c)를 통해 다양한 형태(예, 문자, 음성, 이미지, 비디오, 햅틱)로 출력될 수 있다.
본 개시가 적용 가능한 무선 기기 종류
도 5는 본 개시에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량의 예시를 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다. 차량 또는 자율 주행 차량은 이동형 로봇, 차량, 기차, 유/무인 비행체(aerial vehicle, AV), 선박 등으로 구현될 수 있으며, 차량의 형태로 한정되는 것은 아니다.
도 5를 참조하면, 차량 또는 자율 주행 차량(500)은 안테나부(508), 통신부(510), 제어부(520), 구동부(540a), 전원공급부(540b), 센서부(540c) 및 자율 주행부(540d)를 포함할 수 있다. 안테나부(550)는 통신부(510)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 510/530/540a~540d는 각각 도 4의 블록 410/430/440에 대응한다.
통신부(510)는 다른 차량, 기지국(예, 기지국, 노변 기지국(road side unit) 등), 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(520)는 차량 또는 자율 주행 차량(500)의 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(520)는 ECU(electronic control unit)를 포함할 수 있다. 구동부(540a)는 차량 또는 자율 주행 차량(500)을 지상에서 주행하게 할 수 있다. 구동부(540a)는 엔진, 모터, 파워 트레인, 바퀴, 브레이크, 조향 장치 등을 포함할 수 있다. 전원공급부(540b)는 차량 또는 자율 주행 차량(500)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 센서부(540c)는 차량 상태, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(540c)는 IMU(inertial measurement unit) 센서, 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 스티어링 센서, 온도 센서, 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 페달 포지션 센서 등을 포함할 수 있다. 자율 주행부(540d)는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등을 구현할 수 있다.
일 예로, 통신부(510)는 외부 서버로부터 지도 데이터, 교통 정보 데이터 등을 수신할 수 있다. 자율 주행부(540d)는 획득된 데이터를 기반으로 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 생성할 수 있다. 제어부(520)는 드라이빙 플랜에 따라 차량 또는 자율 주행 차량(500)이 자율 주행 경로를 따라 이동하도록 구동부(540a)를 제어할 수 있다(예, 속도/방향 조절). 자율 주행 도중에 통신부(510)는 외부 서버로부터 최신 교통 정보 데이터를 비/주기적으로 획득하며, 주변 차량으로부터 주변 교통 정보 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 자율 주행 도중에 센서부(540c)는 차량 상태, 주변 환경 정보를 획득할 수 있다. 자율 주행부(540d)는 새로 획득된 데이터/정보에 기반하여 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 갱신할 수 있다. 통신부(510)는 차량 위치, 자율 주행 경로, 드라이빙 플랜 등에 관한 정보를 외부 서버로 전달할 수 있다. 외부 서버는 차량 또는 자율 주행 차량들로부터 수집된 정보에 기반하여, AI 기술 등을 이용하여 교통 정보 데이터를 미리 예측할 수 있고, 예측된 교통 정보 데이터를 차량 또는 자율 주행 차량들에게 제공할 수 있다.
도 6은 본 개시에 적용되는 이동체의 예시를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 개시에 적용되는 이동체는 운송수단, 기차, 비행체 및 선박 중 적어도 어느 하나로 구현될 수 있다. 또한, 본 개시에 적용되는 이동체는 다른 형태로 구현될 수 있으며, 상술한 실시 예로 한정되지 않는다.
이때, 도 6을 참조하면, 이동체(600)은 통신부(610), 제어부(620), 메모리부(630), 입출력부(640a) 및 위치 측정부(640b)를 포함할 수 있다. 여기서, 블록 610~630/640a~640b는 각각 도 3의 블록 310~330/340에 대응한다.
통신부(610)는 다른 이동체, 또는 기지국 등의 외부 기기들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(620)는 이동체(600)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 메모리부(630)는 이동체(600)의 다양한 기능을 지원하는 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 입출력부(640a)는 메모리부(630) 내의 정보에 기반하여 AR/VR 오브젝트를 출력할 수 있다. 입출력부(640a)는 HUD를 포함할 수 있다. 위치 측정부(640b)는 이동체(600)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 위치 정보는 이동체(600)의 절대 위치 정보, 주행선 내에서의 위치 정보, 가속도 정보, 주변 차량과의 위치 정보 등을 포함할 수 있다. 위치 측정부(640b)는 GPS 및 다양한 센서들을 포함할 수 있다.
일 예로, 이동체(600)의 통신부(610)는 외부 서버로부터 지도 정보, 교통 정보 등을 수신하여 메모리부(630)에 저장할 수 있다. 위치 측정부(640b)는 GPS 및 다양한 센서를 통하여 이동체 위치 정보를 획득하여 메모리부(630)에 저장할 수 있다. 제어부(620)는 지도 정보, 교통 정보 및 이동체 위치 정보 등에 기반하여 가상 오브젝트를 생성하고, 입출력부(640a)는 생성된 가상 오브젝트를 이동체 내 유리창에 표시할 수 있다(651, 652). 또한, 제어부(620)는 이동체 위치 정보에 기반하여 이동체(600)가 주행선 내에서 정상적으로 운행되고 있는지 판단할 수 있다. 이동체(600)가 주행선을 비정상적으로 벗어나는 경우, 제어부(620)는 입출력부(640a)를 통해 이동체 내 유리창에 경고를 표시할 수 있다. 또한, 제어부(620)는 통신부(610)를 통해 주변 이동체들에게 주행 이상에 관한 경고 메세지를 방송할 수 있다. 상황에 따라, 제어부(620)는 통신부(610)를 통해 관계 기관에게 이동체의 위치 정보와, 주행/이동체 이상에 관한 정보를 전송할 수 있다.
도 7은 본 개시에 적용되는 XR 기기의 예시를 도시한 도면이다. XR 기기는 HMD, 차량에 구비된 HUD(head-up display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등으로 구현될 수 있다.
도 7을 참조하면, XR 기기(700a)는 통신부(710), 제어부(720), 메모리부(730), 입출력부(740a), 센서부(740b) 및 전원 공급부(740c)를 포함할 수 있다. 여기서, 블록 710~730/740a~740c은 각각 도 3의 블록 310~330/340에 대응할 수 있다.
통신부(710)는 다른 무선 기기, 휴대 기기, 또는 미디어 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 미디어 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 미디어 데이터는 영상, 이미지, 소리 등을 포함할 수 있다. 제어부(720)는 XR 기기(700a)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(720)는 비디오/이미지 획득, (비디오/이미지) 인코딩, 메타데이터 생성 및 처리 등의 절차를 제어 및/또는 수행하도록 구성될 수 있다. 메모리부(730)는 XR 기기(700a)의 구동/XR 오브젝트의 생성에 필요한 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다.
입출력부(740a)는 외부로부터 제어 정보, 데이터 등을 획득하며, 생성된 XR 오브젝트를 출력할 수 있다. 입출력부(740a)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부, 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다. 센서부(740b)는 XR 기기 상태, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(740b)는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB(red green blue) 센서, IR(infrared) 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰 및/또는 레이더 등을 포함할 수 있다. 전원공급부(740c)는 XR 기기(700a)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다.
일 예로, XR 기기(700a)의 메모리부(730)는 XR 오브젝트(예, AR/VR/MR 오브젝트)의 생성에 필요한 정보(예, 데이터 등)를 포함할 수 있다. 입출력부(740a)는 사용자로부터 XR 기기(700a)를 조작하는 명령을 획득할 수 있으며, 제어부(720)는 사용자의 구동 명령에 따라 XR 기기(700a)를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자가 XR 기기(700a)를 통해 영화, 뉴스 등을 시청하려고 하는 경우, 제어부(720)는 통신부(730)를 통해 컨텐츠 요청 정보를 다른 기기(예, 휴대 기기(700b)) 또는 미디어 서버에 전송할 수 있다. 통신부(730)는 다른 기기(예, 휴대 기기(700b)) 또는 미디어 서버로부터 영화, 뉴스 등의 컨텐츠를 메모리부(730)로 다운로드/스트리밍 받을 수 있다. 제어부(720)는 컨텐츠에 대해 비디오/이미지 획득, (비디오/이미지) 인코딩, 메타데이터 생성/처리 등의 절차를 제어 및/또는 수행하며, 입출력부(740a)/센서부(740b)를 통해 획득한 주변 공간 또는 현실 오브젝트에 대한 정보에 기반하여 XR 오브젝트를 생성/출력할 수 있다.
또한, XR 기기(700a)는 통신부(710)를 통해 휴대 기기(700b)와 무선으로 연결되며, XR 기기(700a)의 동작은 휴대 기기(700b)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 휴대 기기(700b)는 XR 기기(700a)에 대한 콘트롤러로 동작할 수 있다. 이를 위해, XR 기기(700a)는 휴대 기기(700b)의 3차원 위치 정보를 획득한 뒤, 휴대 기기(700b)에 대응하는 XR 개체를 생성하여 출력할 수 있다.
도 8은 본 개시에 적용되는 로봇의 예시를 도시한 도면이다. 일 예로, 로봇은 사용 목적이나 분야에 따라 산업용, 의료용, 가정용, 군사용 등으로 분류될 수 있다. 이때, 도 8을 참조하면, 로봇(800)은 통신부(810), 제어부(820), 메모리부(830), 입출력부(840a), 센서부(840b) 및 구동부(840c)를 포함할 수 있다. 여기서, 블록 810~830/840a~840c은 각각 도 3의 블록 310~330/340에 대응할 수 있다.
통신부(810)는 다른 무선 기기, 다른 로봇, 또는 제어 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 구동 정보, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(820)는 로봇(800)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 메모리부(830)는 로봇(800)의 다양한 기능을 지원하는 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 입출력부(840a)는 로봇(800)의 외부로부터 정보를 획득하며, 로봇(800)의 외부로 정보를 출력할 수 있다. 입출력부(840a)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부, 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다.
센서부(840b)는 로봇(800)의 내부 정보, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(840b)는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰, 레이더 등을 포함할 수 있다.
구동부(840c)는 로봇 관절을 움직이는 등의 다양한 물리적 동작을 수행할 수 있다. 또한, 구동부(840c)는 로봇(800)을 지상에서 주행하거나 공중에서 비행하게 할 수 있다. 구동부(840c)는 액츄에이터, 모터, 바퀴, 브레이크, 프로펠러 등을 포함할 수 있다.
도 9는 본 개시에 적용되는 AI 기기의 예시를 도시한 도면이다. 일 예로, AI 기기는 TV, 프로젝터, 스마트폰, PC, 노트북, 디지털방송용 단말기, 태블릿 PC, 웨어러블 장치, 셋톱박스(STB), 라디오, 세탁기, 냉장고, 디지털 사이니지, 로봇, 차량 등과 같은, 고정형 기기 또는 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다.
도 9를 참조하면, AI 기기(900)는 통신부(910), 제어부(920), 메모리부(930), 입/출력부(940a/940b), 러닝 프로세서부(940c) 및 센서부(940d)를 포함할 수 있다. 블록 910~930/940a~940d는 각각 도 3의 블록 310~330/340에 대응할 수 있다.
통신부(910)는 유무선 통신 기술을 이용하여 다른 AI 기기(예, 도 1, 100x, 120, 140)나 AI 서버(도 1, 140) 등의 외부 기기들과 유무선 신호(예, 센서 정보, 사용자 입력, 학습 모델, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 통신부(910)는 메모리부(930) 내의 정보를 외부 기기로 전송하거나, 외부 기기로부터 수신된 신호를 메모리부(930)로 전달할 수 있다.
제어부(920)는 데이터 분석 알고리즘 또는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 결정되거나 생성된 정보에 기초하여, AI 기기(900)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(920)는 AI 기기(900)의 구성 요소들을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(920)는 러닝 프로세서부(940c) 또는 메모리부(930)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 AI 기기(900)의 구성 요소들을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(920)는 AI 장치(900)의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리부(930) 또는 러닝 프로세서부(940c)에 저장하거나, AI 서버(도 1, 140) 등의 외부 장치에 전송할 수 있다. 수집된 이력 정보는 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.
메모리부(930)는 AI 기기(900)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리부(930)는 입력부(940a)로부터 얻은 데이터, 통신부(910)로부터 얻은 데이터, 러닝 프로세서부(940c)의 출력 데이터, 및 센싱부(940)로부터 얻은 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(930)는 제어부(920)의 동작/실행에 필요한 제어 정보 및/또는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다.
입력부(940a)는 AI 기기(900)의 외부로부터 다양한 종류의 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 입력부(920)는 모델 학습을 위한 학습 데이터, 및 학습 모델이 적용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다. 입력부(940a)는 카메라, 마이크로폰 및/또는 사용자 입력부 등을 포함할 수 있다. 출력부(940b)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시킬 수 있다. 출력부(940b)는 디스플레이부, 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다. 센싱부(940)는 다양한 센서들을 이용하여 AI 기기(900)의 내부 정보, AI 기기(900)의 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 얻을 수 있다. 센싱부(940)는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰 및/또는 레이더 등을 포함할 수 있다.
러닝 프로세서부(940c)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 학습시킬 수 있다. 러닝 프로세서부(940c)는 AI 서버(도 1, 140)의 러닝 프로세서부와 함께 AI 프로세싱을 수행할 수 있다. 러닝 프로세서부(940c)는 통신부(910)를 통해 외부 기기로부터 수신된 정보, 및/또는 메모리부(930)에 저장된 정보를 처리할 수 있다. 또한, 러닝 프로세서부(940c)의 출력 값은 통신부(910)를 통해 외부 기기로 전송되거나/되고, 메모리부(930)에 저장될 수 있다.
물리 채널들 및 일반적인 신호 전송
무선 접속 시스템에서 단말은 하향링크(downlink, DL)를 통해 기지국으로부터 정보를 수신하고, 상향링크(uplink, UL)를 통해 기지국으로 정보를 전송할 수 있다. 기지국과 단말이 송수신하는 정보는 일반 데이터 정보 및 다양한 제어 정보를 포함하고, 이들이 송수신 하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
도 10은 본 개시에 적용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 도시한 도면이다.
전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 S1011 단계에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주동기 채널(primary synchronization channel, P-SCH) 및 부동기 채널(secondary synchronization channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다.
그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(physical broadcast channel, PBCH) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (DL RS: Downlink Reference Signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다. 초기 셀 탐색을 마친 단말은 S1012 단계에서 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH) 및 물리 하향링크 제어 채널 정보에 따른 물리 하향링크 공유 채널(physical downlink control channel, PDSCH)을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S1013 내지 단계 S1016과 같은 임의 접속 과정(random access procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리 임의 접속 채널(physical random access channel, PRACH)을 통해 프리앰블 (preamble)을 전송하고(S1013), 물리 하향링크 제어 채널 및 이에 대응하는 물리 하향링크 공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 RAR(random access response)를 수신할 수 있다(S1014). 단말은 RAR 내의 스케줄링 정보를 이용하여 PUSCH(physical uplink shared channel)을 전송하고(S1015), 물리 하향링크 제어채널 신호 및 이에 대응하는 물리 하향링크 공유 채널 신호의 수신과 같은 충돌 해결 절차(contention resolution procedure)를 수행할 수 있다(S1016).
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리 하향링크 제어 채널 신호 및/또는 물리 하향링크 공유 채널 신호의 수신(S1017) 및 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel, PUSCH) 신호 및/또는 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 신호의 전송(S1018)을 수행할 수 있다.
단말이 기지국으로 전송하는 제어정보를 통칭하여 상향링크 제어정보(uplink control information, UCI)라고 지칭한다. UCI는 HARQ-ACK/NACK(hybrid automatic repeat and request acknowledgement/negative-ACK), SR(scheduling request), CQI(channel quality indication), PMI(precoding matrix indication), RI(rank indication), BI(beam indication) 정보 등을 포함한다. 이때, UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 주기적으로 전송되지만, 실시 예에 따라(예, 제어정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우) PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 단말은 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.
도 11은 본 개시에 적용되는 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 제어평면(control plane) 및 사용자 평면(user plane) 구조를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 엔티티 1(Entity 1)은 단말(user equipment, UE)일 수 있다. 이때, 단말이라 함은 상술한 도 1 내지 도 9에서 본 개시가 적용되는 무선 기기, 휴대 기기, 차량, 이동체, XR 기기, 로봇 및 AI 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 또한, 단말은 본 개시가 적용될 수 있는 장치를 지칭하는 것으로 특정 장치나 기기로 한정되지 않을 수 있다.
엔티티 2(Entity 2)는 기지국일 수 있다. 이때, 기지국은 eNB, gNB 및 ng-eNB 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 또한, 기지국은 단말로 하향링크 신호를 전송하는 장치를 지칭할 수 있으며, 특정 타입이나 장치로 한정되지 않을 수 있다. 즉, 기지국은 다양한 형태나 타입으로 구현될 수 있으며, 특정 형태로 한정되지 않을 수 있다.
엔티티 3(Entity 3)은 네트워크 장치 또는 네트워크 펑션을 수행하는 기기일 수 있다. 이때, 네트워크 장치는 이동성을 관리하는 코어망 노드(core network node)(예, MME(mobility management entity), AMF(access and mobility management function) 등)일 수 있다. 또한, 네트워크 펑션은 네트워크 기능을 수행하기 위해 구현되는 펑션(function)을 의미할 수 있으며, 엔티티 3은 펑션이 적용된 기기일 수 있다. 즉, 엔티티 3은 네트워크 기능을 수행하는 펑션이나 기기를 지칭할 수 있으며, 특정 형태의 기기로 한정되지 않는다.
제어평면은 단말(user equipment, UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미할 수 있다. 또한, 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미할 수 있다. 이때, 제1 계층인 물리계층은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공할 수 있다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(medium access control) 계층과는 전송채널을 통해 연결되어 있다. 이때, 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동할 수 있다. 송신 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동할 수 있다. 이때, 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.
제2 계층의 매체접속제어(medium access control, MAC) 계층은 논리채널(logical channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(radio link control, RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2 계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원할 수 있다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2 계층의 PDCP(packet data convergence protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4 나 IPv6 와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(header compression) 기능을 수행할 수 있다. 제3 계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(radio resource control, RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러(radio bearer, RB)들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당할 수 있다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미할 수 있다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환할 수 있다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(non-access stratum) 계층은 세션 관리(session management)와 이동성 관리(mobility management) 등의 기능을 수행할 수 있다. 기지국을 구성하는 하나의 셀은 다양한 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공할 수 있다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(broadcast channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(paging channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(shared channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우, 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(random access channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(shared channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(logical channel)로는 BCCH(broadcast control channel), PCCH(paging control channel), CCCH(common control channel), MCCH(multicast control channel) 및 MTCH(multicast traffic channel) 등이 있다.
도 12는 본 개시에 적용되는 전송 신호를 처리하는 방법을 도시한 도면이다. 일 예로, 전송 신호는 신호 처리 회로에 의해 처리될 수 있다. 이때, 신호 처리 회로(1200)는 스크램블러(1210), 변조기(1220), 레이어 매퍼(1230), 프리코더(1240), 자원 매퍼(1250), 신호 생성기(1260)를 포함할 수 있다. 이때, 일 예로, 도 12의 동작/기능은 도 2의 프로세서(202a, 202b) 및/또는 송수신기(206a, 206b)에서 수행될 수 있다. 또한, 일 예로, 도 12의 하드웨어 요소는 도 2의 프로세서(202a, 202b) 및/또는 송수신기(206a, 206b)에서 구현될 수 있다. 일 예로, 블록 1010~1060은 도 2의 프로세서(202a, 202b)에서 구현될 수 있다. 또한, 블록 1210~1250은 도 2의 프로세서(202a, 202b)에서 구현되고, 블록 1260은 도 2의 송수신기(206a, 206b)에서 구현될 수 있으며, 상술한 실시 예로 한정되지 않는다.
코드워드는 도 12의 신호 처리 회로(1200)를 거쳐 무선 신호로 변환될 수 있다. 여기서, 코드워드는 정보블록의 부호화된 비트 시퀀스이다. 정보블록은 전송블록(예, UL-SCH 전송블록, DL-SCH 전송블록)을 포함할 수 있다. 무선 신호는 도 10의 다양한 물리 채널(예, PUSCH, PDSCH)을 통해 전송될 수 있다. 구체적으로, 코드워드는 스크램블러(1210)에 의해 스크램블된 비트 시퀀스로 변환될 수 있다. 스크램블에 사용되는 스크램블 시퀀스는 초기화 값에 기반하여 생성되며, 초기화 값은 무선 기기의 ID 정보 등이 포함될 수 있다. 스크램블된 비트 시퀀스는 변조기(1220)에 의해 변조 심볼 시퀀스로 변조될 수 있다. 변조 방식은 pi/2-BPSK(pi/2-binary phase shift keying), m-PSK(m-phase shift keying), m-QAM(m-quadrature amplitude modulation) 등을 포함할 수 있다.
복소 변조 심볼 시퀀스는 레이어 매퍼(1230)에 의해 하나 이상의 전송 레이어로 매핑될 수 있다. 각 전송 레이어의 변조 심볼들은 프리코더(1240)에 의해 해당 안테나 포트(들)로 매핑될 수 있다(프리코딩). 프리코더(1240)의 출력 z는 레이어 매퍼(1230)의 출력 y를 N*M의 프리코딩 행렬 W와 곱해 얻을 수 있다. 여기서, N은 안테나 포트의 개수, M은 전송 레이어의 개수이다. 여기서, 프리코더(1240)는 복소 변조 심볼들에 대한 트랜스폼(transform) 프리코딩(예, DFT(discrete fourier transform) 변환)을 수행한 이후에 프리코딩을 수행할 수 있다. 또한, 프리코더(1240)는 트랜스폼 프리코딩을 수행하지 않고 프리코딩을 수행할 수 있다.
