KR20230089161A - 단말 기반 빔 제어 기법의 승인 및 제어 방법 및 장치 - Google Patents

단말 기반 빔 제어 기법의 승인 및 제어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 개시의 일 실시예는 5G 네트워크에서 단말로 멀티캐스트 데이터를 전송하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

단말 기반 빔 제어 기법의 승인 및 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CERTIFICATION OF UE ORIENTED BEAM MANAGEMENT}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 빔 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍 (beamforming), 거대 배열 다중 입출력 (massive MIMO), 전차원 다중입출력 (full dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나 (array antenna), 아날로그 빔형성 (analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC (Filter Bank Multi Carrier), NOMA (non orthogonal multiple access), 및 SCMA (sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
5G 시스템에서는 기존 4G 시스템 대비 다양한 서비스에 대한 지원을 고려하고 있다. 예를 들어, 가장 대표적인 서비스들은 모바일 초광대역 통신 서비스(eMBB: enhanced mobile broad band), 초 고신뢰성/저지연 통신 서비스(URLLC: ultra-reliable and low latency communication), 대규모 기기간 통신 서비스(mMTC: massive machine type communication), 차세대 방송 서비스(eMBMS: evolved multimedia broadcast/multicast Service) 등이 있을 수 있다. 그리고, 상기 URLLC 서비스를 제공하는 시스템을 URLLC 시스템, eMBB 서비스를 제공하는 시스템을 eMBB 시스템 등이라 칭할 수 있다. 또한, 서비스와 시스템이라는 용어는 혼용되어 사용될 수 있다.
이 중 URLLC 서비스는 기존 4G 시스템과 달리 5G 시스템에서 새롭게 고려하고 있는 서비스이며, 다른 서비스들 대비 초 고 신뢰성(예를 들면, 패킷 에러율 약 10-5)과 저 지연(latency)(예를 들면, 약 0.5msec) 조건 만족을 요구한다. 이러한 엄격한 요구 조건을 만족시키기 위하여 URLLC 서비스는 eMBB 서비스보다 짧은 전송 시간 간격(TTI: transmission time interval)의 적용이 필요할 수 있고 이를 활용한 다양한 운용 방식들이 고려되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT (Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터 (Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크 (sensor network), 사물 통신 (Machine to Machine, M2M), MTC (Machine Type Communication) 등의 기술이 연구되고 있다.
IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT (Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT (information technology) 기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크 (sensor network), 사물 통신 (Machine to Machine, M2M), MTC (Machine Type Communication) 등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
본 발명은 기지국이 아닌 단말이 통신에 사용할 빔을 직접 선정하는 단말(UE: user equipment) 주관(oriented) 빔 제어 기법 및 상기 기법이 동작하기 위해 필요한 기지국의 사전 승인 절차를 제시하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기존 기법 대비 보다 유연한 빔 제어와 단말의 부적절한 빔 선택에 의한 빔 충돌 등의 성능 저하를 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및 상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 기지국이 아닌 단말이 통신에 사용할 빔을 직접 선정하는 단말(UE: user equipment) 주관(oriented) 빔 제어 기법 및 상기 기법이 동작하기 위해 필요한 기지국의 사전 승인 절차를 제시할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 기법 대비 보다 유연한 빔 제어와 단말의 부적절한 빔 선택에 의한 빔 충돌 등의 성능 저하를 방지할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 빔 방향성에 따라 단말이 측정 및 보고하여야 하는 빔 개수 변화의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 다단계 빔 제어 기법의 예를 도시한 도면이다.
도 3은 3GPP가 정의하는 다단계 빔 제어 기법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 하향 빔과 상향 빔을 따로 제어하여야 하는 경우의 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 기반 빔 제어 기법 승인 절차의 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 2 단계 신호 송수신으로 구성된 단말 기반 빔 제어 기법 승인 절차의 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말이 요청한 빔의 적용 방법의 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 엔티티(network entity)의 구성을 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.
이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.
5G 이동통신 네트워크는 5G UE(user equipment, 단말(terminal)), 5G RAN(radio access network, 기지국, base station, gNB(5g nodeB), eNB(evolved nodeB 등), 그리고 5G 코어망으로 구성된다. 5G 코어망은 UE의 이동성 관리 기능을 제공하는 AMF(access and mobility management function), 세션 관리 기능을 제공하는 SMF(session management function), 데이터 전달 역할을 수행하는 UPF(user plane function), 정책 제어 기능을 제공하는 PCF(policy control function), 가입자 데이터 및 정책 제어 데이터 등 데이터 관리 기능을 제공하는 UDM(unified data management), UDM 등 다양한 네트워크 기능(network function)들의 데이터를 저장 하는 UDR(unified data repository) 등의 네트워크 기능(network function)들로 구성된다.