자원 매퍼(1250)는 각 안테나 포트의 변조 심볼들을 시간-주파수 자원에 매핑할 수 있다. 시간-주파수 자원은 시간 도메인에서 복수의 심볼(예, CP-OFDMA 심볼, DFT-s-OFDMA 심볼)을 포함하고, 주파수 도메인에서 복수의 부반송파를 포함할 수 있다. 신호 생성기(1260)는 매핑된 변조 심볼들로부터 무선 신호를 생성하며, 생성된 무선 신호는 각 안테나를 통해 다른 기기로 전송될 수 있다. 이를 위해, 신호 생성기(1260)는 IFFT(inverse fast fourier transform) 모듈 및 CP(cyclic prefix) 삽입기, DAC(digital-to-analog converter), 주파수 상향 변환기(frequency uplink converter) 등을 포함할 수 있다.
무선 기기에서 수신 신호를 위한 신호 처리 과정은 도 12의 신호 처리 과정(1210~1260)의 역으로 구성될 수 있다. 일 예로, 무선 기기(예, 도 2의 200a, 200b)는 안테나 포트/송수신기를 통해 외부로부터 무선 신호를 수신할 수 있다. 수신된 무선 신호는 신호 복원기를 통해 베이스밴드 신호로 변환될 수 있다. 이를 위해, 신호 복원기는 주파수 하향 변환기(frequency downlink converter), ADC(analog-to-digital converter), CP 제거기, FFT(fast fourier transform) 모듈을 포함할 수 있다. 이후, 베이스밴드 신호는 자원 디-매퍼 과정, 포스트코딩(postcoding) 과정, 복조 과정 및 디-스크램블 과정을 거쳐 코드워드로 복원될 수 있다. 코드워드는 복호(decoding)를 거쳐 원래의 정보블록으로 복원될 수 있다. 따라서, 수신 신호를 위한 신호 처리 회로(미도시)는 신호 복원기, 자원 디-매퍼, 포스트코더, 복조기, 디-스크램블러 및 복호기를 포함할 수 있다.
도 13은 본 개시에 적용 가능한 무선 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
NR 시스템에 기초한 상향링크 및 하향링크 전송은 도 13과 같은 프레임에 기초할 수 있다. 이때, 하나의 무선 프레임은 10ms의 길이를 가지며, 2개의 5ms 하프-프레임(half-frame, HF)으로 정의될 수 있다. 하나의 하프-프레임은 5개의 1ms 서브프레임(subframe, SF)으로 정의될 수 있다. 하나의 서브프레임은 하나 이상의 슬롯으로 분할되며, 서브프레임 내 슬롯 개수는 SCS(subcarrier spacing)에 의존할 수 있다. 이때, 각 슬롯은 CP(cyclic prefix)에 따라 12개 또는 14개의 OFDM(A) 심볼들을 포함할 수 있다. 일반 CP(normal CP)가 사용되는 경우, 각 슬롯은 14개의 심볼들을 포함할 수 있다. 확장 CP(extended CP)가 사용되는 경우, 각 슬롯은 12개의 심볼들을 포함할 수 있다. 여기서, 심볼은 OFDM 심볼(또는, CP-OFDM 심볼), SC-FDMA 심볼(또는, DFT-s-OFDM 심볼)을 포함할 수 있다.
표 1은 일반 CP가 사용되는 경우, SCS에 따른 슬롯 별 심볼의 개수, 프레임 별 슬롯의 개수 및 서브프레임 별 슬롯의 개수를 나타내고, 표 2는 확장된 CSP가 사용되는 경우, SCS에 따른 슬롯 별 심볼의 개수, 프레임 별 슬롯의 개수 및 서브프레임 별 슬롯의 개수를 나타낸다.
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| 0 | 14 | 10 | 1 |
| 1 | 14 | 20 | 2 |
| 2 | 14 | 40 | 4 |
| 3 | 14 | 80 | 8 |
| 4 | 14 | 160 | 16 |
| 5 | 14 | 320 | 32 |
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| 2 | 12 | 40 | 4 |
상기 표 1 및 표 2에서, Nslot symb 는 슬롯 내 심볼의 개수를 나타내고, Nframe,μ slot는 프레임 내 슬롯의 개수를 나타내고, Nsubframe,μ slot는 서브프레임 내 슬롯의 개수를 나타낼 수 있다.
또한, 본 개시가 적용 가능한 시스템에서, 하나의 단말에게 병합되는 복수의 셀들 간에 OFDM(A) 뉴모놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)가 상이하게 설정될 수 있다. 이에 따라, 동일한 개수의 심볼로 구성된 시간 자원(예, SF, 슬롯 또는 TTI)(편의상, TU(time unit)로 통칭)의 (절대 시간) 구간이 병합된 셀들 간에 상이하게 설정될 수 있다.
NR은 다양한 5G 서비스들을 지원하기 위한 다수의 numerology(또는 SCS(subcarrier spacing))를 지원할 수 있다. 예를 들어, SCS가 15kHz인 경우, 전통적인 셀룰러 밴드들에서의 넓은 영역(wide area)를 지원하며, SCS가 30kHz/60kHz인 경우, 밀집한-도시(dense-urban), 더 낮은 지연(lower latency) 및 더 넓은 캐리어 대역폭(wider carrier bandwidth)를 지원하며, SCS가 60kHz 또는 그보다 높은 경우, 위상 잡음(phase noise)를 극복하기 위해 24.25GHz보다 큰 대역폭을 지원할 수 있다.
NR 주파수 밴드(frequency band)는 2가지 type(FR1, FR2)의 주파수 범위(frequency range)로 정의된다. FR1, FR2는 아래 표와 같이 구성될 수 있다. 또한, FR2는 밀리미터 웨이브(millimeter wave, mmW)를 의미할 수 있다.
| Frequency Range designation | Corresponding frequency range | Subcarrier Spacing |
| FR1 | 410MHz - 7125MHz | 15, 30, 60kHz |
| FR2 | 24250MHz - 52600MHz | 60, 120, 240kHz |
또한, 일 예로, 본 개시가 적용 가능한 통신 시스템에서 상술한 뉴모놀로지(numerology)가 다르게 설정될 수 있다. 일 예로, 상술한 FR2보다 높은 주파수 대역으로 테라헤르츠 웨이브(Terahertz wave, THz) 대역이 사용될 수 있다. THz 대역에서 SCS는 NR 시스템보다 더 크게 설정될 수 있으며, 슬롯 수도 상이하게 설정될 수 있으며, 상술한 실시 예로 한정되지 않는다. THz 대역에 대해서는 하기에서 후술한다.
도 14는 본 개시에 적용 가능한 슬롯 구조를 도시한 도면이다.
하나의 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 심볼을 포함한다. 예를 들어, 보통 CP의 경우 하나의 슬롯이 7개의 심볼을 포함하나, 확장 CP의 경우 하나의 슬롯이 6개의 심볼을 포함할 수 있다. 반송파(carrier)는 주파수 도메인에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. RB(Resource Block)는 주파수 도메인에서 복수(예, 12)의 연속한 부반송파로 정의될 수 있다.
또한, BWP(Bandwidth Part)는 주파수 도메인에서 복수의 연속한 (P)RB로 정의되며, 하나의 뉴모놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)에 대응될 수 있다.
반송파는 최대 N개(예, 5개)의 BWP를 포함할 수 있다. 데이터 통신은 활성화된 BWP를 통해서 수행되며, 하나의 단말한테는 하나의 BWP만 활성화될 수 있다. 자원 그리드에서 각각의 요소는 자원요소(Resource Element, RE)로 지칭되며, 하나의 복소 심볼이 매핑될 수 있다.
6G 통신 시스템
6G (무선통신) 시스템은 (i) 디바이스 당 매우 높은 데이터 속도, (ii) 매우 많은 수의 연결된 디바이스들, (iii) 글로벌 연결성(global connectivity), (iv) 매우 낮은 지연, (v) 배터리-프리(battery-free) IoT 디바이스들의 에너지 소비를 낮추고, (vi) 초고신뢰성 연결, (vii) 머신 러닝 능력을 가지는 연결된 지능 등에 목적이 있다. 6G 시스템의 비젼은 "intelligent connectivity", "deep connectivity", "holographic connectivity", "ubiquitous connectivity"와 같은 4가지 측면일 수 있으며, 6G 시스템은 하기 표 4와 같은 요구 사항을 만족시킬 수 있다. 즉, 표 4는 6G 시스템의 요구 사항을 나타낸 표이다.
| Per device peak data rate | 1 Tbps |
| E2E latency | 1 ms |
| Maximum spectral efficiency | 100 bps/Hz |
| Mobility support | up to 1000 km/hr |
| Satellite integration | Fully |
| AI | Fully |
| Autonomous vehicle | Fully |
| XR | Fully |
| Haptic Communication | Fully |
이때, 6G 시스템은 향상된 모바일 브로드밴드(enhanced mobile broadband, eMBB), 초-저지연 통신(ultra-reliable low latency communications, URLLC), mMTC (massive machine type communications), AI 통합 통신(AI integrated communication), 촉각 인터넷(tactile internet), 높은 스루풋(high throughput), 높은 네트워크 능력(high network capacity), 높은 에너지 효율(high energy efficiency), 낮은 백홀 및 접근 네트워크 혼잡(low backhaul and access network congestion) 및 향상된 데이터 보안(enhanced data security)과 같은 핵심 요소(key factor)들을 가질 수 있다.
도 15는 본 개시에 적용 가능한 6G 시스템에서 제공 가능한 통신 구조의 일례를 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 6G 시스템은 5G 무선통신 시스템보다 50배 더 높은 동시 무선통신 연결성을 가질 것으로 예상된다. 5G의 핵심 요소(key feature)인 URLLC는 6G 통신에서 1ms보다 적은 단-대-단(end-to-end) 지연을 제공함으로써 보다 더 주요한 기술이 될 것으로 예상된다. 이때, 6G 시스템은 자주 사용되는 영역 스펙트럼 효율과 달리 체적 스펙트럼 효율이 훨씬 우수할 것이다. 6G 시스템은 매우 긴 배터리 수명과 에너지 수확을 위한 고급 배터리 기술을 제공할 수 있어, 6G 시스템에서 모바일 디바이스들은 별도로 충전될 필요가 없을 수 있다. 또한, 6G에서 새로운 네트워크 특성들은 다음과 같을 수 있다.
- 위성 통합 네트워크(Satellites integrated network): 글로벌 모바일 집단을 제공하기 위해 6G는 위성과 통합될 것으로 예상된다. 지상파, 위성 및 공중 네트워크를 하나의 무선통신 시스템으로 통합은 6G에 매우 중요할 수 있다.
- 연결된 인텔리전스(connected intelligence): 이전 세대의 무선 통신 시스템과 달리 6G는 혁신적이며, “연결된 사물”에서 "연결된 지능"으로 무선 진화가 업데이트될 것이다. AI는 통신 절차의 각 단계(또는 후술할 신호 처리의 각 절차)에서 적용될 수 있다.
- 무선 정보 및 에너지 전달의 완벽한 통합(seamless integration wireless information and energy transfer): 6G 무선 네트워크는 스마트폰들과 센서들과 같이 디바이스들의 배터리를 충전하기 위해 전력을 전달할 것이다. 그러므로, 무선 정보 및 에너지 전송 (WIET)은 통합될 것이다.
- 유비쿼터스 슈퍼 3D 연결(ubiquitous super 3-dimemtion connectivity): 드론 및 매우 낮은 지구 궤도 위성의 네트워크 및 핵심 네트워크 기능에 접속은 6G 유비쿼터스에서 슈퍼 3D 연결을 만들 것이다.
위와 같은 6G의 새로운 네트워크 특성들에서 몇 가지 일반적인 요구 사항은 다음과 같을 수 있다.
- 스몰 셀 네트워크(small cell networks): 스몰 셀 네트워크의 아이디어는 셀룰러 시스템에서 처리량, 에너지 효율 및 스펙트럼 효율 향상의 결과로 수신 신호 품질을 향상시키기 위해 도입되었다. 결과적으로, 스몰 셀 네트워크는 5G 및 비욘드 5G (5GB) 이상의 통신 시스템에 필수적인 특성이다. 따라서, 6G 통신 시스템 역시 스몰 셀 네트워크의 특성을 채택한다.
- 초 고밀도 이기종 네트워크(ultra-dense heterogeneous network): 초 고밀도 이기종 네트워크들은 6G 통신 시스템의 또 다른 중요한 특성이 될 것이다. 이기종 네트워크로 구성된 멀티-티어 네트워크는 전체 QoS를 개선하고 비용을 줄인다.
- 대용량 백홀(high-capacity backhaul): 백홀 연결은 대용량 트래픽을 지원하기 위해 대용량 백홀 네트워크로 특징 지어진다. 고속 광섬유 및 자유 공간 광학 (FSO) 시스템이 이 문제에 대한 가능한 솔루션일 수 있다.
- 모바일 기술과 통합된 레이더 기술: 통신을 통한 고정밀 지역화(또는 위치 기반 서비스)는 6G 무선통신 시스템의 기능 중 하나이다. 따라서, 레이더 시스템은 6G 네트워크와 통합될 것이다.
- 소프트화 및 가상화(softwarization and virtualization): 소프트화 및 가상화는 유연성, 재구성성 및 프로그래밍 가능성을 보장하기 위해 5GB 네트워크에서 설계 프로세스의 기초가 되는 두 가지 중요한 기능이다. 또한, 공유 물리적 인프라에서 수십억 개의 장치가 공유될 수 있다.
6G 시스템의 핵심 구현 기술
- 인공 지능(artificial Intelligence, AI)
6G 시스템에 가장 중요하며, 새로 도입될 기술은 AI이다. 4G 시스템에는 AI가 관여하지 않았다. 5G 시스템은 부분 또는 매우 제한된 AI를 지원할 것이다. 그러나, 6G 시스템은 완전히 자동화를 위해 AI가 지원될 것이다. 머신 러닝의 발전은 6G에서 실시간 통신을 위해 보다 지능적인 네트워크를 만들 것이다. 통신에 AI를 도입하면 실시간 데이터 전송이 간소화되고 향상될 수 있다. AI는 수많은 분석을 사용하여 복잡한 대상 작업이 수행되는 방식을 결정할 수 있다. 즉, AI는 효율성을 높이고 처리 지연을 줄일 수 있다.
핸드 오버, 네트워크 선택, 자원 스케줄링과 같은 시간 소모적인 작업은 AI를 사용함으로써 즉시 수행될 수 있다. AI는 M2M, 기계-대-인간 및 인간-대-기계 통신에서도 중요한 역할을 할 수 있다. 또한, AI는 BCI(brain computer interface)에서 신속한 통신이 될 수 있다. AI 기반 통신 시스템은 메타 물질, 지능형 구조, 지능형 네트워크, 지능형 장치, 지능형 인지 라디오(radio), 자체 유지 무선 네트워크 및 머신 러닝에 의해 지원될 수 있다.
최근 AI를 무선 통신 시스템과 통합하려고 하는 시도들이 나타나고 있으나, 이는 어플리케이션 계층(application layer), 네트워크 계층(network layer) 특히, 딥러닝은 무선 자원 관리 및 할당(wireless resource management and allocation) 분야에 집중되어 왔다. 그러나, 이러한 연구는 점점 MAC 계층 및 물리 계층으로 발전하고 있으며, 특히 물리계층에서 딥러닝을 무선 전송(wireless transmission)과 결합하고자 하는 시도들이 나타나고 있다. AI 기반의 물리계층 전송은, 근본적인 신호 처리 및 통신 메커니즘에 있어서, 전통적인 통신 프레임워크가 아니라 AI 드라이버에 기초한 신호 처리 및 통신 메커니즘을 적용하는 것을 의미한다. 예를 들어, 딥러닝 기반의 채널 코딩 및 디코딩(channel coding and decoding), 딥러닝 기반의 신호 추정(estimation) 및 검출(detection), 딥러닝 기반의 MIMO(multiple input multiple output) 매커니즘(mechanism), AI 기반의 자원 스케줄링(scheduling) 및 할당(allocation) 등을 포함할 수 있다.
머신 러닝은 채널 추정 및 채널 트래킹을 위해 사용될 수 있으며, DL(downlink)의 물리 계층(physical layer)에서 전력 할당(power allocation), 간섭 제거(interference cancellation) 등에 사용될 수 있다. 또한, 머신 러닝은 MIMO 시스템에서 안테나 선택, 전력 제어(power control), 심볼 검출(symbol detection) 등에도 사용될 수 있다.
그러나 물리계층에서의 전송을 위한 DNN의 적용은 아래와 같은 문제점이 있을 수 있다.
딥러닝 기반의 AI 알고리즘은 훈련 파라미터를 최적화하기 위해 수많은 훈련 데이터가 필요하다. 그러나 특정 채널 환경에서의 데이터를 훈련 데이터로 획득하는데 있어서의 한계로 인해, 오프라인 상에서 많은 훈련 데이터를 사용한다. 이는 특정 채널 환경에서 훈련 데이터에 대한 정적 훈련(static training)은, 무선 채널의 동적 특성 및 다이버시티(diversity) 사이에 모순(contradiction)이 생길 수 있다.
또한, 현재 딥러닝은 주로 실제 신호(real signal)을 대상으로 한다. 그러나, 무선 통신의 물리 계층의 신호들은 복소 신호(complex signal)이다. 무선 통신 신호의 특성을 매칭시키기 위해 복소(complex) 도메인 신호의 검출하는 신경망(neural network)에 대한 연구가 더 필요하다.
이하, 머신 러닝에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
머신 러닝은 사람이 할 수 있거나 혹은 하기 어려운 작업을 대신해낼 수 있는 기계를 만들어 내기 위해 기계를 학습시키는 일련의 동작을 의미한다. 머신 러닝을 위해서는 데이터와 러닝 모델이 필요하다. 머신 러닝에서 데이터의 학습 방법은 크게 3가지 즉, 지도 학습(supervised learning), 비지도 학습(unsupervised learning) 그리고 강화 학습(reinforcement learning)으로 구분될 수 있다.
신경망 학습은 출력의 오류를 최소화하기 위한 것이다. 신경망 학습은 반복적으로 학습 데이터를 신경망에 입력시키고 학습 데이터에 대한 신경망의 출력과 타겟의 에러를 계산하고, 에러를 줄이기 위한 방향으로 신경망의 에러를 신경망의 출력 레이어에서부터 입력 레이어 방향으로 역전파(backpropagation) 하여 신경망의 각 노드의 가중치를 업데이트하는 과정이다.
지도 학습은 학습 데이터에 정답이 라벨링된 학습 데이터를 사용하며 비지도 학습은 학습 데이터에 정답이 라벨링되어 있지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어 데이터 분류에 관한 지도 학습의 경우의 학습 데이터는 학습 데이터 각각에 카테고리가 라벨링된 데이터 일 수 있다. 라벨링된 학습 데이터가 신경망에 입력되고 신경망의 출력(카테고리)과 학습 데이터의 라벨을 비교하여 오차(error)가 계산될 수 있다. 계산된 오차는 신경망에서 역방향(즉, 출력 레이어에서 입력 레이어 방향)으로 역전파 되며, 역전파에 따라 신경망의 각 레이어의 각 노드들의 연결 가중치가 업데이트 될 수 있다. 업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learning rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 신경망의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 신경망의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 신경망의 학습 초기에는 높은 학습률을 사용하여 신경망이 빠르게 일정 수준의 성능을 확보하도록 하여 효율성을 높이고, 학습 후기에는 낮은 학습률을 사용하여 정확도를 높일 수 있다
데이터의 특징에 따라 학습 방법은 달라질 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템 상에서 송신단에서 전송한 데이터를 수신단에서 정확하게 예측하는 것을 목적으로 하는 경우, 비지도 학습 또는 강화 학습 보다는 지도 학습을 이용하여 학습을 수행하는 것이 바람직하다.
러닝 모델은 인간의 뇌에 해당하는 것으로서, 가장 기본적인 선형 모델을 생각할 수 있으나, 인공 신경망(artificial neural networks)와 같은 복잡성이 높은 신경망 구조를 러닝 모델로 사용하는 머신 러닝의 패러다임을 딥러닝(deep learning)이라 한다.
학습(learning) 방식으로 사용하는 신경망 코어(neural network cord)는 크게 심층 신경망(deep neural networks, DNN), 합성곱 신경망(convolutional deep neural networks, CNN), 순환 신경망(recurrent boltzmann machine, RNN) 방식이 있으며, 이러한 러닝 모델이 적용될 수 있다.
THz(Terahertz) 통신
6G 시스템에서 THz 통신이 적용될 수 있다. 일 예로, 데이터 전송률은 대역폭을 늘려 높일 수 있다. 이것은 넓은 대역폭으로 sub-THz 통신을 사용하고, 진보된 대규모 MIMO 기술을 적용하여 수행될 수 있다.
도 16은 본 개시에 적용 가능한 전자기 스펙트럼을 도시한 도면이다. 일 예로, 도 16을 참조하면, 밀리미터 이하의 방사선으로도 알려진 THz파는 일반적으로 0.03mm-3mm 범위의 해당 파장을 가진 0.1THz와 10THz 사이의 주파수 대역을 나타낸다. 100GHz-300GHz 대역 범위(Sub THz 대역)는 셀룰러 통신을 위한 THz 대역의 주요 부분으로 간주된다. Sub-THz 대역 mmWave 대역에 추가하면 6G 셀룰러 통신 용량은 늘어난다. 정의된 THz 대역 중 300GHz-3THz는 원적외선 (IR) 주파수 대역에 있다. 300GHz-3THz 대역은 광 대역의 일부이지만 광 대역의 경계에 있으며, RF 대역 바로 뒤에 있다. 따라서, 이 300 GHz-3 THz 대역은 RF와 유사성을 나타낸다.