본 발명은 mmwave 통신의 핵심 기술인 빔 제어 기법을 수행함에 있어, 기지국이 후보 빔들을 미리 선정하고, 단말이 상기 후보 빔들에 대한 측정 결과를 보고하면, 기지국이 상기 보고를 기반으로 후보 빔 중 하나를 하향, 상향, 또는 양방향 전송에 사용하는 기존의 방식을 탈피하여 보다 다양한 빔들을 대상으로 빔 선택을 수행할 수 있는 단말 주관(UE oriented) 빔 제어 기법을 수행하기 위한 전체 절차(process)를 제시한다.
특히 본 발명은, 기지국이 단말 성능 요구사항을 선정하고 이에 기반하여 각 단말에게 단말 주관(UE oriented) 빔 제어 기법의 사용을 허가하는 단계를 제시하며, 또한 단말이 빔을 선정하고 기지국에 요청 시 기지국이 이를 어떻게 반영하는지에 대한 방법 및 절차를 제시한다.
도 1은 빔 방향성에 따라 단말이 측정 및 보고하여야 하는 빔 개수 변화의 예를 도시한 도면이고, 도 2는 다단계 빔 제어 기법의 예를 도시한 도면이고, 도 3은 3GPP가 정의하는 다단계 빔 제어 기법의 일 예를 도시한 도면이고, 도 4는 하향 빔과 상향 빔을 따로 제어하여야 하는 경우의 예를 도시한 도면이다.
<다단 빔 제어 기법>
경로 감쇄(propagation loss)가 심한 mmwave 또는 frequency rage 2(이하 FR2) 영역에서 무선 통신을 지원하기 위해서는 기지국과 단말 양 단에서 빔 포밍(beamforming)을 통한 추가적인 프로세싱 이득(processing gain)의 확보 및 경로 감쇄 상쇄가 필수적이다.
양 단에서 빔을 형성함에 있어, 방향성 높은 빔 일수록 보다 높은 이득을 제공 할 수 있는 반면, 방향성이 큰 빔 일수록 빔 제어 오류에 보다 민감하고 빔 선정에 보다 많은 작업이 수행되어야 하는 단점을 가진다.
도 1을 참고하면, 기지국이 방향성이 낮음 빔(wide beam, 넓은 빔)을 사용하여 통신하는 경우와 방향성이 높은 빔(narrow beam, 좁은 빔)을 사용하는 통신하는 각 경우, 동일한 통신 영역을 지원하기 위하여 기지국이 생성하여야 하는 빔 개수가 차이가 있고, 단말이 측정하고 보고하여야 하는 빔 개수에 차이가 있다.
높은 방향성 빔을 통한 빔 이득을 확보하는 동시에 기지국 및 단말이 운용하여야 하는 빔의 개수를 적정 수준으로 조절하기 위한 방안으로 다단 빔 제어 기법이 표준에 정의 되었으며, 기본 동작은 도 2의 예시와 같다. 도 2에 예시 하였듯이, 기지국은 소수의 넓은 빔을 설정하고 전송하는 것으로 빔 제어 동작을 시작하며, 단말은 상기 넓은 빔의 수신 성능을 측정하고 이 중 가장 우수한 성능을 지원하는 하나 또는 일부 빔을 기지국에게 보고할 수 있다. 기지국은 보고 받은 넓은 빔을 기준으로 유사한 방향성을 가지는 몇 개의 좁은 빔을 설정하고 전송하며, 단말은 상기 몇 개의 좁은 빔에 대한 수신 성능을 측정하고 기지국에게 보고할 수 있다. 기지국은 상기 좁은 빔 중 최적의 빔을 선택하여 통신에 활용할 수 있다. 도 1에 보인 좁은 빔 제어 기법과 비교 시, 기지국이 전송하고 단말이 보고하는 좁은 빔의 개수가 16개에서 4개로 크게 줄어든 것을 볼 수 있다.