THz 통신의 주요 특성은 (i) 매우 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 광범위하게 사용 가능한 대역폭, (ii) 고주파에서 발생하는 높은 경로 손실 (고 지향성 안테나는 필수 불가결)을 포함한다. 높은 지향성 안테나에서 생성된 좁은 빔 폭은 간섭을 줄인다. THz 신호의 작은 파장은 훨씬 더 많은 수의 안테나 소자가 이 대역에서 동작하는 장치 및 BS에 통합될 수 있게 한다. 이를 통해 범위 제한을 극복할 수 있는 고급 적응형 배열 기술을 사용할 수 있다.
광 무선 기술(optical wireless technology)
OWC(optical wireless communication) 기술은 가능한 모든 장치-대-액세스 네트워크를 위한 RF 기반 통신 외에도 6G 통신을 위해 계획되었다. 이러한 네트워크는 네트워크-대-백홀/프론트홀 네트워크 연결에 접속한다. OWC 기술은 4G 통신 시스템 이후 이미 사용되고 있으나 6G 통신 시스템의 요구를 충족시키기 위해 더 널리 사용될 것이다. 광 충실도(light fidelity), 가시광 통신, 광 카메라 통신 및 광 대역에 기초한 FSO(free space optical) 통신과 같은 OWC 기술은 이미 잘 알려진 기술이다. 광 무선 기술 기반의 통신은 매우 높은 데이터 속도, 낮은 지연 시간 및 안전한 통신을 제공할 수 있다. LiDAR(light detection and ranging) 또한 광 대역을 기반으로 6G 통신에서 초 고해상도 3D 매핑을 위해 이용될 수 있다.
FSO 백홀 네트워크
FSO 시스템의 송신기 및 수신기 특성은 광섬유 네트워크의 특성과 유사하다. 따라서, FSO 시스템의 데이터 전송은 광섬유 시스템과 비슷하다. 따라서, FSO는 광섬유 네트워크와 함께 6G 시스템에서 백홀 연결을 제공하는 좋은 기술이 될 수 있다. FSO를 사용하면, 10,000km 이상의 거리에서도 매우 장거리 통신이 가능하다. FSO는 바다, 우주, 수중, 고립된 섬과 같은 원격 및 비원격 지역을 위한 대용량 백홀 연결을 지원한다. FSO는 셀룰러 기지국 연결도 지원한다.
대규모 MIMO 기술
스펙트럼 효율을 향상시키는 핵심 기술 중 하나는 MIMO 기술을 적용하는 것이다. MIMO 기술이 향상되면 스펙트럼 효율도 향상된다. 따라서, 6G 시스템에서 대규모 MIMO 기술이 중요할 것이다. MIMO 기술은 다중 경로를 이용하기 때문에 데이터 신호가 하나 이상의 경로로 전송될 수 있도록 다중화 기술 및 THz 대역에 적합한 빔 생성 및 운영 기술도 중요하게 고려되어야 한다.
블록 체인
블록 체인은 미래의 통신 시스템에서 대량의 데이터를 관리하는 중요한 기술이 될 것이다. 블록 체인은 분산 원장 기술의 한 형태로서, 분산 원장은 수많은 노드 또는 컴퓨팅 장치에 분산되어 있는 데이터베이스이다. 각 노드는 동일한 원장 사본을 복제하고 저장한다. 블록 체인은 P2P(peer to peer) 네트워크로 관리된다. 중앙 집중식 기관이나 서버에서 관리하지 않고 존재할 수 있다. 블록 체인의 데이터는 함께 수집되어 블록으로 구성된다. 블록은 서로 연결되고 암호화를 사용하여 보호된다. 블록 체인은 본질적으로 향상된 상호 운용성(interoperability), 보안, 개인 정보 보호, 안정성 및 확장성을 통해 대규모 IoT를 완벽하게 보완한다. 따라서, 블록 체인 기술은 장치 간 상호 운용성, 대용량 데이터 추적성, 다른 IoT 시스템의 자율적 상호 작용 및 6G 통신 시스템의 대규모 연결 안정성과 같은 여러 기능을 제공한다.
3D 네트워킹
6G 시스템은 지상 및 공중 네트워크를 통합하여 수직 확장의 사용자 통신을 지원한다. 3D BS는 저궤도 위성 및 UAV를 통해 제공될 것이다. 고도 및 관련 자유도 측면에서 새로운 차원을 추가하면 3D 연결이 기존 2D 네트워크와 상당히 다르다.
양자 커뮤니케이션
6G 네트워크의 맥락에서 네트워크의 감독되지 않은 강화 학습이 유망하다. 지도 학습 방식은 6G에서 생성된 방대한 양의 데이터에 레이블을 지정할 수 없다. 비지도 학습에는 라벨링이 필요하지 않다. 따라서, 이 기술은 복잡한 네트워크의 표현을 자율적으로 구축하는 데 사용할 수 있다. 강화 학습과 비지도 학습을 결합하면 진정한 자율적인 방식으로 네트워크를 운영할 수 있다.
무인 항공기
UAV(unmanned aerial vehicle) 또는 드론은 6G 무선 통신에서 중요한 요소가 될 것이다. 대부분의 경우, UAV 기술을 사용하여 고속 데이터 무선 연결이 제공된다. 기지국 엔티티는 셀룰러 연결을 제공하기 위해 UAV에 설치된다. UAV는 쉬운 배치, 강력한 가시선 링크 및 이동성이 제어되는 자유도와 같은 고정 기지국 인프라에서 볼 수 없는 특정 기능을 가지고 있다. 천재 지변 등의 긴급 상황 동안, 지상 통신 인프라의 배치는 경제적으로 실현 가능하지 않으며, 때로는 휘발성 환경에서 서비스를 제공할 수 없다. UAV는 이러한 상황을 쉽게 처리할 수 있다. UAV는 무선 통신 분야의 새로운 패러다임이 될 것이다. 이 기술은 eMBB, URLLC 및 mMTC 인 무선 네트워크의 세 가지 기본 요구 사항을 용이하게 한다. UAV는 또한, 네트워크 연결성 향상, 화재 감지, 재난 응급 서비스, 보안 및 감시, 오염 모니터링, 주차 모니터링, 사고 모니터링 등과 같은 여러 가지 목적을 지원할 수 있다. 따라서, UAV 기술은 6G 통신에 가장 중요한 기술 중 하나로 인식되고 있다.
셀-프리 통신(cell-free Communication)
여러 주파수와 이기종 통신 기술의 긴밀한 통합은 6G 시스템에서 매우 중요하다. 결과적으로, 사용자는 디바이스에서 어떤 수동 구성을 만들 필요 없이 네트워크에서 다른 네트워크로 원활하게 이동할 수 있다. 사용 가능한 통신 기술에서 최상의 네트워크가 자동으로 선택된다. 이것은 무선 통신에서 셀 개념의 한계를 깨뜨릴 것이다. 현재, 하나의 셀에서 다른 셀로의 사용자 이동은 고밀도 네트워크에서 너무 많은 핸드 오버를 야기하고, 핸드 오버 실패, 핸드 오버 지연, 데이터 손실 및 핑퐁 효과를 야기한다. 6G 셀-프리 통신은 이 모든 것을 극복하고 더 나은 QoS를 제공할 것이다. 셀-프리 통신은 멀티 커넥티비티 및 멀티-티어 하이브리드 기술과 장치의 서로 다른 이기종 라디오를 통해 달성될 것이다.
무선 정보 및 에너지 전송 통합(wireless information and energy transfer, WIET)
WIET은 무선 통신 시스템과 같이 동일한 필드와 웨이브(wave)를 사용한다. 특히, 센서와 스마트폰은 통신 중 무선 전력 전송을 사용하여 충전될 것이다. WIET은 배터리 충전 무선 시스템의 수명을 연장하기 위한 유망한 기술이다. 따라서, 배터리가 없는 장치는 6G 통신에서 지원될 것이다.
센싱과 커뮤니케이션의 통합
자율 무선 네트워크는 동적으로 변화하는 환경 상태를 지속적으로 감지하고 서로 다른 노드간에 정보를 교환할 수 있는 기능이다. 6G에서, 감지는 자율 시스템을 지원하기 위해 통신과 긴밀하게 통합될 것이다.
액세스 백홀 네트워크의 통합
6G에서 액세스 네트워크의 밀도는 엄청날 것이다. 각 액세스 네트워크는 광섬유와 FSO 네트워크와 같은 백홀 연결로 연결된다. 매우 많은 수의 액세스 네트워크들에 대처하기 위해, 액세스 및 백홀 네트워크 사이에 긴밀한 통합이 있을 것이다.
홀로그램 빔포밍
빔포밍은 특정 방향으로 무선 신호를 전송하기 위해 안테나 배열을 조정하는 신호 처리 절차이다. 스마트 안테나 또는 진보된 안테나 시스템의 하위 집합이다. 빔포밍 기술은 높은 신호 대 잡음비, 간섭 방지 및 거부, 높은 네트워크 효율과 같은 몇 가지 장점이 있다. 홀로그램 빔포밍(hologram beamforming, HBF)은 소프트웨어-정의된 안테나를 사용하기 때문에 MIMO 시스템과 상당히 다른 새로운 빔포밍 방법이다. HBF는 6G에서 다중 안테나 통신 장치에서 신호의 효율적이고 유연한 전송 및 수신을 위해 매우 효과적인 접근 방식이 될 것이다.
빅 데이터 분석
빅 데이터 분석은 다양한 대규모 데이터 세트 또는 빅 데이터를 분석하기 위한 복잡한 프로세스이다. 이 프로세스는 숨겨진 데이터, 알 수 없는 상관 관계 및 고객 성향과 같은 정보를 찾아 완벽한 데이터 관리를 보장한다. 빅 데이터는 비디오, 소셜 네트워크, 이미지 및 센서와 같은 다양한 소스에서 수집된다. 이 기술은 6G 시스템에서 방대한 데이터를 처리하는 데 널리 사용된다.
LIS(large intelligent surface)
THz 대역 신호의 경우 직진성이 강하여 방해물로 인한 음영 지역이 많이 생길 수 있는데, 이러한 음영 지역 근처에 LIS 설치함으로써 통신 권역을 확대하고 통신 안정성 강화 및 추가적인 부가 서비스가 가능한 LIS 기술이 중요하게 된다. LIS는 전자기 물질(electromagnetic materials)로 만들어진 인공 표면(artificial surface)이고, 들어오는 무선파와 나가는 무선파의 전파(propagation)을 변경시킬 수 있다. LIS는 매시브 MIMO의 확장으로 보여질 수 있으나, 매시브 MIMO와 서로 다른 어레이(array) 구조 및 동작 메커니즘이 다르다. 또한, LIS는 수동 엘리먼트(passive elements)를 가진 재구성 가능한 리플렉터(reflector)로서 동작하는 점 즉, 활성(active) RF 체인(chain)을 사용하지 않고 신호를 수동적으로만 반사(reflect)하는 점에서 낮은 전력 소비를 가지는 장점이 있다. 또한, LIS의 수동적인 리플렉터 각각은 입사되는 신호의 위상 편이를 독립적으로 조절해야 하기 때문에, 무선 통신 채널에 유리할 수 있다. LIS 컨트롤러를 통해 위상 편이를 적절히 조절함으로써, 반사된 신호는 수신된 신호 전력을 부스트(boost)하기 위해 타겟 수신기에서 모여질 수 있다.
테라헤르츠(THz) 무선통신
도 17은 본 개시에 적용 가능한 THz 통신 방법을 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면, THz 무선통신은 대략 0.1~10THz(1THz=1012Hz)의 진동수를 가지는 THz파를 이용하여 무선통신을 이용하는 것으로, 100GHz 이상의 매우 높은 캐리어 주파수를 사용하는 테라헤르츠(THz) 대역 무선통신을 의미할 수 있다. THz파는 RF(Radio Frequency)/밀리미터(mm)와 적외선 대역 사이에 위치하며, (i) 가시광/적외선에 비해 비금속/비분극성 물질을 잘 투과하며 RF/밀리미터파에 비해 파장이 짧아 높은 직진성을 가지며 빔 집속이 가능할 수 있다.
또한, THz파의 광자 에너지는 수 meV에 불과하기 때문에 인체에 무해한 특성이 있다. THz 무선통신에 이용될 것으로 기대되는 주파수 대역은 공기 중 분자 흡수에 의한 전파 손실이 작은 D-밴드(110GHz~170GHz) 혹은 H-밴드(220GHz~325GHz) 대역일 수 있다. THz 무선통신에 대한 표준화 논의는 3GPP 이외에도 IEEE 802.15 THz WG(working group)을 중심으로 논의되고 있으며, IEEE 802.15의 TG(task group)(예, TG3d, TG3e)에서 발행되는 표준문서는 본 명세서에서 설명되는 내용을 구체화하거나 보충할 수 있다. THz 무선통신은 무선 인식(wireless cognition), 센싱(sensing), 이미징(imaging), 무선 통신(wireless), THz 네비게이션(navigation) 등에 응용될 수 있다.
구체적으로, 도 17을 참조하면, THz 무선통신 시나리오는 매크로 네트워크(macro network), 마이크로 네트워크(micro network), 나노스케일 네트워크(nanoscale network)로 분류될 수 있다. 매크로 네트워크에서 THz 무선통신은 V2V(vehicle-to-vehicle) 연결 및 백홀/프런트홀(backhaul/fronthaul) 연결에 응용될 수 있다. 마이크로 네트워크에서 THz 무선통신은 인도어 스몰 셀(small cell), 데이터 센터에서 무선 연결과 같은 고정된 point-to-point 또는 multi-point 연결, 키오스크 다운로딩과 같은 근거리 통신(near-field communication)에 응용될 수 있다. 하기 표 5는 THz 파에서 이용될 수 있는 기술의 일례를 나타낸 표이다.
| Transceivers Device | Available immature: UTC-PD, RTD and SBD |
| Modulation and coding | Low order modulation techniques (OOK, QPSK), LDPC, Reed Soloman, Hamming, Polar, Turbo |
| Antenna | Omni and Directional, phased array with low number of antenna elements |
| Bandwidth | 69 GHz (or 23 GHz) at 300 GHz |
| Channel models | Partially |
| Data rate | 100 Gbps |
| Outdoor deployment | No |
| Fee space loss | High |
| Coverage | Low |
| Radio Measurements | 300 GHz indoor |
| Device size | Few micrometers |
도 18은 본 개시에 적용 가능한 THz 무선 통신 송수신기를 도시한 도면이다.
도 18을 참조하면, THz 무선통신은 THz 발생 및 수신을 위한 방법을 기준으로 분류할 수 있다. THz 발생 방법은 광 소자 또는 전자소자 기반 기술로 분류할 수 있다.
이때, 전자 소자를 이용하여 THz를 발생시키는 방법은 공명 터널링 다이오드(resonant tunneling diode, RTD)와 같은 반도체 소자를 이용하는 방법, 국부 발진기와 체배기를 이용하는 방법, 화합물 반도체 HEMT(high electron mobility transistor) 기반의 집적회로를 이용한 MMIC(monolithic microwave integrated circuits) 방법, Si-CMOS 기반의 집적회로를 이용하는 방법 등이 있다. 도 18의 경우, 주파수를 높이기 위해 체배기(doubler, tripler, multiplier)가 적용되었고, 서브하모닉 믹서를 지나 안테나에 의해 방사된다. THz 대역은 높은 주파수를 형성하므로, 체배기가 필수적이다. 여기서, 체배기는 입력 대비 N배의 출력 주파수를 갖게 하는 회로이며, 원하는 하모닉 주파수에 정합시키고, 나머지 모든 주파수는 걸러낸다. 그리고, 도 18의 안테나에 배열 안테나 등이 적용되어 빔포밍이 구현될 수도 있다. 도 18에서, IF는 중간 주파수(intermediate frequency)를 나타내며, 트리플러(tripler), 멀리플러(multipler)는 체배기를 나타내며, PA는 전력 증폭기(power amplifier)를 나타내며, LNA는 저잡음 증폭기(low noise amplifier), PLL은 위상동기회로(phase-locked loop)를 나타낸다.
도 19는 본 개시에 적용 가능한 THz 신호 생성 방법을 도시한 도면이다. 또한, 도 20은 본 개시에 적용 가능한 무선 통신 송수신기를 도시한 도면이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 광 소자 기반 THz 무선통신 기술은 광소자를 이용하여 THz 신호를 발생 및 변조하는 방법을 말한다. 광 소자 기반 THz 신호 생성 기술은 레이저와 광변조기 등을 이용하여 초고속 광신호를 생성하고, 이를 초고속 광검출기를 이용하여 THz 신호로 변환하는 기술이다. 이 기술은 전자 소자만을 이용하는 기술에 비해 주파수를 증가시키기가 용이하고, 높은 전력의 신호 생성이 가능하며, 넓은 주파수 대역에서 평탄한 응답 특성을 얻을 수 있다. 광소자 기반 THz 신호 생성을 위해서는 도 19에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드, 광대역 광변조기, 초고속 광검출기가 필요하다. 도 19의 경우, 파장이 다른 두 레이저의 빛 신호를 합파하여 레이저 간의 파장 차이에 해당하는 THz 신호를 생성하는 것이다. 도 19에서, 광 커플러(optical coupler)는 회로 또는 시스템 간의 전기적 절연과의 결합을 제공하기 위해 광파를 사용하여 전기신호를 전송하도록 하는 반도체 디바이스를 의미하며, UTC-PD(uni-travelling carrier photo-detector)은 광 검출기의 하나로서, 능동 캐리어(active carrier)로 전자를 사용하며 밴드갭 그레이딩(bandgap grading)으로 전자의 이동 시간을 감소시킨 소자이다. UTC-PD는 150GHz 이상에서 광검출이 가능하다. 도 20에서, EDFA(erbium-doped fiber amplifier)는 어븀이 첨가된 광섬유 증폭기를 나타내며, PD(photo detector)는 광신호를 전기신호로 변환할 수 있는 반도체 디바이스를 나타내며, OSA는 각종 광통신 기능(예, 광전 변환, 전광 변환 등)을 하나의 부품으로 모듈화시킨 광모듈(optical sub assembly)를 나타내며, DSO는 디지털 스토리지 오실로스코프(digital storage oscilloscope)를 나타낸다.
도 21은 본 개시에 적용 가능한 송신기 구조를 도시한 도면이다. 또한, 도 22는 본 개시에 적용 가능한 변조기 구조를 도시한 도면이다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 일반적으로 레이저(laser)의 광학 소스(optical source)를 광파 가이드(optical wave guide)를 통과시켜 신호의 위상(phase)등을 변화시킬 수 있다. 이때, 마이크로파 컨택트(microwave contact) 등을 통해 전기적 특성을 변화시킴으로써 데이터를 싣게 된다. 따라서, 광학 변조기 출력(optical modulator output)은 변조된(modulated) 형태의 파형으로 형성된다. 광전 변조기(O/E converter)는 비선형 크리스탈(nonlinear crystal)에 의한 광학 정류(optical rectification) 동작, 광전도 안테나(photoconductive antenna)에 의한 광전 변환(O/E conversion), 광속의 전자 다발(bunch of relativistic electrons)로부터의 방출(emission) 등에 따라 THz 펄스를 생성할 수 있다. 상기와 같은 방식으로 발생한 테라헤르츠 펄스(THz pulse)는 펨토 세컨드(femto second)부터 피코 세컨드(pico second)의 단위의 길이를 가질 수 있다. 광전 변환기(O/E converter)는 소자의 비선형성(non-linearity)을 이용하여, 하향 변환(Down conversion)을 수행한다.
테라헤르츠 스펙트럼의 용도(THz spectrum usage)를 고려할 때, 테라헤르츠 시스템을 위해서 고정된(fixed) 또는 모바일 서비스(mobile service) 용도로써 여러 개의 연속적인 기가헤르츠(contiguous GHz)의 대역들(bands)을 사용할 가능성이 높다. 아웃도어(outdoor) 시나리오 기준에 의하면, 1THz까지의 스펙트럼에서 산소 감쇠(Oxygen attenuation) 10^2 dB/km를 기준으로 가용 대역폭(Bandwidth)이 분류될 수 있다. 이에 따라 상기 가용 대역폭이 여러 개의 밴드 청크(band chunk)들로 구성되는 프레임워크(framework)가 고려될 수 있다. 상기 프레임워크의 일 예시로 하나의 캐리어(carrier)에 대해 테라헤르츠 펄스(THz pulse)의 길이를 50ps로 설정한다면, 대역폭(BW)은 약 20GHz가 된다.
적외선 대역(infrared band)에서 테라헤르츠 대역(THz band)으로의 효과적인 하향 변환(Down conversion)은 광전 컨버터(O/E converter)의 비선형성(nonlinearity)을 어떻게 활용하는가에 달려 있다. 즉, 원하는 테라헤르츠 대역(THz band)으로 하향 변환(down conversion)하기 위해서는 해당 테라헤르츠 대역(THz band)에 옮기기에 가장 이상적인 비선형성(non-linearity)을 갖는 광전 변환기(O/E converter)의 설계가 요구된다. 만일 타겟으로 하는 주파수 대역에 맞지 않는 광전 변환기(O/E converter)를 사용하는 경우, 해당 펄스(pulse)의 크기(amplitude), 위상(phase)에 대하여 오류(error)가 발생할 가능성이 높다.
단일 캐리어(single carrier) 시스템에서 광전 변환기 1개를 이용하여 테라헤르츠 송수신 시스템이 구현될 수 있다. 채널 환경에 따라 달라지지만 멀리 캐리어(Multi carrier) 시스템에서 캐리어 수만큼 광전 변환기가 요구될 수 있다. 특히 전술한 스펙트럼 용도와 관련된 계획에 따라 여러 개의 광대역들을 이용하는 멀티 캐리어 시스템인 경우, 그 현상이 두드러지게 될 것이다. 이와 관련하여 상기 멀티 캐리어 시스템을 위한 프레임 구조가 고려될 수 있다. 광전 변환기를 기반으로 하향 주파수 변환된 신호는 특정 자원 영역(예: 특정 프레임)에서 전송될 수 있다. 상기 특정 자원 영역의 주파수 영역은 복수의 청크(chunk)들을 포함할 수 있다. 각 청크(chunk)는 적어도 하나의 컴포넌트 캐리어(CC)로 구성될 수 있다.
본 개시의 구체적인 실시 예
본 개시는 무선 통신 시스템에서 GSM(generalized spatial modulation) 기법 사용 시 발생하는 오류를 줄이기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 GSM 기법 사용 시 발생 가능한 연집 오류(burst error)를 개선하기 위한 기술을 설명한다.
무선 통신 시스템이 음성 통화뿐만 아니라 다양한 종류의 통신 서비스들을 제공하기 시작하고, 고성능의 스마트 폰이 출현한 이래로, 무선 통신 시스템을 통한 데이터 전송이 급속히 증가하였다. 이러한 추세는 앞으로도 계속될 것으로 예상된다. 대역폭과 전송 전력 등 한정된 자원 하에서 빠른 데이터 속도를 지원하기 위해 다양한 무선 통신 기술들이 개발되어 왔다. 256-QAM 등의 고차원 변조 기법, 다수의 송수신 안테나들을 사용하는 MIMO 기술, 주파수와 시간 영역에서의 다양성을 최대한 활용하는 OFDM 기술 등이 대표적이다. 이러한 무선 전송 기술의 발전에도 불구하고, 기존의 시스템은 급속히 증가하는 데이터 전송 속도를 감당하기 어려울 것으로 예상되었다. 이에 따라, 5G NR은 mmWave 대역을 사용하여 통신 대역폭과 그에 비례하는 데이터 전송 속도를 크게 향상시켰다. 나아가, 향후 6G는 0.1THz 이상의 THz 대역까지 무선 통신을 위해 사용함으로써 통신 대역폭을 크게 증가시키게 될 것이다.
한편, 데이터 전송 속도의 증가는 전력 소모의 증가를 가져오기 때문에, 에너지 효율성이 무선 통신 시스템의 중요한 이슈로 대두되고 있다. 무선 통신 단말이 스마트 폰 중심에서 저전력 IoT 단말 등 다양한 형태로 발전할 것으로 예상됨에 따라, 에너지 효율성은 점점 더 중요해질 것으로 예상된다. THz 대역은 넓은 대역폭으로 데이터 전송률을 높일 수 있다는 장점이 있으나, 에너지 효율성도 함께 높이기 위해서 풀어야 할 문제들이 많다.
일반적으로, 주파수 대역이 높아짐에 따라, 자유 공간에서 발생하는 전파 손실이 커진다. 이는 mmWave, THz 대역으로 갈수록 거리에 따른 전파 손실이 증가함을 의미한다. 특히, THz 대역의 경우, 전파의 직진성이 크므로, 장애물에 의한 손실이 크다. 또한, 주파수에 따라 공기중의 물 분자 등에 의한 흡수 손실이 발생함으로써, THz 대역에서의 전파 손실은 더욱 커진다. 동일한 전송 전력을 기준으로 볼 때, 큰 전파 손실은 곧 셀 반경이 작아짐을 야기한다. 대규모(massive) MIMO 기술은 전파 손실 문제를 해결할 수 있는 중요한 기술로서 주목받고 있다. 주파수가 높아짐에 따라 파장이 짧아지기 때문에, 작은 면적에 대규모의 안테나를 집적하는 것이 용이해진다. 따라서, 대규모 MIMO 기술은 많은 수의 안테나를 이용하여 안테나 이득을 높임으로써 큰 전파 손실을 극복할 수 있는 기술로 주목받는다.
통신 대역폭의 증가는 수신기의 샘플링 속도 증가를 가져온다. 각 아날로그 샘플은 ADC(analog-to-digital converter)를 거쳐 디지털 신호로 변환되는데, 일반적으로 ADC의 전력 소모는 샘플링 속도에 선형적으로 비례하여 증가하는 특성을 보인다. 대역폭의 증가에 따라 샘플링 속도를 증가시키면, 그만큼 소모 전력도 증가한다. 소모 전력 증가를 줄이고자, 저해상도(low-resolution) ADC 사용이 해결 방안의 하나로 연구되고 있다. ADC의 소모 전력량은 비트 개수에 따라 지수 함수적으로 증가하는 특성을 보이기 때문에, 비트 개수를 줄이면 전력 소모가 감소할 수 있다. 다만, 신호의 분해능이 낮아지는 문제가 있기 때문에, 고차원 QAM 변조 기술을 사용하기 어렵다. 즉, 데이터 전송률(throughput) 및 주파수 효율(spectral efficiency)을 높이기 어렵다는 문제가 존재한다.
GSM 기술은 MIMO 시스템에서 고차원 QAM 변조를 사용하지 않으면서, 스펙트럼 효율(spectral efficiency)을 높일 수 있는 무선 전송 기술의 하나이다. GSM은 전체 송신 안테나들 중 일부를 통해 신호를 전송케 한다. 데이터의 일부는 가능한 송신 안테나 조합(transmit antenna combination, TAC) 중 어느 것을 사용하는지에 의해 표현되며, 데이터의 나머지는 선택된 안테나를 통해 송신된 변조 심볼(modulation symbol)들에 의해 표현된다. 예를 들어, 4개의 안테나들 중 2개의 안테나들을 통해 신호를 전송하는 경우, 총 6가지의 안테나 조합들이 가능하다. 4개의 안테나 조합들을 이용하여 2비트의 정보를 표현하고, 선택된 2개의 안테나들을 통해 송신되는 2개의 QPSK의 변조 심볼들을 이용하여 4비트를 표현하면, 하나의 시간 단위 동안 총 6 비트의 데이터가 전송될 수 있다. 여기서, 하나의 시간 단위 동안 선택된 송신 안테나 조합을 통해 송신되는 변조 심볼들은 하나의 송신 심볼로 이해될 수 있다. 즉, 하나의 송신 심볼은 송신 안테나 조합 및 변조 심볼들로 구성되며, 그 송신 심볼은 'GSM 심볼'로 지칭된다. 하나의 GSM 심볼을 통해 전송할 수 있는 비트 개수는 이하 [수학식 1]과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 1]에서, LGSM은 하나의 GSM 심볼을 통해 전송할 수 있는 비트 개수, Nt는 전체 송신 안테나 개수, Na는 활성화되는 송신 안테나 개수, M은 변조 차수(modulation order)를 의미한다.
GSM 시스템에서, TAC에 의해 공간 영역 상에서 전달되는 정보 및 활성화된 안테나를 통해 송신되는 변조 심볼들을 통해 전달되는 정보는 서로 다른 채널 특성을 경험하는 것으로 볼 수 있다. 변조 심볼을 통해 전달되는 정보는 각 안테나의 위상 잡음과 안테나 사이 간섭의 영향을 상대적으로 더 많이 받는다. TAC에 의해 전달되는 정보는 다수의 안테나들의 조합을 통해 전달되는 것이기 때문에, 위상 잡음이나 안테나간 간섭에 상대적으로 덜 민감하고, 공간적인 다양성(diversity)에 의한 이득을 가질 수 있다. 이러한 특성으로 인해, GSM 시스템은 위상 잡음이 많은 THz 대역에서 공간 다중화(spatial multiplexing) MIMO 시스템에 비해 더 나은 성능을 가질 수 있다.
무선 통신, 특히, 이동 통신 시스템에서 단말의 이동 등으로 인한 전파 환경의 변화에 대응하기 위해 여러 가지 적응 기술이 사용될 수 있다. 예를 들어, 기지국 및 단말 간 거리 등에 따른 경로 손실의 크기에 따라 송신 전력을 조정하는 전력 제어(power control)가 사용될 수 있다.
적응형 변조 및 코딩(adaptive modulation and coding, AMC)은 무선 링크 품질에 따라 적절한 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme, MCS)을 선택하는 기술이다. 단말이 신호 대 간섭과 잡음 비율(signal to interference plus noise ratio, SINR)를 측정하고, 기지국에 채널 품질 지시자(channel quality indicator, CQI)를 보고하면, 기지국은 채널 상태에 적절한 변조 차수(modulation order)와 코딩 방식, 부호화율(coding rate) 등을 선택 및 적용한다. 채널 품질에 적정한 MCS를 선택함으로써, 효율적으로 오류율을 낮추면서 데이터 전송량을 늘리는 것이 가능해진다. 하지만, AMC를 적용하더라도, 1회의 전송 만으로 늘 전송이 성공하기를 기대하는 것은 어렵다. 다시 말해, AMC를 적용하더라도, 여전히 오류가 발생할 가능성이 존재한다. 만일 오류율을 매우 낮은 수준으로 낮추고자 하는 경우, 사용되는 자원이 크게 증가한다는 한계가 있다. 이러한 문제를 개선하기 위해, 하이브리드 자동 반복 요청(hybrid automatic repeat request, HARQ) 기법이 AMC와 함께 사용될 수 있다.
HARQ는 순방향 오류 정정(forward error correction, FEC) 및 자동 반복 요청(automatic repeat request, ARQ)이 결합된 기술이다. 송신기는 순방향 오류 정정 부호로 인코딩(encoding)된 데이터를 송신한다. 수신기는 수신된 신호를 디코딩(decoding)함으로써 데이터 전송 블록(transport block, TB)의 오류 여부를 확인하고, 오류가 검출되면 송신기에 재전송을 요청한다. 송신기는 순방향 오류 정정 부호로 인코딩된 데이터를 재전송하고, 수신기는 이전에 수신된 신호 및 새롭게 수신된 신호를 결합한 후 디코딩한다. 이로 인해, 코딩 이득이 증대되고, 오류 확률이 낮아진다. 데이터를 재전송할 때, 이전에 전송된 데이터와 동일한 인코딩 데이터를 전송하는 CC(chase combining) 방식 및 새로운 패리티 비트를 포함한 인코딩 데이터를 전송하는 IR(incremental redundancy) 방식 중 하나가 사용될 수 있다. IR 방식은 CC 방식에 비해 다소 복잡하지만, 더 우수한 성능을 가진다. 통신 시스템의 전송 속도가 증가하면서, 큰 하나의 전송 블록을 여러 개의 코드 블록(code block, CB)들로 분할하는 기술이 사용되기도 한다. 송신기는 전체 전송 블록뿐만 아니라 각 코드 블록에도 CRC(cyclic redundancy check)를 부가하고, 수신기는 각 코드 블록 별 CRC을 확인함으로써 오류가 발생한 코드 블록 또는 여러 개의 코드 블록들을 포함하는 코드 블록 그룹(code block group, CBG)의 재전송을 요청함으로써 무선 자원을 절약하고 전송 효율을 개선할 수 있다.
도 23은 본 개시에 적용 가능한 GSM 기법을 사용하는 송신기 및 수신기의 구조를 나타낸 도면이다. 도 23은 송신기(2310) 및 수신기(2360)의 구조를 예시한다.
도 23을 참고하면, 송신기(2310)는 직렬-병렬 변환부(serial to parallel convertor)(2312), TAC 맵핑부(2314), 복수의 변조 맵핑부들(2316-1 내지 2316-Na), GSM 변조부(2318)를 포함한다. 직렬-병렬 변환부(2312)는 입력되는 송신 비트들 
를 병렬화한다. 병렬화된 
의 일부인 
는 TAC 매핑부(2314)로, 나머지 
는 복수의 변조 맵핑부들(2316-1 내지 2316-Na)로 제공된다. TAC 맵핑부(2314)는 
의 값에 따라 변조 심볼들을 송신하기 위해 사용할 안테나 조합을 결정하고, 결정 결과를 GSM 변조부(2318)에 제공한다. 복수의 변조 맵핑부들(2316-1 내지 2316-Na)는 성상도(constellation)에 따라 
로부터 변조 심볼들을 생성한다. GSM 변조부(2318)는 복수의 변조 맵핑부들(2316-1 내지 2316-Na)로부터 출력되는 변조 심볼들이 TAC 맵핑부(2314)에 의해 결정된 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 송신되도록 GSM 심볼을 형성한다. 즉, GSM 변조부(2318)는 변조 심볼들을 선택된 송신 안테나 조합에 매핑한다. 안테나에 맵핑된 변조 심볼들은 아날로그 변환, RF 변환, 증폭 등의 처리를 거친 후, Nt개 송신 안테나들 중 TAC 맵핑부(2314)에 의해 결정된 Na개 안테나들을 통해 송신되고, MIMO 채널을 거쳐 수신기(2360)에 수신된다.
도 23을 참고하면, 수신기(2360)는 GSM 검출부(2362), TAC 디매핑부(2364), 복수의 변조 디맵핑부들(2366-1 내지 2366-Na), 병렬-직렬 변환부(parallel to serial convertor)(2368)를 포함한다. GSM 검출부(2362)는 Nr개의 안테나들을 통해 수신되는 GSM 심볼을 검출한다. 즉, GSM 검출부(2362)는 송신기(2310)에서 변조 심볼들을 송신하기 위해 사용한 적어도 하나의 안테나를 식별하고, 변조 심볼들을 검출한다. 이를 위해, GSM 검출부(2362)는 MIMO 채널을 추정할 수 있다. GSM 검출부(2362)는 추정된 MIMO 채널에 기반하여 GSM 심볼을 검출할 수 있다. 추가적으로, GSM 검출부(2362)는 추정된 MIMO 채널에 기반하여 등화(equalization) 동작을 수행할 수 있다. TAC 디매핑부(2364)는 GSM 검출부(2362)에 의해 검출된 송신 안테나 조합에 대응하는 비트들 
를 출력한다. 복수의 변조 디맵핑부들(2366-1 내지 2366-Na)는 성상도에 따라 GSM 검출부(2362)에 의해 검출된 변조 심볼들에 대응하는 비트들 
을 출력한다. 병렬-직렬 변환부(2368)는 입력되는 
및 
를 직렬화함으로써, 송신 비트들의 추정 
을 출력한다.
도 23에 도시되지 아니하였으나, 송신기(2310)는 채널 코딩을, 수신기(2360)는 채널 디코딩을 수행할 수 있다. 채널 코딩은 TAC 맵핑부(2314), 복수의 변조 맵핑부들(2316-1 내지 2316-Na)의 전단에 어디서든, 채널 디코딩은 TAC 디매핑부(2364), 복수의 변조 디맵핑부들(2366-1 내지 2366-Na) 후단의 어디서든 수행될 수 있다. 예를 들어, 직렬-병렬 변환부(2312)에 입력되는 비트들에 대하여, 또는 직렬-병렬 변환부(2312)에서 출력된 비트들에 대하여 채널 코딩이 수행될 수 있다. 또한, 병렬-직렬 변환부(2368)에 입력되는 비트들에 대하여 또는 병렬-직렬 변환부(2368)에서 출력된 비트들에 대하여 채널 디코딩이 수행될 수 있다.
도 23에 예시된 송신기 및 수신기는 '단말 및 기지국', '기지국 및 단말', '기지국 및 기지국', '단말 및 단말' 중 어느 하나로 이해될 수 있다. 예를 들어, 하향링크 통신의 경우, 송신기는 기지국에 포함되고, 수신기는 단말에 포함된다. 다른 예로, 상향링크 통신의 경우, 송신기는 단말에 포함되고, 수신기는 기지국에 포함된다. 또 다른 예로, 단말 간 통신의 경우, 송신기는 제1 단말, 수신기는 제2 단말에 포함된다. 또 다른 예로, 무선 백홀 통신의 경우, 송신기는 제1 기지국, 수신기는 제2 기지국에 포함된다. 즉, 도 23에 예시된 송신기 및 수신기 또는 이하 설명되는 송신기 및 수신기는 다양한 장치들에 포함될 수 있다.
도 23과 같은 구조를 가지는 송신기 및 수신기를 이용하여 GSM 기술에 기반한 MIMO 전송이 가능하다. GSM 시스템은 매 심볼마다 TAC 및 활성(active) 안테나를 통해 송신되는 변조 심볼을 통해 데이터를 표현한다. 예를 들어, 총 4개의 송신 안테나들이 사용되고, 매 심볼마다 2개의 안테나들을 통해 데이터를 전송한다면, 매 심볼마다 6개의 TAC들 중 하나가 선택될 수 있다. 이 중, 4개의 TAC들을 선택 가능한 후보들로 지정하고, 각 TAC마다 정보 비트를 대응(mapping)시키면, TAC를 통해 2비트의 정보가 전송될 수 있다. 추가적으로, 2개의 안테나들 각각에서 QPSK 심볼을 전송하면, 총 6비트가 전송될 수 있다. 4개의 안테나들 중 2개로 구성되는 TAC들이 표현하는 정보의 예는 이하 표 6과 같다.
| 송신 안테나 조합 | 정보 비트 |
| (1,2) | 00 |
| (1,3) | N/A |
| (1,4) | 01 |
| (2,3) | 10 |
| (2,4) | 11 |
| (3,4) | N/A |
GSM 시스템은 매 GSM 심볼마다 TAC와 각 활성(active) 안테나에서 송신되는 변조 심볼들을 통해 데이터를 송신한다. 수신기는 TAC 검출 및 각 활성 안테나에서 검출된 변조 심볼들에 대한 복조를 통해 데이터를 복구할 수 있다. 최대 우도(maximum likelihood, ML) 검출은 수신된 신호를 채널 효과가 반영된 송신 가능한 모든 TAC 및 변조 심볼들의 조합들의 후보들과 비교함으로써, 가장 가능성이 높은 TAC 및 변조 신들을 조합을 결정한다. 따라서, ML 검출은 최적의 성능을 제공할 수 있다. 하지만, 송수신 안테나 개수가 증가함에 따라, ML 검출의 복잡도가 지수 함수적으로 증가하기 때문에, 대규모 MIMO 시스템에서 ML 검출의 구현은 큰 비용을 요구한다. 복잡도를 낮추는 방안으로서, 우선 TAC를 검출하고, 검출된 TAC의 활성 안테나 신호를 복조하는 GSM 검출 알고리즘이 사용될 수 있다.
TAC 검출 알고리즘 및 변조 심볼들의 복조 알고리즘은 상이하기 때문에, TAC에 의해 전달되는 데이터 및 변조 심볼에 의해 전달되는 데이터의 오류율은 서로 다른 확률로 나타날 가능성이 높다. 또한, 다양한 채널 특성이 TAC에 의해 전달되는 데이터 및 변조 심볼에 의해 전달되는 데이터에 동일한 오류 확률로 나타난다고 보기도 어렵다. 따라서, 송신기에서 데이터에 섞여 전송되는 파일럿(pilot) 신호의 SINR을 측정함으로써 채널 품질을 결정하고, 채널 품질에 기반하여 MCS를 선택하는 기존의 AMC 기술을 GSM 시스템에 그대로 적용하는 것은 다음과 같은 문제점들을 내포할 수 있다.
첫째, TAC에 의해 전달되는 데이터 및 변조 심볼에 의해 전달되는 데이터가 겪는 채널 품질이 서로 다를 수 있다. 나아가, 시간적, 공간적 환경에 따라 채널 품질의 차이가 일정하지 않을 수 있다. 둘째, TAC 검출 오류로 인한 연집 오류(burst error)로 인해 변조 심볼의 SINR과 실제 오류율이 일치하지 아니할 수 있다. 셋째, 측정된 채널 품질을 기반으로 MCS를 선택함에 있어 TAC는 변조 방식 및 차수를 선택할 수 없다.
GSM 시스템에서 전술한 문제들을 효율적으로 해결하면서 데이터 전송률을 극대화할 수 있는 AMC 구조 및 방안이 필요하다. 아울러, 최초 전송에서 일정 수준의 전송 블록 오류(transport block error)를 허용하고, 재전송으로 복구하는 HARQ는 AMC의 구조의 영향을 받는다. 따라서, 새로운 AMC 구조에 적합한 HARQ 구조도 필요하다.
도 24는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 신호를 송신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다. 도 24는 송신기(예: 도 23의 송신기(2310))를 포함하는 장치의 동작 방법을 예시한다. 이하 설명에서, 도 24의 동작 주체는 '장치'로 지칭되나, 송신단, 송신 장치, 송신기 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
도 24를 참고하면, S2401 단계에서, 장치는 채널 코딩을 수행함으로써 송신 비트들을 생성한다. 장치는 정보 비트들로부터 부호화된 비트들을 결정하며, 적어도 하나의 인코더를 사용할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 채널 코딩은 TAC에 의해 전달될 송신 비트들 및 변조 심볼들에 의해 전달될 송신 비트들에 대해 별도로(separately) 수행될 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 채널 코딩은 TAC에 의해 전달될 송신 비트들 및 변조 심볼들에 의해 전달될 송신 비트들에 대해 구분 없이 수행될 수 있다. 이때, 채널 코딩의 부호화율(coding rate, CR)은 파일럿 신호를 이용하여 측정된 채널 품질에 기반하여 선택되고, 송신기 및 수신기 간 시그널링을 통해 전달될 수 있다. 여기서, 파일럿 신호는 '기준 신호(reference signal)' 또는 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
S2403 단계에서, 장치는 송신 비트들 중 제1 부분에 기반하여 적어도 하나의 송신 안테나를 선택한다. 다시 말해, 장치는 제1 부분의 값에 대응하는 TAC를 선택한다. 제1 부분은 GSM 심볼 단위로 분할된 비트 블록에서 GSM에 관련된 설정(configuration)에 의해 지시되는 위치에 존재하는 적어도 하나의 비트를 포함한다.
S2405 단계에서, 장치는 송신 비트들 중 제2 부분에 기반하여 변조 심볼들을 생성한다. 다시 말해, 장치는 설정된 변조 방식 및 변조 차수에 따른 성상도에 기반하여 제2 부분의 값에 대응하는 변조 심볼들을 생성한다. 변조 심볼들의 개수는 선택된 TAC에 포함된 안테나 개수와 동일할 수 있다. 이때, 변조 방식 및 변조 차수는 파일럿 신호를 이용하여 측정된 채널 품질에 기반하여 선택되고, 송신기 및 수신기 간 시그널링을 통해 전달될 수 있다.