도 3은 3GPP가 정의하는 다단 빔 제어 기법에 대한 개괄적인 도식이다. 도 3에 예시된 것과 같이, 3GPP 표준은 active TCI(transmission configuration indication) state configuration이라는 후보 빔 최종 선택의 과정을 거쳐 최대 64개 까지 선정 가능한 CSI-RS(channel state information reference signal) 빔 중 8개 이하의 후보 빔을 선택할 수 있다. 최종 선택된 후보 빔의 수는 기지국이 주로 사용하고자 하는 PDCCH(physical downlink control channel) format, 단말이 지원 가능한 active TCI state의 수 등에 의해 결정될 수 있다. 도 3에서 확인 가능하듯이, 초기 빔 설정 단계 또는 빔 실패가 발생하여 빔 복원이 필요 한 경우가 아니라면 기지국과 단말은 후보 빔들을 대상으로 측정, 보고, 및 빔 선택 절차를 수행한다.
<빔 유사성 기반 상향 빔 제어 기법>
도 3에 예시된 동작들은 기지국의 전송 빔 선택을 기반으로 기지국과 단말 간 하향 빔 선택을 수행하는 과정을 나타낸다. 상기 예시된 동작들 중 상향 링크를 통해 단말이 측정 결과를 보고하는 동작을 수행 시, 각 단계에서 선택된 하향 빔과 동일한 상향 빔을 사용하여 해당 동작을 수행하게 된다. 따라서, 도 3에 예시된 하향 빔 설정이 성공적으로 동작하였다면, 이는 동일한 빔이 상향 링크를 통한 제어 정보 전달에 성공적으로 사용되었음을 의미할 수 있다. 즉, 하향 링크와 상향 링크 간 빔 유사성(reciprocity)이 존재함을 의미하여, 이과 같이 빔 유사성에 기반하여 하향 링크용으로 선택된 빔을 상향 링크에 사용하는 것이 가능하다.
예외적인 경우로, 단말이 하향과 상향에 각기 다른 안테나를 사용하거나, 또는 단말이 특정 방향으로 신호 전송 시 신호의 출력을 크게 낮추어야 하는 MPR(maximum power reduction)이 발생하는 경우, 하향 빔과 상향 빔은 달라질 수 있으며, 이 경우 기지국과 단말은 상향 빔 제어를 위해 도에 예시된 다단 빔 제어 과정을 추가적으로 수행하여야 하는 부담이 생길 수 있다.
도 4는 상향 빔과 하향 빔의 설정이 달라져야 하는 경우에 대한 예시이다. 제1 패널은 제1 빔을 사용한 통신을 지원 가능하며, 제2 패널은 제2 빔을 사용한 통신이 가능한 경우를 고려한다. 이 경우, 제1 빔의 경로 감쇄가 80dB로 경로감쇄가 83dB인 제2 빔에 비하여 낮은 전력 소실을 보이는 경우, 하향 통신 시 기지국과 단말은 제1 빔을 사용하는 것이 적절한 선택일 수 있다. 반면 상향 통신의 경우, 제1 패널의 최대 전송 전력이 제2 패널의 최대 전송 전력 대비 6dB 낮음으로, 단말이 제1 빔을 사용 시, 제2 빔을 사용하는 경우에 비하여 기지국의 수신 전력이 3dB 낮아지게 된다. 따라서 이 경우, 상향 통신에서는 제2 빔을 사용하는 것이 더 나은 선택일 수 있다.
다단 빔 제어 기법은 빔 이득과 낮은 빔 제어 복잡도 두 가지를 모두 구현 가능한 우수한 기법이나, 미리 선정된 후보 빔 이외의 빔은 통신에 사용할 수 없다는 단점을 가진다. 따라서 기지국이 후보 빔을 잘못 선정하거나, 또는 채널 상황이 빠르게 변화하여 기존에 설정한 후보 빔들이 더 이상 적절한 빔이 아니게 된 경우, 빔 재설정 단계를 거쳐 다시 후보 빔들을 설정하여야 한다. 상기 재설정 단계는 RRC(radio resource control) reconfiguration 과정을 요구함으로, 후보 빔 재설정이 빈번하게 발생 시 시그널링 오버헤드(signaling overhead)가 크게 증가하게 될 수 있으며, 또한 후보 빔 재설정 기간 동안에는 통신이 불가능하므로 서비스 품질 감소가 발생할 수 있다.
또한, 상향 빔 제어와 하향 빔 제어가 각기 따로 수행되어야 하는 경우, 상기의 다단계 동작이 하향 빔 제어와 상향 빔 제어를 위해 각기 수행되어야 함으로 복잡도 및 신호 전달(signaling overhead)이 크게 증가하게 되는 단점이 존재한다.
이에, 본 발명은 기지국이 아닌 단말이 통신에 사용할 빔을 직접 선정하는 단말(UE) 주관(oriented) 빔 제어 기법 및 상기 기법이 동작하기 위해 필요한 기지국의 사전 승인 절차를 제시한다.