S2407 단계에서, 장치는 선택된 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 변조 심볼들을 송신한다. 즉, 장치는 제1 부분의 값에 대응하는 TAC에 포함되는 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 제2 부분에 기반하여 생성된 변조 심볼들을 송신한다.
도 25는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 신호를 수신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다. 도 25는 수신기(예: 도 23의 수신기(2360))를 포함하는 장치의 동작 방법을 예시한다. 이하 설명에서, 도 25의 동작 주체는 '장치'로 지칭되나, 수신단, 수신 장치, 수신기 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
도 25를 참고하면, S2501 단계에서, 장치는 신호를 수신한다. 장치는 상대방 장치에서 복수의 송신 안테나들 중 적어도 하나를 통해 송신된 신호를 수신한다. 이때, 장치는 상대방 장치에서 가용한 모든 송신 안테나들에서 신호들이 송신된 것을 전제하여 수신 신호를 생성할 수 있다. 수신 신호는 신호들의 벡터 또는 행렬로서, 상대방 장치의 송신 안테나 별 신호들을 포함할 수 있다. 이 경우, 일부 안테나에 대응하는 적어도 하나의 신호는 잡음만을 포함할 수 있다.
S2503 단계에서, 장치는 송신 안테나 조합을 검출한다. 장치는 수신 신호에 기반하여 송신 안테나 조합을 검출할 수 있다. 수신 신호에 포함된 안테나 별 신호들 중 상대방 장치에서 신호를 송신하지 아니한 안테나에 대응하는 신호는 신호를 송신한 안테나에 대응하는 신호에 비하여 낮은 에너지 값을 가질 수 있다. 따라서, 장치는 수신 신호에 포함된 송신 안테나 별 신호들의 에너지 크기에 기반하여 신호를 송신한 적어도 하나의 안테나, 즉, 송신 안테나 조합을 식별할 수 있다. 또는, 장치는 ML(maximum likelihood) 방식에 기반하여 송신 안테나 조합을 식별할 수 있다. 즉, 장치는 가능한 모든 송신 안테나 조합들에 대응하는 수신 신호 후보들 중 생성된 수신 신호와 가장 유사한 수신 신호 후보를 선택하고, 선택된 후보에 대응하는 송신 안테나 조합을 사용된 송신 안테나 조합으로 판단할 수 있다.
S2505 단계에서, 장치는 검출된 송신 안테나 조합에 대응하는 변조 심볼들을 검출한다. 장치는 송신 안테나 조합에 속하는 적어도 하나의 안테나에서 송신된 변조 심볼을 추정한다. 이를 위해, 장치는 안테나 별 채널들 간 간섭을 제거하고, 변조 심볼들을 추정할 수 있다. 즉, 장치는 MIMO 검출 동작을 수행함으로써 수신 신호로부터 송신 안테나 조합에 속하는 적어도 하나의 안테나에 대응하는 변조 심볼을 검출할 수 있다. 이를 위해, 장치는 변조 방식 및 변조 차수에 대한 정보를 필요로 한다. 변조 심볼의 변조 방식 및 변조 차수는 파일럿 신호를 이용하여 측정된 채널 품질에 기반하여 선택된 후, 본 절차 이전에 송신기 및 수신기 간 시그널링을 통해 전달될 수 있다.
S2507 단계에서, 장치는 송신 안테나 조합 및 변조 심볼들로부터 송신 비트들을 추정한다. 장치는 송신 안테나 조합으로부터 송신 비트들의 제1 부분을 추정하고, 검출된 변조 심볼들을 복조함으로써 송신 비트들의 제2 부분을 추정할 수 있다.
도 25에 도시되지 아니하였으나, 장치는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 비트들에 대해 채널 디코딩을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 채널 디코딩은 TAC로부터 추정된 제1 부분 및 변조 심볼들로부터 추정된 제2 부분에 대해 별도로(separately) 수행될 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 채널 디코딩은 제1 부분 및 제2 부분에 대한 구분 없이 수행될 수 있다. 이를 위해, 장치는 부호화율에 대한 정보를 필요로 한다. 채널 디코딩의 부호화율은 파일럿 신호를 이용하여 측정된 채널 품질에 기반하여 선택된 후, 본 절차 이전에 장치 및 상대방 장치 간 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 부호화율에 대한 정보는 S2501 단계에서 수신된 신호의 스케줄링 정보와 함께 시그널링될 수 있다.
도 24 및 도 25를 참고하여 설명한 바와 같이, 송신기 및 수신기는 채널 품질에 기반하여 결정된 부호화율 및 변조 차수에 따라 채널 코딩/디코딩 및 변조/복조를 수행할 수 있다. 이를 위해, 송신기는 채널 품질을 측정하기 위한 파일럿 신호를 송신하고, 수신기는 파일럿 신호에 기반하여 채널 품질을 측정할 수 있다. 채널 품질 정보를 이용하기 위한 송신기 및 수신기의 구조가 이하 도 26a 및 도 26b를 참고하여 설명된다.
도 26a는 본 개시에 적용 가능한 GSM 기법을 사용하는 송신기의 채널 품질을 이용하기 위한 구조를 나타낸 도면이다.
도 26a를 참고하면, 송신기는 MCS 선택부(MCS selection unit)(2612), 코드 블록 분할부(code block segmentation unit)(2614), 복수의 채널 코딩 체인들(channel coding chains)(2616-1 내지 2616-NCB), TAC/변조 할당부(TAC/modulation assignment unit)(2618), GSM 송신부(GSM transmitter)(2620)를 포함한다.
MCS 선택부(2612)는 수신기로부터 피드백된 CSI(channel state information)에 기반하여 MCS 레벨, 즉, 부호화율 및 변조 차수를 결정한다. 결정된 부호화율 및 변조 차수는 채널 코딩 및 부호화에 관련된 동작들을 수행하는 다른 블록들에게 제공된다. 여기서, CSI는 채널 품질 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 채널 품질 정보는 TAC에 관련된 제1 CQI, 변조 심볼들에 관련된 제2 CQI, 연집 오류를 고려한 제3 CQI 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 제3 CQI는 제1 CQI 또는 제2 CQI 대비 오프셋(offset) 값으로 대체될 수 있다. 또는, 제3 CQI는 제3 CQI를 결정하기 위한 다른 형태의 값으로 대체될 수 있다.
코드 블록 분할부(2614)는 입력되는 전송 블록(transport block, TB)을 코드 블록들로 분할한다. 코드 블록 분할부(2614)는 MCS 선택부(2612)로부터 제공되는 채널 품질 정보에 기반하여 전송 블록을 분할할 수 있다. 예를 들어, 코드 블록 분할부(2614)는 매 송신 간격(transmit time interval, TTI)마다 CQI에 기반하여 전송할 데이터 블록(예: 전송 블록)의 크기를 결정하고, 결정된 크기만큼의 데이터를 상위 계층으로부터 획득한다. 전송 블록의 크기에 따라 전체 전송 블록이 하나의 코드 블록이 되거나, 또는 둘(2) 이상의 코드 블록들로 분할될 수 있다.
복수의 채널 코딩 체인들(2616-1 내지 2616-NCB)은 NCB개의 코드 블록들에 대한 채널 코딩을 수행한다. 여기서, NCB는 1 이상의 정수이다. 도 26a에 도시된 복수의 채널 코딩 체인들(2616-1 내지 2616-NCB)은 NCB개의 물리적인 회로들로 이해되거나 또는 적어도 하나의 회로에 의한 NCB회의 순차적 또는 병렬적인 채널 코딩 동작으로 이해될 수 있다. 하나의 전송 블록으로부터 하나의 코드 블록만이 도출된 경우, 복수의 채널 코딩 체인들(2616-1 내지 2616-NCB)은 하나의 채널 코딩 체인으로 대체될 수 있다.
TAC/변조 할당부(2618)는 GSM 심볼에 대응하는 블록 단위로 분할하고, 각 블록의 비트들을 TAC에 의해 전달되는 제1 부분 및 변조 심볼들에 의해 전달되는 제2 부분으로 분할한다. 제1 부분을 포함하는 bTAC 및 제2 부분을 포함하는 bMOD는 구분 가능한 형식으로 GSM 송신부(2620)로 제공된다.
GSM 송신부(2620)는 입력되는 제1 부분 및 제2 부분을 이용하여 GSM 심볼을 생성한다. 제1 부분의 값에 기반하여 변조 심볼들을 송신하기 위해 사용할 안테나 조합을 결정하고, 제2 부분의 값에 기반하여 성상도에 따라 변조 심볼들을 생성한다. 이때, GSM 송신부(2620)는 MCS 선택부(2612)에 의해 지시되는 변조 차수에 따라 변조 심볼들을 생성할 수 있다. 변조 심볼들은 아날로그 변환, RF 변환, 증폭 등의 처리를 거친 후, Nt개 송신 안테나들 중 제1 부분에 기반하여 결정된 Na개 안테나들을 통해 송신된다.
재전송 스케줄링부(retransmission scheduling unit)(2622)는 수신기로부터 피드백된 ACK/NACK 정보에 기반하여 데이터의 재전송을 스케줄링한다. 재전송되는 데이터는 적어도 하나의 코드 블록을 포함할 수 있다. 재전송의 스케줄링 결과는 복수의 채널 코딩 체인들(2616-1 내지 2616-NCB)로 전달되고, 복수의 채널 코딩 체인들(2616-1 내지 2616-NCB)은 재전송될 코드 블록을 스케줄링 결과에 따라 출력한다.
도 26b는 본 개시에 적용 가능한 GSM 기법을 사용하는 수신기의 채널 품질을 피드백하기 위한 구조를 나타낸 도면이다.
도 26b를 참고하면, 수신기는 GSM 검출부(GSM detector)(2662), 비트 수집부(bit collection unit)(2664), 복수의 채널 디코딩 체인들(2666-1 내지 2666-NCB), 코드 블록 연접부(code block concatenation unit)(2668)를 포함한다.
GSM 검출부(2662)는 Nr개의 안테나들을 통해 수신되는 GSM 심볼을 검출한다. 즉, GSM 검출부(2662)는 송신기에서 변조 심볼들을 송신하기 위해 사용한 적어도 하나의 안테나를 식별하고, 변조 심볼들을 검출한다. GSM 검출부(2662)는 식별된 적어도 하나의 안테나를 포함하는 TAC 및 변조 심볼들로부터 송신 비트들을 추정한다. 송신 비트들의 추정 결과는 경판정(hard decision)된 비트이거나, LLR(log-likelihood ratio) 또는 다른 형태의 연판정(soft decision) 값을 포함할 수 있다.
비트 수집부(2664)는 추정된 비트 값들을 수집하고, 수집된 비트 값들을 코드 블록 단위로 출력한다. 다시 말해, 비트 수집부(2664)는 채널 디코딩 가능한 비트 블록을 형성하기 위해 추정된 비트 값들을 버퍼링한다.
복수의 채널 디코딩 체인들(2666-1 내지 2666-NCB)은 NCB개의 코드 블록들에 대한 채널 디코딩을 수행한다. 그리고, 복수의 채널 디코딩 체인들(2666-1 내지 2666-NCB) 각각은 디코딩된 코드 블록들에 대한 CRC 검사를 수행할 수 있다. 여기서, NCB는 1 이상의 정수이다. 도 26b에 도시된 복수의 채널 디코딩 체인들(2666-1 내지 2666-NCB)은 NCB개의 물리적인 회로들로 이해되거나 또는 적어도 하나의 회로에 의한 NCB회의 순차적 또는 병렬적인 채널 디코딩 동작으로 이해될 수 있다. 하나의 전송 블록으로부터 하나의 코드 블록만이 도출된 경우, 복수의 채널 디코딩 체인들(2666-1 내지 2666-NCB)은 하나의 채널 디코딩 체인으로 대체될 수 있다.
코드 블록 연접부(2668)는 디코딩된 코드 블록들을 연접함으로써 전송 블록을 복원한다. 코드 블록 연접부(2668)는 전송 블록에 대한 CRC 검사를 수행할 수 있다. 복수의 채널 디코딩 체인들(2666-1 내지 2666-NCB) 및 코드 블록 연접부(2668)의 CRC 검사 결과에 의해, 코드 블록 별 수신 성공 여부 및 전송 블록의 수신 성공 여부가 판정될 수 있다. 코드 블록 또는 전송 블록의 수신 성공 여부는 ACK/NACK 정보를 통해 송신기로 피드백될 수 있다.
ACK/NACK 정보는 모든 코드 블록의 수신 성공을 지시하는 ACK 또는 수신 실패된 코드 블록 또는 전송 블록을 지시하는 NACK 중 하나를 포함한다. NACK이 지시하는 대상은 적어도 하나의 코드 블록, 적어도 하나의 코드 블록 그룹, 또는 전송 블록일 수 있다. 예를 들어, ACK/NACK 정보는 모든 코드 블록들 또는 모든 코드 블록 그룹들에 대응하는 비트들을 포함하는 비트맵(bitmap)을 포함할 수 있다. 이 경우, 비트맵에 포함되는 각 비트는 각 코드 블록 또는 코드 블록 그룹의 수신 성공 여부를 지시하는 값으로 설정된다. 다른 예로, ACK/NACK 정보는 수신 실패한 코드 블록 또는 코드 블록 그룹의 인덱스(index)를 포함할 수 있다.
도 26a 및 도 26b를 참고하여 설명한 송신기 및 수신기의 구조에 따르면, 전송 블록의 크기에 따라 전송 블록이 복수의 코드 블록들로 분할되거나 또는 하나의 코드 블록으로서 송신될 수 있다. 도 26a 및 도 26b에 도시되지 아니하였으나, 코드 블록의 분할 여부는 시그널링(signaling)(예: L1 시그널링)을 통해 송신기 및 수신기 간 공유될 수 있다. 예를 들어, 셀룰러 망의 하향링크의 경우, 송신기를 포함하는 기지국이 수신기를 포함하는 단말에게 시그널링을 통해 코드 블록 분할 송신 여부를 알려줄 수 있다. 상향링크의 경우, 수신기를 포함하는 기지국이 송신기를 포함하는 단말에게 시그널링을 통해 코드 블록 분할 송신 여부를 지시하고, 단말이 시그널링에 따라 데이터를 송신할 수 있다.
도 26a 및 도 26b를 참고하여 설명한 송신기 및 수신기의 구조에 따라, CSI, 즉 채널 정보가 피드백될 수 있다. 단, 상황에 따라, 예를 들어, 수신기가 송신기의 동작을 제어하는 경우, 채널 정보의 피드백은 생략될 수 있다. 여기서, 채널 정보에 복수의 채널 품질 값들이 포함될 수 있다. 복수의 채널 품질 값들이 포함되는 이유는 다음과 같다.
TAC에 의해 전달되는 데이터 및 변조 심볼에 의해 전달되는 데이터에 미치는 채널의 영향은 다르다. 또한, TAC 검출 및 변조 심볼의 복조 알고리즘이 같지 아니할 수 있다. 나아가, 채널의 영향이 시간적, 공간적 환경에 의해 변할 수 있으므로, TAC 및 변조 심볼에 대한 CQI를 별도로 생성하는 것이 효율적일 수 있다. 이 경우, 송신기는 각 CQI에 기반하여 TAC에 의해 전달되는 데이터에 대한 MCS 레벨 및 변조 심볼에 의해 전달되는 데이터에 대한 MCS 레벨을 선택하거나, 또는 두(2) CQI들을 통합한 CQI에 기반하여 MCS 레벨을 선택할 수 있다. 따라서, 하나의 CQI를 이용하는 경우 대비, 복수의 CQI들을 이용하는 것이 유연성 및 최적화 관점에서 유리하다. 이하 설명의 편의를 위해, TAC에 대한 CQI는 'CQITAC', 변조 심볼들에 대한 CQI는 'CQIMOD'라 지칭된다.
CQIMOD는 TAC 검출 오류가 없다고 가정하고 수신된 파일럿 신호의 SINR을 측정함으로써 결정될 수 있다. 그러나, TAC 검출 오류의 미발생을 보장할 수 없으므로, TAC 검출 오류가 고려되는 것이 바람직하다. TAC 검출 오류에 따른 연집 오류(burst error)가 발생하면, 변조 심볼의 심볼 오류 및 비트 오류가 파일럿 신호의 SINR로 예측된 것보다 더 커질 수 있다. TAC 검출 오류가 많고 변조 차수가 커지면, 연집 오류도 증가하기 때문에, 송신기는 TAC 검출 오류를 고려하여 MCS를 선택할 필요가 있다. TAC 검출 오류, 이에 따른 변조 심볼들의 연집 오류 및 전체적인 GSM 수신기의 성능(예: BLER 등)은 수신 알고리즘에 따라 달라질 수 있기 때문에, 연집 오류로 인한 CQI의 조정값은 수신기에서 산출하는 것이 더 정확한 결과를 제공할 수 있다. 수신기는 CQITAC로부터 TAC 검출 오류 확률을 계산하고, 계산된 오류 확률로부터 변조 심볼의 연집 오류 확률을 계산할 수 있다. CQIMOD에서 연집 오류의 영향을 조정(burst error adjustment, BEA)한 CQI는 이하 [수학식 2]와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 2]에서, CQIMOD,BEA는 CQIMOD에서 연집 오류의 영향을 조정한 CQI, CQIMOD는 연집 오류가 없음을 가정한 변조 심볼들에 대한 CQI, CQIBEA-Offset는 조정 오프셋(≥0)을 의미한다. CQIBEA-Offset은 잡음 및 간섭 신호의 세기 등 채널 상황과 목표하는 BLER 등에 따라 변할 수 있다.
수신기에서 송신기로 CQI 정보를 송신할 때, 수신기는 CQITAC, CQIMOD, CQIBEA-Offset를 전송할 수 있다. CQIBEA-Offset이 0인 경우, 수신기는 피드백 정보에서 CQIBEA-Offset를 0으로 설정할 수 있다. 또는, CQIBEA-Offset이 0인 경우, 수신기는 CQIBEA-Offset를 제외하고 CQITAC와 CQIMOD만 송신할 수 있다. 이 경우, 송신기는 CQIBEA-Offset의 부재를 CQIBEA-Offset이 0인 것으로 해석한다. 동일한 시간 및 주파수 자원을 이용하여 복수의 CQI 값들을 전송하는 경우, CQIBEA-Offset를 송신하면, CQIBEA-Offset를 송신하지 아니하는 경우에 비해 부호화율이 높아진다. 높아진 부호화율을 보상하기 위해 수신기는 전송 전력을 높일 수 있다.
피드백되는 채널 정보에 포함되는 CQI 값들의 개수 및 종류가 가변적인 경우, 채널 정보를 수신하는 장치에서 CQI 값들의 개수를 판단하기 위한 방안이 요구된다. 채널 정보에 포함된 CQI 값들의 개수는 블라인드 검출(blind detection) 또는 지시자(indication)에 의해 판단될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 부호화율의 차이에 기반한 블라인드 검출이 이용될 수 있다. 송신기는 두 가지(예: CQIBEA-Offset가 포함된 경우 및 포함되지 아니하는 경우) 부호화율들 모두에 대해 디코딩을 수행하고, 복원에 성공하는 디코딩에 따라 전송된 CQI 정보를 알아낼 수 있다. 즉, CQIBEA-Offset을 송신하는 경우와 송신하지 아니하는 경우에 부호화율, 전송 전력 등을 달리함으로써, 채널 정보를 송신하는 수신기는 전송 품질을 유지하고, 송신기는 블라인드 검출을 수행할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 명시적 또는 묵시적 지시자가 이용될 수 있다. 수신기는 채널 정보에 포함되는 항목들을 지시하는 지시자를 추가할 수 있다. 송신기는 지시자를 통해 CQITAC와 CQIMOD만 송신되었는지 또는 CQITAC, CQIMOD, CQIBEA-Offset 모두가 송신되었는지 판단할 수 있다.
도 26a 및 도 26b를 참고하여 설명한 송신기 및 수신기의 구조에 따라, ACK/NACK이 피드백될 수 있다. 단, 상황에 따라, 예를 들어, 수신기가 송신기의 동작을 제어하는 경우, ACK/NACK의 피드백은 생략될 수 있다. 예를 들어, 셀룰러 망의 하향링크의 경우, 단말이 기지국으로 ACK/NACK 정보를 전송한다. 다른 예로, 상향링크의 경우, 무선 자원의 스케줄링(scheduling)을 수행하는 기지국이 수신기를 포함하므로, 단말로 ACK/NACK을 전송할 필요 없이 시그널링(예: L1 시그널링)을 통해 단말에게 재전송할 코드 블록을 알려줄 수 있다. 이에 따라, 송신기는 ACK/NACK 또는 스케줄링 정보에 따라 오류가 발생한 전송 블록, 코드 블록 또는 코드 블록 그룹을 재전송할 수 있다.
유사하게, 셀룰러(cellular) 망의 하향링크의 경우, 단말이 기지국으로 CQITAC와 CQIMOD, CQIBEA-Offset를 모두 전송하거나, 또는 CQITAC와 CQIMOD만을 전송할 수 있다. 반면, 셀룰러 망의 상향링크의 경우, 단말이 송신기, 기지국이 수신기를 포함하므로, 단말이 전송한 파일럿 신호를 이용하여 기지국이 CQI 정보를 획득한다. 단말이 송신기이더라도, 송신에 필요한 모든 정보는 기지국에서 단말에게 제공되는 경우가 일반적이다. 이 경우, 단말은 CQI 정보를 필요로 하지 않을 수 있기 때문에, 별도의 CQI 피드백 동작은 수행되지 아니할 수 있다. 하향링크의 경우가 이하 도 27을 참고하여, 상향링크의 경우가 이하 도 28을 참고하여 보다 상세히 설명된다.
도 27은 본 개시에 적용 가능한 기지국 및 단말에서 하향링크 통신을 위한 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다. 도 27은 기지국(2710) 및 단말(2720) 간 신호 교환을 예시한다. 도 27에서, 기지국(2710)은 도 26a의 송신기를, 단말(2720)은 도 26b의 수신기를 포함한다.
도 27을 참고하면, S2701 단계에서, 기지국(2710)은 단말(2720)에게 파일럿 신호를 송신한다. 파일럿 신호는 적어도 후보 TAC의 개수만큼 반복적으로 송신될 수 있으며, 매 반복 시 사용되는 TAC는 달라질 수 있다. 예를 들어, 기지국(2710)은 주기적으로 약속된 TAC 및 변조 신볼들로 구성된 파일럿 신호를 송신할 수 있다. 도 27에 도시되지 아니하였으나, 파일럿 신호를 송신하기에 앞서, 기지국(2710)은 단말에게 채널 측정에 대한 설정(configuration) 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 설정 정보는 파일럿 신호를 구성하는 시퀀스에 관련된 정보, 파일럿 신호를 위한 자원에 관련된 정보, 채널 정보의 보고의 내용에 관련된 정보, 채널 정보의 보고를 위한 자원에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
S2703 단계에서, 단말(2720)은 채널 정보를 생성한다. 즉, 단말(2720)은 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하고, 추정의 결과를 나타내는 채널 정보를 생성한다. 채널 정보는 TAC에 관련된 제1 CQI, 변조 심볼들에 관련된 제2 CQI, 연집 오류를 고려한 제3 CQI, 제1 CQI 또는 제2 CQI 대비 제3 CQI의 오프셋 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 CQI 및 제2 CQI는 기지국(2710)에서 송신된 파일럿 신호로부터 얻어질 수 있다.
S2705 단계에서, 단말(2720)은 기지국(2710)에게 채널 정보를 송신한다. 이때, 채널 정보에 포함되는 CQI 값들의 개수에 따라, 채널 정보를 포함하는 데이터에 적용되는 부호화율 및 송신 전력이 달라질 수 있다. 일 실시 예에 따라, 채널 정보는 채널 정보에 포함되는 항목을 지시하는 지시자를 더 포함할 수 있다. 기지국(2710)은 지시자를 이용하거나 또는 블라인드 검출을 통해 채널 정보에 포함된 CQI 값들의 개수를 판단하고, CQI 값들을 획득할 수 있다.
S2707 단계에서, 기지국(2710)은 채널 정보에 기반하여 스케줄링을 수행한다. 예를 들어, 기지국(2710)은 데이터에 적용되는 MCS 레벨을 결정하고, 코드 블록의 할당 방식을 결정할 수 있다.
S2709 단계에서, 기지국(2710)은 단말(2720)에게 스케줄링 정보 및 데이터를 송신한다. 스케줄링 정보는 데이터를 위해 할당된 시간-주파수 자원 및 MCS 레벨을 지시할 수 있다. 또한, 스케줄링 정보는 데이터의 코드 블록 분할 방식에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 단말(2720)은 스케줄링 정보에 의해 지시되는 시간-주파수 자원에서 데이터를 포함하는 신호를 수신하고, 신호로부터 데이터를 추정할 수 있다. 이때, 단말(2720)은 코드 블록에 부가된 CRC를 이용하여 CRC 검사를 수행함으로써, 코드 블록 별 수신 성공 여부를 판단할 수 있다.
S2711 단계에서, 단말(2720)은 기지국(2710)에게 NACK을 송신한다. 즉, 도 27의 예는 적어도 하나의 코드 블록의 수신이 실패한 경우를 가정한다. 만일, 수신이 성공하면, 단말(2720)은 NACK 대신 ACK을 송신할 수 있다. 여기서, NACK은 송신된 데이터에 포함된 적어도 하나의 코드 블록 또는 코드 블록 그룹 중 어느 코드 블록 또는 코드 블록 그룹의 재전송이 필요한지를 지시할 수 있다.
S2713 단계에서, 기지국(2710)은 단말(2720)에게 재전송 스케줄링 정보 및 데이터를 송신한다. 기지국은 재전송을 위한 스케줄링을 수행한 후, 재전송 스케줄링 정보 및 데이터를 송신한다. 즉, 기지국(2710)은 재전송이 요청된 적어도 하나의 코드 블록 또는 코드 블록 그룹을 위한 자원을 할당하고, 할당된 자원을 통해 적어도 하나의 코드 블록 또는 코드 블록 그룹을 재전송한다.
도 28은 본 개시에 적용 가능한 기지국 및 단말에서 상향링크 통신을 위한 절차의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다. 도 28은 기지국(2810) 및 단말(2820) 간 신호 교환을 예시한다. 도 28에서, 기지국(2810)은 도 26b의 수신기를, 단말(2820)은 도 26a의 수신기를 포함한다.
도 28을 참고하면, S2801 단계에서, 단말(2820)은 기지국(2810)에게 파일럿 신호를 송신한다. 파일럿 신호는 적어도 후보 TAC의 개수만큼 반복적으로 송신될 수 있으며, 매 반복 시 사용되는 TAC는 달라질 수 있다. 예를 들어, 단말(2820)은 주기적으로 약속된 TAC 및 변조 심볼들로 구성된 파일럿 신호를 송신할 수 있다. 도 28에 도시되지 아니하였으나, 파일럿 신호를 송신하기에 앞서, 기지국(2810)은 단말에게 파일럿 신호에 대한 설정(configuration) 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 설정 정보는 파일럿 신호를 구성하는 시퀀스에 관련된 정보, 파일럿 신호를 위한 자원에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
S2803 단계에서, 기지국(2810)은 채널 정보를 생성한다. 즉, 기지국(2810)은 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하고, 추정의 결과를 나타내는 채널 정보를 생성한다. 채널 정보는 TAC에 관련된 제1 CQI, 변조 심볼들에 관련된 제2 CQI, 연집 오류를 고려한 제3 CQI, 제1 CQI 또는 제2 CQI 대비 제3 CQI의 오프셋 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 CQI 및 제2 CQI는 단말(2820)에서 송신된 파일럿 신호로부터 얻어질 수 있다.
S2805 단계에서, 기지국(2810)은 채널 정보에 기반하여 스케줄링을 수행한다. 예를 들어, 기지국(2810)은 단말(2820)에 의해 송신될 데이터에 적용되는 MCS 레벨을 결정하고, 코드 블록의 할당 방식을 결정할 수 있다.
S2807 단계에서, 기지국(2810)은 단말(2820)에게 스케줄링 정보를 송신한다. 스케줄링 정보는 데이터를 위해 할당된 시간-주파수 자원 및 MCS 레벨을 지시할 수 있다. 또한, 스케줄링 정보는 데이터의 코드 블록 분할 방식에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 단말(2820)은 스케줄링 정보를 통해 데이터 송신을 위해 사용할 시간-주파수 자원을 확인할 수 있다.
S2809 단계에서, 단말(2820)은 기지국(2810)에게 데이터를 송신한다. 즉, 단말(2820)은 스케줄링 정보에 의해 지시되는 MCS 레벨에 따라 데이터를 채널 코딩 및 변조한 후, GSM 심볼을 형성하고, 데이터를 포함하는 GSM 심볼을 송신할 수 있다. 이에 따라, 기지국(2810)은 GSM 심볼을 수신하고, 복조 및 채널 디코딩을 수행한다. 그리고, 기지국(2810)은 코드 블록에 부가된 CRC를 이용하여 CRC 검사를 수행함으로써 코드 블록 별 수신 성공 여부를 판단할 수 있다.
S2811 단계에서, 기지국(2810)은 단말(2820)에게 재전송 스케줄링 정보를 송신한다. 즉, 도 28의 예는 적어도 하나의 코드 블록의 수신이 실패한 경우를 가정한다. 만일, 수신이 성공하면, 본 단계 및 이하 S2813 단계는 생략될 수 있다. 여기서, 재전송 스케줄링 정보는 송신된 데이터에 포함된 적어도 하나의 코드 블록 또는 코드 블록 그룹 중 어느 코드 블록 또는 코드 블록 그룹의 재전송이 필요한지를 지시할 수 있다.
S2813 단계에서, 단말(2820)은 기지국(2810)에게 데이터를 재전송한다. 단말(2820)은 재전송 스케줄링 정보에 의해 재전송이 요청된 적어도 하나의 코드 블록 또는 코드 블록 그룹을 위한 자원을 확인하고, 확인된 자원을 통해 적어도 하나의 코드 블록 또는 코드 블록 그룹을 재전송한다.
도 27 및 도 28을 참고하여 설명한 바와 같이, 기지국은 채널 정보에 기반하여 스케줄링을 수행할 수 있다. 스케줄링은 시간-주파수 자원의 선택, MCS 레벨의 선택 등을 포함하며, 보다 구체적으로, 전송 블록 크기 및 코드 블록 개수의 결정을 포함할 수 있다. 기지국은 CQI에 기반하여 블록 오류율(block error rate, BLER)이 목표하는 수준이 될 수 있도록 전송 블록의 크기를 결정할 수 있다. 전송 블록의 크기를 결정하는 보다 상세한 동작들이 이하 도 29를 참고하여 설명된다.
도 29는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 전송 블록의 크기를 결정하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다. 도 29는 스케줄링 절차 중 전송 블록의 크기를 결정하는 동작들을 예시한다. 도 29는 스케줄링을 수행하는 장치에 의해 수행되는 동작들을 예시하며, 예를 들어, 장치는 기지국일 수 있다.
도 29를 참고하면, S2901 단계에서, 장치는 유효한 채널 정보를 획득한다. 채널 정보는 다른 장치로부터 피드백되거나 또는 장치에 의해 측정될 수 있다. 채널 정보는 적어도 하나의 CQI 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 채널 정보는 CQITAC, CQIMOD, CQIBEA-OFFSET, CQIMOD,BEA 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
S2903 단계에서, 장치는 CQITAC 및 CQIMOD에 기반하여 TAC에 대한 부호화율 CRTAC 및 변조 심볼에 대한 MCS 레벨 MCSMOD를 결정한다. 여기서, MCSMOD는 변조 방식, 변조 차수 M, 부호화율 CRMOD를 포함한다.
S2905 단계에서, 장치는 MCSMOD를 반영하여 가용한 무선 자원 내에서 TAC 및 변조 심볼에 의해 전송될 수 있는 인코딩된 비트 수를 결정한다. 비트 수는 이하 [수학식 3]과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 3]에서, ETAC는 TAC에 의해 전송될 수 있는 비트 수, Nsymbol은 GSM 심볼 개수, Nt는 송신 안테나 개수, Na는 TAC에 포함된 활성 안테나 개수, EMOD는 변조 심볼들에 의해 전송될 수 있는 비트 수, M은 변조 차수를 의미한다.
S2907 단계에서, 장치는 CRTAC 및 MCSMOD를 반영하여 가용한 무선 자원을 통해 전송할 수 있는 인코딩 전 데이터 크기를 결정한다. 인코딩 전 데이터 크기, 즉, 원본 데이터의 비트 수는 인코딩된 비트 수 및 부호화율의 곱에 의해 계산될 수 있다. 예를 들어, 원본 데이터의 비트 수는 이하 [수학식 4]와 같이 계산될 수 있다.
[수학식 4]에서, STAC는 TAC에 의해 전송될 수 있는 원본 비트 수, CRTAC는 TAC에 대한 부호화율, ETAC는 TAC에 의해 전송될 수 있는 인코딩된 비트 수, SMOD는 변조 심볼들에 의해 전송될 수 있는 원본 비트 수, CRMOD는 변조 심볼들에 대한 부호화율, EMOD는 변조 심볼들에 의해 전송될 수 있는 인코딩된 비트 수, S는 전체 원본 데이터의 비트 수를 의미한다.
S2909 단계에서, 장치는 TAC 및 변조 심볼에 의해 전송될 수 있는 코드 블록의 개수 NCB,TAC 및 NCB,MOD를 결정한다. NCB,TAC 및 NCB,MOD는 이하 [수학식 5]와 같이 결정될 수 있다.
[수학식 5]에서, NCB,TAC는 TAC에 의해 전송될 수 있는 코드 블록의 개수, STAC는 TAC에 의해 전송될 수 있는 원본 비트 수, KCB,min은 하나의 코드 블록의 최소 크기, KCB,max는 하나의 코드 블록의 최대 크기, NCB,MOD는 변조 심볼들에 의해 전송될 수 있는 코드 블록의 개수, SMOD는 변조 심볼들에 의해 전송될 수 있는 원본 비트 수를 의미한다. 여기서, KCB,max는 KCB,max의 2배 이상의 값으로 정의될 수 있다.
S2911 단계에서, 장치는 NCB,TAC가 0보다 큰지, 그리고 NCB,MOD가 0보다 큰지 확인한다. 다시 말해, 장치는 TAC 및 변조 심볼 각각을 위한 코드 블록들이 생성될 수 있는지 판단한다. 즉, 장치는 TAC 및 변조 심볼 각각에 대응하는 별도의 코드 블록들이 형성 가능한지 판단한다.
만일, NCB,TAC가 0보다 크고, NCB,MOD가 0보다 크면, S2913 단계에서, 장치는 코드 블록의 개수와 CRC 크기를 고려하여 전송 블록의 크기를 결정한다. 장치는 NCB,TAC 및 NCB,MOD에 기반하여 전체 코드 블록의 개수 및 전송 블록의 크기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전체 코드 블록의 개수 및 전송 블록의 크기는 이하 [수학식 6]과 같이 결정될 수 있다.
[수학식 6]에서, NCB는 전체 코드 블록의 개수, NCB,TAC는 TAC에 의해 전송될 수 있는 코드 블록의 개수, NCB,MOD는 변조 심볼들에 의해 전송될 수 있는 코드 블록의 개수, KTB는 전송 블록의 크기, S는 전체 원본 데이터의 비트 수, KCB,CRC는 코드 블록에 부가되는(attached) CRC의 크기를 의미한다. 여기서, KCB,CRC는 KCB,min보다 작게 정의될 수 있다.
반면, 만일, NCB,TAC가 0 이하 이거나 또는 NCB,MOD가 0 이하이면, S2915 단계에서, 장치는 CQIMOD,BEA에 기반하여 변조 신호에 대한 MCS 레벨 MCSMOD,BEA를 결정한다. MCSMOD,BEA는 연집 오류의 영향이 반영된 변조 심볼들에 대한 MCS 레벨로서, 변조 방식, 변조 차수 MBEA, 부호화율 CRMOD,BEA를 포함한다. 여기서, CQIMOD,BEA는 CQIMOD 및 CQIBEA-OFFSET에 기반하여 결정되거나, 또는 채널 정보에 포함될 수 있다.
S2917 단계에서, 장치는 MCSMOD,BEA를 반영하여 가용한 무선 자원 내에서 TAC 및 변조 심볼에 의해 전송될 수 있는 인코딩된 비트 수를 결정한다. 인코딩된 비트 수는 이하 [수학식 7]과 같이 결정될 수 있다.
[수학식 7]에서, EMOD,BEA는 변조 심볼에 의해 전송될 수 있는 비트 수, Nsymbol은 GSM 심볼 개수, Na는 TAC에 포함된 활성 안테나 개수, MBEA는 연집 오류의 영향을 반영한 변조 차수를 의미한다.
S2919 단계에서, 장치는 CRTAC 및 MCSMOD,BEA를 반영하여 가용한 무선 자원을 통해 전송할 수 있는 인코딩 전 데이터 크기를 결정한다. 인코딩 전 데이터 크기, 즉, 원본 데이터의 비트 수는 인코딩된 비트 수 및 부호화율의 곱에 의해 계산될 수 있다. 예를 들어, 원본 데이터의 비트 수는 이하 [수학식 8]과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 8]에서, SMOD,BEA는 변조 심볼들에 의해 전송될 수 있는 원본 비트 수, CRMOD,BEA는 연집 오류의 영향을 반영한 변조 심볼들에 대한 부호화율, EMOD,BEA는 변조 심볼들에 의해 전송될 수 있는 인코딩된 비트 수, SBEA는 전체 원본 데이터의 비트 수, STAC는 TAC에 의해 전송될 수 있는 원본 비트 수를 의미한다.
S2921 단계에서, 장치는 TAC 및 변조 심볼을 함께 이용하여 전송할 수 있는 코드 블록의 개수 NCB를 결정한다. 이후, S2913 단계에서, 장치는 코드 블록의 개수와 CRC 크기를 고려하여 전송 블록 KTB의 크기를 결정한다. NCB는 및 KTB는 이하 [수학식 9]와 같이 결정될 수 있다.
[수학식 5]에서, NCB는 전송될 수 있는 코드 블록의 개수, SBEA는 전체 원본 데이터의 비트 수, KCB,max는 하나의 코드 블록의 최대 크기, KTB는 전송 블록의 크기, NCB는 코드 블록의 개수, KCB,CRC는 코드 블록에 부가되는 CRC의 크기를 의미한다. 여기서, KCB,CRC는 KCB,min보다 작게 정의될 수 있다.
실제 전송되는 데이터의 크기는 이하 [수학식 10]와 같이 계산된다.
[수학식 10]에서, KTB,data는 전송 블록을 통해 전달되는 데이터, KTB는 전송 블록의 크기, KTB,CRC는 전송 블록에 부가되는 CRC의 크기를 의미한다.
도 29를 참고하여 설명한 바와 같이, 전송 블록의 크기는 TAC에 의해 전달되는 비트들 및 변조 심볼들에 의해 전달되는 비트들을 별도의 코드 블록들로 형성할 수 있는지 여부에 따라 다르게 결정될 수 있다. TAC 및 변조 심볼들 각각을 별도의 코드 블록들에 대응시킬 수 있는지 여부는, GSM 심볼의 채널 코딩 및 디코딩 동작에도 영향을 준다.
전송 블록을 둘 이상의 코드 블록들로 나누고, TAC 및 변조 심볼들 각각에 하나 이상의 코드 블록을 할당할 수 있는 경우, 각 코드 블록이 TAC 또는 변조 심볼들 중 어느 하나에 의해 전송될 수 있다. 이 경우, 수신기는 우선 TAC에 의해 전송된 코드 블록을 디코딩함으로써 오류를 정정하고, TAC 검출 오류로 인한 변조 심볼로 전송된 데이터의 연집 오류(burst error)를 완화시킬 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해, 각 코드 블록이 TAC 및 변조 심볼들 중 하나에 할당되는 방식은 '제1 코드 블록 할당 방식'이라 지칭된다. 제1 코드 블록 할당 방식이 사용되는 송신기 및 수신기의 구조와 동작들이 이하 도 30a 내지 도 32를 참고하여 설명된다.
전송 블록을 둘 이상의 코드 블록으로 나눌 수 없거나, TAC 및 변조 심볼들 중 어느 한쪽이라도 독립된 코드 블록을 할당할 수 없는 경우, 각 코드 블록의 데이터는 TAC 및 변조 심볼 모두를 이용하여 전송될 수 있다. 이 경우, 전송 채널의 다양성으로 인한 이득이 극대화될 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해, 하나의 코드 블록이 TAC 및 변조 심볼들에 할당되는 방식은 '제2 코드 블록 할당 방식'이라 지칭된다. 제2 코드 블록 할당 방식이 사용되는 송신기 및 수신기의 구조와 동작들이 이하 도 33a 내지 도 35를 참고하여 설명된다.
도 30a는 본 개시에 적용 가능한 제1 코드 블록 할당 방식을 위한 송신기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 30a를 참고하면, 송신기는 전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(TB CRC attachment and CB segmentation unit)(3012), 제1 채널 코딩부(channel coding unit)(3014), 제1 인터리버 및 전송률 정합부(3016), 제2 채널 코딩부(3018), 제2 인터리버 및 전송률 정합부(3020), TAC 맵핑부(mapper)(3022), 직렬-병렬 변환부(3024), 복수의 변조 맵핑부들(3026-1 내지 3026-Na), GSM 변조부(GSM modulator)(3028)를 포함한다.
전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(3012)는 전송 블록에 CRC를 부가하고, CRC 부가된 전송 블록을 복수의 코드 블록들로 분할한다. 예를 들어, 전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(3012)는 상위 계층으로부터 하나의 전송 블록의 크기(예: KTB,data)의 데이터를 제공받고, CRC를 부가함으로써 전송 블록을 형성한다. 그리고, 전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(3012)는 전송 블록을 TAC에 의해 전달될 제1 부분 및 변조 심볼들에 의해 전달될 제2 부분으로 분할한다. 이때, 제1 부분 및 제2 부분의 크기는 이하 [수학식 11]과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 11]에서, KTB,TAC는 하나의 전송 블록 중 TAC에 의해 전달될 비트 수, STAC는 TAC에 의해 전달될 원본 비트 수, NCB,TAC는 하나의 전송 블록으로부터의 코드 블록들 중 TAC를 통해 전달될 코드 블록의 개수, KCB,CRC는 코드 블록에 부가되는 CRC의 크기, KTB,MOD는 하나의 전송 블록 중 변조 심볼들에 의해 전달될 비트 수, KTB는 전송 블록의 크기를 의미한다.
제1 채널 코딩부(3014)는 전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(3012)로부터 출력되는 TAC에 할당된 적어도 하나의 코드 블록(예: NCB,TAC개의 코드 블록들)에 CRC를 부가하고, 적어도 하나의 CRC 부가된 코드 블록에 대한 채널 코딩을 수행한다. 제1 인터리버 및 전송률 정합부(3016)는 적어도 하나의 채널 코딩된 코드 블록 내의 비트들을 설정된 규칙에 따라 인터리빙하고, 전송률 정합을 수행한다. 예를 들어, 제1 인터리버 및 전송률 정합부(3016)는 인터리빙된 비트들의 일부를 반복하거나, 또는 단축(shorten)/천공(puncture)할 수 있다. 도 30a에서, 제1 채널 코딩부(3014) 및 제1 인터리버 및 전송률 정합부(3016)가 복수개의 블록들로 도시된 것은 채널 코딩/인터리빙/전송률 정합 동작들이 코드 블록 별로 수행됨을 표현한 것으로서, 복수의 회로들이 병렬로 존재하거나, 하나의 회로가 채널 코딩/인터리빙/전송률 정합 동작을 반복 또는 병렬 처리하는 것으로 이해될 수 있다.
제2 채널 코딩부(3018)는 전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(3012)로부터 출력되는 변조 심볼들에 할당된 적어도 하나의 코드 블록(예: NCB,MOD개의 코드 블록들)에 CRC를 부가하고, 적어도 하나의 CRC 부가된 코드 블록에 대한 채널 코딩을 수행한다. 제2 인터리버 및 전송률 정합부(3020)는 적어도 하나의 채널 코딩된 코드 블록 내의 비트들을 설정된 규칙에 따라 인터리빙하고, 전송률 정합을 수행한다. 예를 들어, 제2 인터리버 및 전송률 정합부(3020)는 인터리빙된 비트들의 일부를 반복하거나, 또는 단축(shorten)/천공(puncture)할 수 있다. 도 30a에서, 제2 채널 코딩부(3018) 및 제2 인터리버 및 전송률 정합부(3020)가 복수개의 블록들로 도시된 것은 채널 코딩/인터리빙/전송률 정합 동작들이 코드 블록 별로 수행됨을 표현한 것으로서, 복수의 회로들이 병렬로 존재하거나, 하나의 회로가 채널 코딩/인터리빙/전송률 정합 동작을 반복 또는 병렬 처리하는 것으로 이해될 수 있다.
TAC 맵핑부(3022)는 채널 코딩된 제1 부분의 비트들에 기반하여 변조 심볼들을 송신하기 위해 사용할 안테나 조합을 결정하고, 결정 결과를 GSM 변조부(3028)에 제공한다. 직렬-병렬 변환부(3024)는 채널 코딩된 제2 부분의 비트들을 병렬화한다. 복수의 변조 맵핑부들(3026-1 내지 3026-Na)는 성상도에 따라 변조 심볼들을 생성한다. GSM 변조부(3028)는 복수의 변조 맵핑부들(3026-1 내지 3026-Na)로부터 출력되는 변조 심볼들이 TAC 맵핑부(3022)에 의해 결정된 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 송신되도록 GSM 심볼을 형성한다. 안테나에 맵핑된 변조 심볼들은 아날로그 변환, RF 변환, 증폭 등의 처리를 거친 후, Nt개 송신 안테나들 중 TAC 맵핑부(3022)에 의해 결정된 Na개 안테나들을 통해 송신된다.
도 30a에서, 제1 채널 코딩부(3014)는 TAC에 할당된 적어도 하나의 코드 블록을 채널 코딩하고, 제2 채널 코딩부(3018)는 변조 심볼들에 할당된 적어도 하나의 코드 블록을 채널 코딩한다. 이때, TAC에 의해 송신되는 코드 블록 및 변조 심볼에 의해 송신되는 코드 블록에 적용되는 코딩 방식은 서로 다를 수도 있다. 예를 들어, 제1 채널 코딩부(3014)는 터보(Turbo) 코드를, 제2 채널 코딩부(3018)는 LDPC(low density parity check) 코드를 사용할 수 있다.
도 30b는 본 개시에 적용 가능한 제1 코드 블록 할당 방식을 위한 수신기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 30b를 참고하면, 수신기는 GSM 검출부(3062), TAC 디매핑부(demapper)(3064), 제1 전송률 역정합 및 디인터리버(rate dematching and deinterleaver)(3066), 제1 채널 디코딩부(channel decoding unit)(3068), 복수의 변조 디맵핑부들(3070-1 내지 3070-Na), 연집 오류 완화 및 병렬-직렬 변환부(burst error mitigation and P/S convertor)(3072), 제2 전송률 역정합 및 디인터리버(3074), 제2 채널 디코딩부(3086), 코드 블록 연접 및 전송 블록 CRC 검사/제거부(CB concatenation and TB CRC check/removal unit)(3078)를 포함한다.
GSM 검출부(3062)는 Nr개의 안테나들을 통해 수신되는 GSM 심볼을 검출한다. 즉, GSM 검출부(3062)는 송신기에서 변조 심볼들을 송신하기 위해 사용한 적어도 하나의 안테나를 식별하고, 변조 심볼들을 검출한다. TAC 디매핑부(3064)는 GSM 검출부(3062)에 의해 검출된 송신 안테나 조합에 대응하는 비트들을 추정한다.
제1 전송률 역정합 및 디인터리버(3066)는 TAC 디매핑부(3064)로부터 출력된 비트들에 대한 전송률 역정합을 수행하고, 역정합된 비트들을 설정된 규칙에 따라 디인터리빙한다. 여기서, 디인터리빙은 도 30a의 인터리버 및 전송률 정합부(3016)에서 수행된 인터리빙에 상응한다. 제1 채널 디코딩부(3068)는 디인터리빙된 비트들에 대하여, 설정된 부호화율 및 코드에 따라 채널 디코딩을 수행한다. 그리고, 제1 채널 디코딩부(3068)는 각 코드 블록에 부가된 CRC를 이용하여 CRC 검사를 수행할 수 있다. 이때, 제1 채널 디코딩부(3068)에 입력되는 비트는 경판정(hard decision)된 비트이거나, LLR(log-likelihood ratio) 또는 다른 형태의 연판정(soft decision) 값을 포함할 수 있다.
복수의 변조 디맵핑부들(3070-1 내지 3070-Na)는 성상도에 따라 GSM 검출부(3062)에 의해 검출된 변조 심볼들에 대응하는 비트들을 추정한다. 연집 오류 완화 및 병렬-직렬 변환부(3072)는 TAC에 할당된 적어도 하나의 코드 블록에 대한 채널 디코딩 결과에 기반하여 연집 오류를 완화하기 위한 처리를 수행한 후, 비트들을 직렬화한다. 연집 오류를 완화하기 위한 처리는 GSM 검출부(3062)에 의한 TAC 및 채널 디코딩 결과로부터 도출된 TAC에 기반하여 수행될 수 있다. 일 실시 예에 따라, GSM 검출부(3062)에 의한 TAC 및 채널 디코딩 결과로부터 도출된 TAC가 상이한 경우, 연집 오류 완화 및 병렬-직렬 변환부(3072)는 변조 심볼로부터 얻어진 비트들 중 일부의 위치를 변경하고, 다른 일부를 소거(erasure, E) 비트로 설정할 수 있다. 여기서, 소거 비트는 수신 값을 알 수 없는 비트로서, 0일 확율 및 1일 확율이 동일한 비트로 취급될 수 있다.
제2 전송률 역정합 및 디인터리버(3074)는 연집 오류 완화 및 병렬-직렬 변환부(3072)로부터 출력된 비트들에 대한 전송률 역정합을 수행하고, 역정합된 비트들을 설정된 규칙에 따라 디인터리빙한다. 여기서, 디인터리빙은 도 30a의 제2 인터리버 및 전송률 정합부(3020)에서 수행된 인터리빙에 상응한다. 제2 채널 디코딩부(3076)는 디인터리빙된 비트들에 대하여, 설정된 부호화율 및 코드에 따라 채널 디코딩을 수행한다. 그리고, 제2 채널 디코딩부(3076)는 각 코드 블록에 부가된 CRC를 이용하여 CRC 검사를 수행할 수 있다. 이때, 제2 채널 디코딩부(3076)에 입력되는 비트는 경판정(hard decision)된 비트이거나, LLR(log-likelihood ratio) 또는 다른 형태의 연판정(soft decision) 값을 포함할 수 있다.
코드 블록 연접 및 전송 블록 CRC 검사/제거부(3078)는 제1 채널 디코딩부(3068) 및 제2 채널 디코딩부(3076)로부터 제공되는 채널 디코딩된 코드 블록들을 연접함으로써 전송 블록을 형성하고, 전송 블록에 부가된 CRC를 이용하여 CRC 검사를 수행한다. 제1 채널 디코딩부(3068), 제2 채널 디코딩부(3076) 또는 코드 블록 연접 및 전송 블록 CRC 검사/제거부(3078)에 의한 CRC 검사 결과는 송신기로 피드백될 ACK/NACK 정보를 생성하기 위해 사용될 수 있다.
도 31은 본 개시에 적용 가능한 장치에서 제1 코드 블록 할당 방식에 따라 신호를 송신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다. 도 31은 송신기(예: 도 23의 송신기(2310), 도 26a의 송신기 또는 도 30a의 송신기)를 포함하는 장치의 동작 방법을 예시한다. 이하 설명에서, 도 31의 동작 주체는 '장치'로 지칭되나, 송신단, 송신 장치, 송신기 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
도 31을 참고하면, S3101 단계에서, 장치는 전송 블록을 제1 부분 및 제2 부분으로 분할한다. 분할된 제1 부분 및 제2 부분은 이후 별도의 코드 블록들로 처리된다.
S3103 단계에서, 장치는 제1 부분을 코드 블록들로 분할한 후, 코드 블록 별로 CRC를 추가하고, 채널 코딩을 수행한다. 추가적으로, 장치는 인터리빙 및 전송률 정합 중 적어도 하나의 동작을 더 수행할 수 있다.
S3105 단계에서, 장치는 제2 부분을 코드 블록들로 분할한 후, 코드 블록 별로 CRC를 추가하고, 채널 코딩을 수행한다. 추가적으로, 장치는 인터리빙 및 전송률 정합 중 적어도 하나의 동작을 더 수행할 수 있다.
S3107 단계에서, 장치는 채널 코딩된 제2 부분에 기반하여 변조 심볼들을 생성한다. 다시 말해, 장치는 설정된 변조 차수에 따른 성상도에 기반하여 채널 코딩된 제2 부분의 값에 대응하는 변조 심볼들을 생성한다. 이때, 변조 심볼들의 개수는 선택된 TAC에 포함된 안테나 개수와 동일할 수 있다.
S3109 단계에서, 장치는 채널 코딩된 제1 부분에 기반하여 선택된 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 변조 심볼들을 송신한다. 즉, 장치는 채널 코딩된 제1 부분에 기반하여 적어도 하나의 송신 안테나를 선택한다. 그리고, 장치는 선택된 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 채널 코딩된 제2 부분에 기반하여 생성된 변조 심볼들을 송신한다.
도 32는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 제1 코드 블록 할당 방식에 따라 신호를 수신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다. 도 32은 수신기(예: 도 23의 수신기(2360), 도 26b의 수신기 또는 도 30b의 수신기)를 포함하는 장치의 동작 방법을 예시한다. 이하 설명에서, 도 32의 동작 주체는 '장치'로 지칭되나, 수신단, 수신 장치, 수신기 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
도 32를 참고하면, S3201 단계에서, 장치는 신호를 수신한다. 장치는 상대방 장치에서 가용한 모든 송신 안테나들에서 신호들이 송신된 것을 전제하여 수신 신호를 생성할 수 있다. 수신 신호는 신호들의 벡터 또는 행렬로서, 상대방 장치의 송신 안테나 별 신호들을 포함할 수 있다. 이 경우, 일부 안테나에 대응하는 적어도 하나의 신호는 잡음만을 포함할 수 있다.
S3203 단계에서, 장치는 송신 안테나 조합을 검출한다. 장치는 수신 신호에 기반하여 송신 안테나 조합을 검출할 수 있다. 수신 신호에 포함된 안테나 별 신호들 중 상대방 장치에서 신호를 송신하지 아니한 안테나에 대응하는 신호는 신호를 송신한 안테나에 대응하는 신호에 비하여 낮은 에너지 값을 가질 수 있다. 따라서, 장치는 수신 신호에 포함된 송신 안테나 별 신호들의 에너지 크기에 기반하여 신호를 송신한 적어도 하나의 안테나, 즉, 송신 안테나 조합을 식별할 수 있다.
S3205 단계에서, 장치는 검출된 송신 안테나 조합에 대응하는 변조 심볼들을 검출하고, 복조를 수행한다. 장치는 MIMO 검출 동작을 수행함으로써 수신 신호로부터 송신 안테나 조합에 속하는 적어도 하나의 안테나에 대응하는 변조 심볼을 검출할 수 있다. 그리고, 장치는 검출된 변조 심볼들을 복조함으로써 변조 심볼들에 대응하는 송신 비트들의 제2 부분을 추정한다.
S3207 단계에서, 장치는 송신 안테나 조합에 대응하는 비트들에 대한 채널 디코딩을 통해 제1 부분을 추정한다. 제1 부분은 원본 비트들 중 TAC에 대응하는 비트들로서, 적어도 하나의 코드 블록을 포함할 수 있다. 추가적으로, 채널 디코딩에 앞서, 장치는 전송률 역정합 및 디인터리빙 중 적어도 하나의 동작을 더 수행할 수 있다. 채널 디코딩에 의해, 송신 안테나 조합에 대한 검출 오류가 정정될 수 있다.
S3209 단계에서, 장치는 채널 디코딩 결과에 기반하여 복조 결과를 정정한다. 예를 들어, 2차 채널 디코딩 동작에 의해 S3203 단계에서 검출된 송신 안테나 조합에 오류가 있음이 확인되면, 이는 신호를 송신하지 아니한 안테나에 대응하는 신호로부터, 다시 말해, 잡음으로부터 변조 심볼이 검출됨을 의미한다. 따라서, 장치는 잡음으로부터 검출된 변조 심볼에 대응하는 적어도 하나의 비트를 제거할 수 있다. 또한, 송신 안테나 조합에 오류가 있음은 신호를 송신한 안테나에 대응하는 신호, 다시 말해, 존재하는 신호로부터 검출된 변조 심볼의 순서가 잘못됨을 의미한다. 따라서, 필요에 따라, 장치는 존재하는 신호로부터 검출된 변조 심볼에 대응하는 적어도 하나의 비트의 위치를 변경할 수 있다. 또한, 송신 안테나 조합에 오류가 있음은 신호를 송신한 적어도 하나의 안테나에 대응하는 신호, 다시 말해, 존재하는 신호로부터 변조 심볼을 검출하지 않음을 의미한다. 따라서, 필요에 따라, 장치는 적어도 하나의 소거 비트를 추가할 수 있다. 단, S3203 단계에서 검출된 송신 안테나 조합에 오류가 없다면, 본 S3209 단계는 생략될 수 있다.
S3211 단계에서, 장치는 정정된 복조 결과에 대한 채널 디코딩을 통해 제2 부분을 추정한다. 제2 부분은 원본 비트들 중 변조 심볼들에 대응하는 비트들로서, 적어도 하나의 코드 블록을 포함할 수 있다. 추가적으로, 채널 디코딩에 앞서, 장치는 전송률 역정합 및 디인터리빙 중 적어도 하나의 동작을 더 수행할 수 있다.
도 33a는 본 개시에 적용 가능한 제2 코드 블록 할당 방식을 위한 송신기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 33a를 참고하면, 송신기는 전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(3312), 채널 코딩부(3314), 인터리버 및 전송률 정합부(3316), 직렬-병렬 변환부(3318), TAC 맵핑부(3320), 복수의 변조 맵핑부들(3322-1 내지 3322-Na), GSM 변조부(3324)를 포함한다.
전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(3312)는 전송 블록에 CRC를 부가하고, CRC 부가된 전송 블록을 복수의 코드 블록들로 분할한다. 예를 들어, 전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(3312)는 상위 계층으로부터 하나의 전송 블록의 크기(예: KTB,data)의 데이터를 제공받고, CRC를 부가함으로써 전송 블록을 형성한다. 그리고, 전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(3312)는 전송 블록을 적어도 하나의 코드 블록으로 분할한다. 이때, 각 코드 블록은 TAC에 의해 송신될 비트들 및 변조 심볼들에 의해 송신될 비트들을 포함할 수 있다.
채널 코딩부(3314)는 전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(3312)로부터 출력되는 적어도 하나의 코드 블록(예: 1개의 코드 블록 또는 NCB개의 코드 블록들)에 대한 채널 코딩을 수행한다. 이때, 복수의 코드 블록들이 제공된 경우, 채널 코딩부(3314)는 코드 블록들 각각에 CRC를 부가한 후, CRC 부가된 코드 블록들에 대한 채널 코딩을 수행한다. 인터리버 및 전송률 정합부(3316)는 적어도 하나의 채널 코딩된 코드 블록 내의 비트들을 설정된 규칙에 따라 인터리빙하고, 전송률 정합을 수행한다. 예를 들어, 제1 인터리버 및 전송률 정합부(3316)는 인터리빙된 비트들의 일부를 반복하거나, 또는 단축(shorten)/천공(puncture)할 수 있다. 도 33a에서, 채널 코딩부(3314) 및 인터리버 및 전송률 정합부(3316)가 복수개의 블록들로 도시된 것은 채널 코딩/인터리빙/전송률 정합 동작들이 코드 블록 별로 수행됨을 표현한 것으로서, 복수의 회로들이 병렬로 존재하거나, 하나의 회로가 채널 코딩/인터리빙/전송률 정합 동작을 반복 또는 병렬 처리하는 것으로 이해될 수 있다.
직렬-병렬 변환부(3318)는 입력되는 비트들을 병렬화한다. 병렬화된 비트들의 일부는 TAC 매핑부(3320)로, 나머지는 복수의 변조 맵핑부들(3322-1 내지 3322-Na)로 제공된다. TAC 맵핑부(3320)는 직렬-병렬 변환부(3318)로부터 출력되는 비트들에 기반하여 변조 심볼들을 송신하기 위해 사용할 안테나 조합을 결정하고, 결정 결과를 GSM 변조부(3324)에 제공한다. 복수의 변조 맵핑부들(3322-1 내지 3322-Na)는 직렬-병렬 변환부(3318)로부터 출력되는 비트들에 기반하여 성상도에 따라 변조 심볼들을 생성한다. GSM 변조부(3324)는 복수의 변조 맵핑부들(3322-1 내지 3322-Na)로부터 출력되는 변조 심볼들이 TAC 맵핑부(3320)에 의해 결정된 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 송신되도록 GSM 심볼을 형성한다. 안테나에 맵핑된 변조 심볼들은 아날로그 변환, RF 변환, 증폭 등의 처리를 거친 후, Nt개 송신 안테나들 중 TAC 맵핑부(3320)에 의해 결정된 Na개 안테나들을 통해 송신된다.
도 33b는 본 개시에 적용 가능한 제2 코드 블록 할당 방식을 위한 수신기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 33b를 참고하면, 수신기는 GSM 검출부(3362), TAC 디매핑부(demapper)(3364), 복수의 변조 디맵핑부들(3366-1 내지 3366-Na), 직렬-병렬 변환부(3368), 전송률 역정합 및 디인터리버(3370), 채널 디코딩부(3372), 코드 블록 연접 및 전송 블록 CRC 검사/제거부(3374)를 포함한다.
GSM 검출부(3362)는 Nr개의 안테나들을 통해 수신되는 GSM 심볼을 검출한다. 즉, GSM 검출부(3362)는 송신기에서 변조 심볼들을 송신하기 위해 사용한 적어도 하나의 안테나를 식별하고, 변조 심볼들을 검출한다. TAC 디매핑부(3364)는 GSM 검출부(3362)에 의해 검출된 송신 안테나 조합에 대응하는 비트들을 추정한다. 복수의 변조 디맵핑부들(3366-1 내지 3366-Na)는 성상도에 따라 GSM 검출부(3362)에 의해 검출된 변조 심볼들에 대응하는 비트들을 출력한다. 병렬-직렬 변환부(2368)는 입력되는 비트들을 직렬화한다.
전송률 역정합 및 디인터리버(3370)는 병렬-직렬 변환부(3368)로부터 출력된 비트들에 대한 전송률 역정합을 수행하고, 역정합된 비트들을 설정된 규칙에 따라 디인터리빙한다. 여기서, 디인터리빙은 도 33a의 인터리버 및 전송률 정합부(3316)에서 수행된 인터리빙에 상응한다. 채널 디코딩부(3372)는 디인터리빙된 비트들에 대하여, 설정된 부호화율 및 코드에 따라 채널 디코딩을 수행한다. 그리고, 코드 블록들의 개수가 둘(2) 이상인 경우, 채널 디코딩부(3372)는 각 코드 블록에 부가된 CRC를 이용하여 CRC 검사를 수행할 수 있다. 이때, 채널 디코딩부(3372)에 입력되는 비트는 경판정(hard decision)된 비트이거나, LLR(log-likelihood ratio) 또는 다른 형태의 연판정(soft decision) 값을 포함할 수 있다.
코드 블록 연접 및 전송 블록 CRC 검사/제거부(3374)는 채널 디코딩부(3372)로부터 제공되는 채널 디코딩된 코드 블록들을 연접함으로써 전송 블록을 형성하고, 전송 블록에 부가된 CRC를 이용하여 CRC 검사를 수행한다. 채널 디코딩부(3372) 또는 코드 블록 연접 및 전송 블록 CRC 검사/제거부(3374)에 의한 CRC 검사 결과는 송신기로 피드백될 ACK/NACK 정보를 생성하기 위해 사용될 수 있다
도 34는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 제2 코드 블록 할당 방식에 따라 신호를 송신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다. 도 34은 송신기(예: 도 23의 송신기(2340), 도 26a의 송신기 또는 도 33a의 송신기)를 포함하는 장치의 동작 방법을 예시한다. 이하 설명에서, 도 34의 동작 주체는 '장치'로 지칭되나, 송신단, 송신 장치, 송신기 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
도 34을 참고하면, S3401 단계에서, 장치는 전송 블록을 코드 블록들로 분할한 후, 코드 블록 별로 CRC를 추가하고, 채널 코딩을 수행한다. 단, 전송 블록으로부터 하나의 코드 블록만이 생성된 경우, CRC를 추가하는 동작은 생략될 수 있다. 추가적으로, 장치는 인터리빙 및 전송률 정합 중 적어도 하나의 동작을 더 수행할 수 있다.
S3403 단계에서, 장치는 채널 코딩된 코드 블록들에 포함된 비트들을 제1 부분 및 제2 부분으로 분할한다. 이때, 각 코드 블록이 제1 부분 및 제2 부분으로 분할될 수 있다.
S3405 단계에서, 장치는 제2 부분에 기반하여 변조 심볼들을 생성한다. 다시 말해, 장치는 설정된 변조 차수에 따른 성상도에 기반하여 제2 부분의 값에 대응하는 변조 심볼들을 생성한다. 이때, 변조 심볼들의 개수는 선택된 TAC에 포함된 안테나 개수와 동일할 수 있다.
S3407 단계에서, 장치는 제1 부분에 기반하여 선택된 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 변조 심볼들을 송신한다. 즉, 장치는 제1 부분에 기반하여 적어도 하나의 송신 안테나를 선택한다. 그리고, 장치는 선택된 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 제2 부분에 기반하여 생성된 변조 심볼들을 송신한다.
도 35는 본 개시에 적용 가능한 장치에서 제2 코드 블록 할당 방식에 따라 신호를 수신하는 절차의 일 실시 예를 나타내는 도면이다. 도 35는 수신기(예: 도 23의 수신기(2360), 도 26b의 수신기 또는 도 33b의 수신기)를 포함하는 장치의 동작 방법을 예시한다. 이하 설명에서, 도 35의 동작 주체는 '장치'로 지칭되나, 수신단, 수신 장치, 수신기 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
도 35를 참고하면, S3501 단계에서, 장치는 신호를 수신한다. 장치는 상대방 장치에서 가용한 모든 송신 안테나들에서 신호들이 송신된 것을 전제하여 수신 신호를 생성할 수 있다. 수신 신호는 신호들의 벡터 또는 행렬로서, 상대방 장치의 송신 안테나 별 신호들을 포함할 수 있다. 이 경우, 일부 안테나에 대응하는 적어도 하나의 신호는 잡음만을 포함할 수 있다.
S3503 단계에서, 장치는 송신 안테나 조합을 검출한다. 장치는 수신 신호에 기반하여 송신 안테나 조합을 검출할 수 있다. 수신 신호에 포함된 안테나 별 신호들 중 상대방 장치에서 신호를 송신하지 아니한 안테나에 대응하는 신호는 신호를 송신한 안테나에 대응하는 신호에 비하여 낮은 에너지 값을 가질 수 있다. 따라서, 장치는 수신 신호에 포함된 송신 안테나 별 신호들의 에너지 크기에 기반하여 신호를 송신한 적어도 하나의 안테나, 즉, 송신 안테나 조합을 식별할 수 있다.
S3505 단계에서, 장치는 검출된 송신 안테나 조합에 대응하는 변조 심볼들을 검출하고, 복조를 수행한다. 장치는 MIMO 검출 동작을 수행함으로써 수신 신호로부터 송신 안테나 조합에 속하는 적어도 하나의 안테나에 대응하는 변조 심볼을 검출할 수 있다. 그리고, 장치는 검출된 변조 심볼들을 복조함으로써 변조 심볼들에 대응하는 송신 비트들의 제2 부분을 추정한다.
S3507 단계에서, 장치는 송신 안테나 조합에 대응하는 비트들 및 변조 심볼들로부터 획득된 비트들에 대해 채널 디코딩을 수행한다. 이를 통해, 장치는 전송 블록에 포함된 원본 비트들을 복원할 수 있다. 추가적으로, 채널 디코딩에 앞서, 장치는 전송률 역정합 및 디인터리빙 중 적어도 하나의 동작을 더 수행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 코드 블록 할당 방식 또는 제2 코드 블록 할당 방식에 따라 전송 블록이 송신될 수 있다. 이를 위해, 채널 품질에 기반하여 MCS 레벨이 결정되고, 결정된 MCS 레벨에 기반하여 TAC 및 심볼들 각각에 적어도 하나의 코드 블록이 할당될 수 있는지 판단될 수 있다.
전송 블록이 제1 코드 블록 할당 방식 또는 제2 코드 블록 할당 방식에 따라 송신되면, 수신기에서의 디코딩 및 CRC 검사 결과에 따라 재전송이 수행될 수 있다. 전송 블록 전체 또는 일부의 코드 블록에서 오류가 검출되면, 수신기는 송신기로 ACK/NACK 정보를 전송할 수 있다. 모든 코드 블록들에서 오류가 발생된 경우, 전송 블록은 최초 전송과 동일한 방법으로 다시 송신된다. 이때, IR이 적용된 경우, 최초 전송과 다른 RV(redundancy version)이 사용될 수 있다.
일부 코드 블록에서 오류가 발생한 경우, 최초 전송된 코드 블록은 유지되고, 재전송될 코드 블록은 TAC 및 변조 심볼을 함께 이용하여 송신된다. 만일, 최초 전송에서 제1 코드 블록 할당 방식이 사용된 경우(예: 도 30a와 같은 구조에 따라 송신된 경우), 재전송되는 코드 블록들은 순차적으로 TAC와 변조 심볼을 모두 이용하여 송신될 수 있다. 반면, 최초 전송에서 제2 코드 블록 할당 방식이 사용된 경우(예: 도 33a와 같은 구조에 따라 송신된 경우), 재전송되는 코드 블록들은 순차적으로 최초 전송과 동일하게 TAC와 변조 심볼을 모두 이용하여 송신될 수 있다. 즉, 일부 코드 블록에 대한 오류 발생 시, 최초 전송 시 사용된 코드 블록 할당 방식과 무관하게, 채널 코딩된 코딩 블록들은 TAC 및 변조 심볼들 모두에 의해 송신된다.
최초 전송 시 제1 코드 블록 할당 방식이 사용된 경우에 재전송을 수행하기 위한 송신기 및 재전송된 데이터를 수신하기 위한 수신기의 구조가 이하 도 36a 및 도 36b를 참고하여 설명된다.
도 36a는 본 개시에 적용 가능한 GSM 기법을 사용하는 송신기의 제1 코드 블록 할당 방식에 따라 데이터를 재전송하기 위한 구조를 나타낸 도면이다. 도 36a는 제1 코드 블록 할당 방식에 따라 초기 전송이 수행된 후, 일부 코드 블록에 대해 재전송을 수행하기 위한 송신기의 구조를 예시한다.
도 36a를 참고하면, 송신기는 전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(3612), 제1 채널 코딩부(3614), 제1 인터리버 및 전송률 정합부(3616), 제2 채널 코딩부(3618), 제2 인터리버 및 전송률 정합부(3620), 직렬-병렬 변환부(3622), TAC 맵핑부(3624), 복수의 변조 맵핑부들(3626-1 내지 3626-Na), GSM 변조부(3628)를 포함한다.
전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(3612)는 전송 블록에 CRC를 부가하고, CRC 부가된 전송 블록을 복수의 코드 블록들로 분할한다. 예를 들어, 전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(3612)는 하나의 전송 블록의 크기(예: KTB,data)의 데이터에 CRC를 부가함으로써 전송 블록을 형성한다. 이때, 전송 블록은 수신기에서 수신 성공한 코드 블록 및 수신 실패한 코드 블록을 포함한다. 그리고, 전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(3612)는 초기 전송 시와 동일하게 전송 블록을 제1 부분 및 제2 부분으로 분할한다.
제1 채널 코딩부(3614)는 전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(3612)로부터 출력되는 코드 블록들 중 수신기에서 수신 실패한 적어도 하나의 코드 블록에 CRC를 부가하고, 적어도 하나의 CRC 부가된 코드 블록에 대한 채널 코딩을 수행한다. 즉, 수신 성공한 적어도 하나의 코드 블록이 존재하는 경우, 수신 성공한 적어도 하나의 코드 블록은 채널 코딩되지 아니한다. 제1 인터리버 및 전송률 정합부(3616)는 적어도 하나의 채널 코딩된 코드 블록 내의 비트들을 설정된 규칙에 따라 인터리빙하고, 반복, 단축, 천공 중 적어도 하나를 수행함으로써 전송률 정합을 수행한다. 전송률 정합을 수행함에 있어서, IR이 적용되는 경우, 이전의 전송(예: 최초 전송 또는 이후의 재전송)에서 송신된 비트들과 다른 비트들이 선택될 수 있다.
제2 채널 코딩부(3618)는 전송 블록 CRC 부가 및 코드 블록 분할부(3612)로부터 출력되는 코드 블록들 중 수신기에서 수신 실패한 적어도 하나의 코드 블록에 CRC를 부가하고, 적어도 하나의 CRC 부가된 코드 블록에 대한 채널 코딩을 수행한다. 즉, 수신 성공한 적어도 하나의 코드 블록이 존재하는 경우, 수신 성공한 적어도 하나의 코드 블록은 채널 코딩되지 아니한다. 제2 인터리버 및 전송률 정합부(3620)는 적어도 하나의 채널 코딩된 코드 블록 내의 비트들을 설정된 규칙에 따라 인터리빙하고, 반복, 단축, 천공 중 적어도 하나를 수행함으로써 전송률 정합을 수행한다. 전송률 정합을 수행함에 있어서, IR이 적용되는 경우, 이전의 전송(예: 최초 전송 또는 이후의 재전송)에서 송신된 비트들과 다른 비트들이 선택될 수 있다.
직렬-병렬 변환부(3622)는 채널 코딩된 코드 블록들에 포함된 비트들을 TAC에 의해 송신될 비트들 및 변조 심볼들에 의해 송신될 비트들로 나눈다. TAC 맵핑부(3624)는 직렬-병렬 변환부(3622)로부터 출력되는 비트들에 기반하여 변조 심볼들을 송신하기 위해 사용할 안테나 조합을 결정하고, 결정 결과를 GSM 변조부(3628)에 제공한다. 복수의 변조 맵핑부들(3626-1 내지 3626-Na)는 성상도에 따라 변조 심볼들을 생성한다. GSM 변조부(3628)는 복수의 변조 맵핑부들(3626-1 내지 3626-Na)로부터 출력되는 변조 심볼들이 TAC 맵핑부(3624)에 의해 결정된 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 송신되도록 GSM 심볼을 형성한다. 안테나에 맵핑된 변조 심볼들은 아날로그 변환, RF 변환, 증폭 등의 처리를 거친 후, Nt개 송신 안테나들 중 TAC 맵핑부(3624)에 의해 결정된 Na개 안테나들을 통해 송신된다.
도 36b는 본 개시에 적용 가능한 GSM 기법을 사용하는 수신기의 제1 코드 블록 할당 방식에 따라 재전송된 데이터를 수신하기 위한 구조를 나타낸 도면이다. 도 36b는 제1 코드 블록 할당 방식에 따라 초기 전송이 수행된 후, 재전송된 일부 코드 블록을 수신하기 위한 수신기의 구조를 예시한다.
도 36b를 참고하면, 수신기는 GSM 검출부(3662), TAC 디매핑부(3664), 복수의 변조 디맵핑부들(3666-1 내지 3666-Na), 병렬-직렬 변환부(3668), 제1 전송률 역정합 및 디인터리버(3670), 제1 채널 디코딩부(3672), 제2 전송률 역정합 및 디인터리버(3674), 제2 채널 디코딩부(3686), 코드 블록 연접 및 전송 블록 CRC 검사/제거부(3678)를 포함한다.
GSM 검출부(3662)는 Nr개의 안테나들을 통해 수신되는 GSM 심볼을 검출한다. 즉, GSM 검출부(3662)는 송신기에서 변조 심볼들을 송신하기 위해 사용한 적어도 하나의 안테나를 식별하고, 변조 심볼들을 검출한다. TAC 디매핑부(3664)는 GSM 검출부(3662)에 의해 검출된 송신 안테나 조합에 대응하는 비트들을 추정한다. 복수의 변조 디맵핑부들(3666-1 내지 3666-Na)는 성상도에 따라 GSM 검출부(3662)에 의해 검출된 변조 심볼들에 대응하는 비트들을 출력한다. 병렬-직렬 변환부(2368)는 입력되는 비트들을 직렬화한다.
제1 전송률 역정합 및 디인터리버(3670)는 병렬-직렬 변환부(2368)로부터 출력된 비트들에 대한 전송률 역정합을 수행하고, 역정합된 비트들을 설정된 규칙에 따라 디인터리빙한다. 디인터리빙된 비트들은 이전에 수신된 비트들과 결합(combining)되며, 결합된 비트들은 경판정(hard decision)된 비트이거나, LLR(log-likelihood ratio) 또는 다른 형태의 연판정(soft decision) 값을 포함할 수 있다. 제1 채널 디코딩부(3668)는 이전에 수신된 비트들과 디인터리빙된 비트들이 결합된 비트들에 대하여, 설정된 부호화율 및 코드에 따라 채널 디코딩을 수행한다. 그리고, 제1 채널 디코딩부(3668)는 각 코드 블록에 부가된 CRC를 이용하여 CRC 검사를 수행할 수 있다.
제2 전송률 역정합 및 디인터리버(3674)는 병렬-직렬 변환부(2368)로부터 출력된 비트들에 대한 전송률 역정합을 수행하고, 역정합된 비트들을 설정된 규칙에 따라 디인터리빙한다. 여기서, 디인터리빙은 도 36a의 제2 인터리버 및 전송률 정합부(3620)에서 수행된 인터리빙에 상응한다. 디인터리빙된 비트들은 이전에 수신된 비트들과 결합되며, 결합된 비트들은 경판정(hard decision)된 비트이거나, LLR(log-likelihood ratio) 또는 다른 형태의 연판정(soft decision) 값을 포함할 수 있다. 제2 채널 디코딩부(3676)는 이전에 수신된 비트들과 디인터리빙된 비트들이 결합된 비트들에 대하여, 설정된 부호화율 및 코드에 따라 채널 디코딩을 수행한다. 그리고, 제2 채널 디코딩부(3676)는 각 코드 블록에 부가된 CRC를 이용하여 CRC 검사를 수행할 수 있다.
코드 블록 연접 및 전송 블록 CRC 검사/제거부(3678)는 이전에 성공적으로 수신된 코딩 블록들과 제1 채널 디코딩부(3668) 및 제2 채널 디코딩부(3676)로부터 제공되는 채널 디코딩된 코드 블록들을 연접함으로써 전송 블록을 형성하고, 전송 블록에 부가된 CRC를 이용하여 CRC 검사를 수행한다. 제1 채널 디코딩부(3668), 제2 채널 디코딩부(3676) 또는 코드 블록 연접 및 전송 블록 CRC 검사/제거부(3678)에 의한 CRC 검사 결과는 송신기로 피드백될 ACK/NACK 정보를 생성하기 위해 사용될 수 있다.
상기 설명한 제안 방식에 대한 일례들 또한 본 개시의 구현 방법들 중 하나로 포함될 수 있으므로, 일종의 제안 방식들로 간주될 수 있음은 명백한 사실이다. 또한, 상기 설명한 제안 방식들은 독립적으로 구현될 수도 있지만, 일부 제안 방식들의 조합 (또는 병합) 형태로 구현될 수도 있다. 상기 제안 방법들의 적용 여부 정보 (또는 상기 제안 방법들의 규칙들에 대한 정보)는 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시그널 (예: 물리 계층 시그널 또는 상위 계층 시그널)을 통해서 알려주도록 규칙이 정의될 수 있다.
본 개시는 본 개시에서 서술하는 기술적 아이디어 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 개시의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 개시의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
본 개시의 실시 예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 또는 3GPP2 시스템 등이 있다.
본 개시의 실시 예들은 상기 다양한 무선접속 시스템뿐 아니라, 상기 다양한 무선접속 시스템을 응용한 모든 기술 분야에 적용될 수 있다. 나아가, 제안한 방법은 초고주파 대역을 이용하는 mmWave, THz 통신 시스템에도 적용될 수 있다.
추가적으로, 본 개시의 실시 예들은 자유 주행 차량, 드론 등 다양한 애플리케이션에도 적용될 수 있다.
Claims (15)
- 무선 통신 시스템에서 제1 장치의 동작 방법에 있어서,
제2 장치에게 파일럿 신호를 송신하는 단계;
상기 파일럿 신호에 기반하여 생성된 채널 정보에 기반하여 적어도 하나의 부호화율 및 변조 차수를 결정하는 단계;
상기 적어도 하나의 부호화율 및 변조 차수에 따라 전송 블록을 채널 코딩하는 단계; 및
상기 채널 코딩된 전송 블록 중 제1 부분에 기반하여 결정된 송신 안테나 조합을 통해, 상기 전송 블록 중 제2 부분에 기반하여 생성된 적어도 하나의 변조 심볼을 제2 장치에게 송신하는 단계를 포함하며,
상기 채널 정보는, TAC(transmit antenna combination)에 대한 제1 채널 품질에 관련된 제1 정보, 변조 심볼들에 대한 제2 채널 품질에 관련된 제2 정보, 연집 오류(burst error)의 영향을 반영한 변조 심볼들에 대한 제3 채널 품질에 관련된 제3 정보를 포함하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제3 정보는, 상기 제2 채널 품질 및 상기 제3 채널 품질 간 오프셋(offset)을 포함하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 부호화율 및 변조 차수는, 상기 TAC에 할당된 적어도 하나의 코드 블록에 적용되는 제1 부호화율, 상기 변조 심볼들에 할당된 적어도 하나의 코드 블록에 적용되는 변조 차수 및 제2 부호화율을 포함하고,
상기 전송 블록은, 상기 제1 부호화율에 따라 채널 코딩되는 제1 코드 블록 및 상기 제2 부호화율에 따라 채널 코딩되는 제2 코드 블록을 포함하고,
상기 채널 코딩된 제1 코드 블록은, 상기 TAC에 의해 송신되고,
상기 채널 코딩된 제2 코드 블록은, 상기 변조 차수에 따라 변조된 후, 상기 변조 심볼들에 의해 송신되는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 부호화율 및 변조 차수는, 상기 TAC 및 상기 변조 심볼들 의해 송신될 비트들에 적용되는 부호화율 및 상기 변조 심볼들에 의해 송신될 비트들에 적용되는 변조 차수를 포함하고,
상기 전송 블록은, 상기 부호화율에 따라 채널 코딩되는 코드 블록을 포함하고,
상기 채널 코딩된 코드 블록은, 상기 TAC에 의해 송신되는 적어도 하나의 비트 및 상기 변조 심볼들에 의해 송신되는 적어도 하나의 비트를 포함하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 채널 품질 및 상기 제2 채널 품질에 기반하여 상기 TAC 및 상기 변조 심볼들 각각에 적어도 하나의 코드 블록을 할당할 수 있는지 여부를 판단하는 단계;
상기 TAC 및 상기 변조 심볼들 각각에 적어도 하나의 코드 블록이 할당되면, 상기 제1 채널 품질 및 상기 제2 채널 품질에 기반하여 전송 블록 크기를 결정하는 단계; 및
상기 TAC 및 상기 변조 심볼들 중 적어도 하나에 코드 블록이 할당되지 아니하면, 상기 제1 채널 품질 및 상기 제3 채널 품질에 기반하여 전송 블록 크기를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 전송 블록을 채널 코딩하는 단계는,
상기 제1 정보, 상기 제2 정보, 가용한 무선 자원에 기반하여, TAC를 통해 송신될 수 있는 채널 코딩 전 제1 비트 수 및 변조 심볼들을 통해 송신될 수 있는 채널 코딩 전 제2 비트 수를 결정하는 단계;
상기 제1 비트 수가 코드 블록의 최소 크기 이상이고, 상기 제2 비트 수가 코드 블록의 최소 크기 이상이면, 상기 TAC 및 상기 변조 심볼들에 별도로 할당된 코드 블록들을 채널 코딩하는 단계; 및
상기 제1 비트 수 및 상기 제2 비트 수 중 적어도 하나가 코드 블록의 최소 크기보다 작으면, 상기 TAC 및 상기 변조 심볼들의 구분 없이 생성된 코드 블록들을 채널 코딩하는 단계를 포함하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 전송 블록에 포함되는 모든 코드 블록들에 대한 재전송 요청을 확인하는 단계; 및
최초 전송을 위해 사용된 코드 블록 할당 방식에 따라 상기 전송 블록을 재전송하는 단계를 더 포함하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 전송 블록에 포함되는 코드 블록들의 일부에 대한 재전송 요청을 확인하는 단계; 및
채널 코딩된 적어도 하나의 코드 블록을 TAC 및 변조 심볼들을 이용하여 재전송한는 단계를 더 포함하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2 장치로부터 상기 채널 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2 장치로부터 상기 적어도 하나의 부호화율 및 변조 차수에 관련된 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법. - 무선 통신 시스템에서 제2 장치의 동작 방법에 있어서,
제1 장치로부터 파일럿 신호를 수신하는 단계;
상기 파일럿 신호에 기반하여 채널 정보를 생성하는 단계; 및
상기 채널 정보에 기반하여 결정된 적어도 하나의 부호화율 및 변조 차수에 따라 채널 코딩된 전송 블록을 수신하는 단계를 포함하며,
상기 채널 정보는, TAC(transmit antenna combination)에 대한 제1 채널 품질에 관련된 제1 정보, 변조 심볼들에 대한 제2 채널 품질에 관련된 제2 정보, 연집 오류(burst error)의 영향을 반영한 변조 심볼들에 대한 제3 채널 품질에 관련된 제3 정보를 포함하는 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 제3 정보는, 상기 제2 채널 품질 및 상기 제3 채널 품질 간 오프셋(offset)을 포함하는 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 제1 장치에게 상기 채널 정보를 송신하는 단계를 더 포함하는 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 제1 장치에게 상기 적어도 하나의 부호화율 및 변조 차수에 관련된 정보를 송신하는 단계를 더 포함하는 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 제1 장치로부터 상기 적어도 하나의 부호화율 및 변조 차수에 관련된 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
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