3GPP가 제시하는 다단계 빔 제어 기법은 기지국의 제어에 따른 빔 선택 방식 가장 우수한 성능을 제공하는 방식일 수 있으나, 상기에서 설명하였듯이 채널 상황을 모두 반영할 수 없으며 또한 빠른 채널 변화에 적응이 어렵다는 단점이 존재한다. 이를 해결하기 위한 방안으로 통신에 사용할 빔의 선정을 단말이 직접 수행하는 단말 기반 빔 제어 기법의 표준화가 제시 되었으나, 단말 기반 빔 제어 기법의 성공 여부는 단말 성능에 크게 영향을 받는다는 점에 대한 우려로 표준화에는 실패하였다.
따라서 이에 대한 해법으로, 본 발명의 일 실시 예는 다음의 특징이 있다.
1. 단말 기반 빔 제어를 단말이 기 설정된 후보 빔들이 아닌 다른 빔들을 대상으로 수신 성능 측정을 수행하고 상기 빔들 중 적절한 빔을 선정 후 이를 사용하도록 기지국에 요청하는 동작으로 정의할 수 있다.
● 상기 동작은 보다 상세한 구분으로 하기 두 가지로 구분 가능하다.
◆ 단말이 하향 빔 또는 하향과 상향 모두에 사용될 빔을 후보 빔 이외의 빔으로 선정하고 기지국에 사용을 요청하는 동작. 이하 이 동작을 비 후보 빔 선정 기법이라고 한다.
◆ 단말이 하향 빔과 다르게 상향 빔을 선정하고 이를 기지국에게 보고하는 방법. 상기 상향 빔은 하향, 상향, 또는 상향과 하향 통신 모두에 사용되도록 설정된 후보 빔 중 하나일 수 있으며, 또는 비 후보 빔 일 수 있다.
2. 단말 기반 빔 제어를 수행하기 위해 요구되는 단말 성능 지표를 네트워크가 정의하고 통지하는 단계를 정의하며, 상기 단계 및 후속 수행되는 단말의 성능 보고에 따라 네트워크가 단말 기반 빔 제어 기법을 수행 할 단말은 직접 선정하는 네트워크 허가에 근거한 단말 기반 빔 제어 기법을 제시한다.
본원 발명에서 상기 제시된 실시 예들을 통해, 기존 기법 대비 보다 유연한 빔 제어가 가능해지며, 또한 단말의 부적절한 빔 선택에 의한 빔 충돌 등의 성능 저하를 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 기반 빔 제어 기법 승인 절차의 예를 도시한 도면이다.
본 발명은 단말 기반 빔 제어 기법의 일 예로 비 후보 빔의 선정(out-of-scope beam indication) 및 개별 상향 빔 선정 두 가지 동작을 고려하고 있으며, 기술적 개선 사항으로 하기의 두 가지 동작을 제시한다.
1. 단말 기반 빔 제어를 수행함에 있어, 네트워크가 통신 상황을 인지하고 상황에 따라 각 단말에게 단말 기반 빔 제어의 수행 여부를 허가 또는 금지하는 단계
2. 단말 기반 빔 제어를 수행함에 있어, 네트워크가 단말의 빔 요청을 수신 시 이에 따라 빔을 변경하는 단계
보다 상세한 내용으로, 도 5를 참고하면, 제1 단계를 수행함에 있어 네트워크 및 단말은 하기의 동작을 수행할 수 있다.
1-1. 네트워크는 기지국, 또는 기지국 간 협업을 통해 다중 접속 상황에 대한 정보를 취합할 수 있다.
● 네트워크가 취합하여 활용하는 정보는 단말의 각 서빙 셀 접속 및 통신 상태에 대한 정보일 수 있고, 또한 각 서빙 셀에 대하여 인접 셀 단말로 작용하는 단말들에 대한 정보일 수 있다. 보다 구체적으로, 각 서빙 셀 및 인접 셀 단말들에 대한 하기의 정보 중 적어도 하나일 수 있다.
- 셀 별 단말 수
- 셀 별 통신 중인 단말 수
- 셀 별 통신 중인 단말들의 빔 사용 정보
- 셀 별 통신량 (traffic load)
- 셀 별 인접 간섭
- 인접 셀 단말 수
- 인접 셀 통신 중인 단말 수
1-2. 네트워크는 상기 정보 상황에 따라 단말 기반 빔 제어, 예를 들어 비 후보 빔 선정 또는 개별 상향 빔 선정의 수행을 허가할 것인지를 결정할 수 있다. 그리고 해당 정보를 단말에게 전송할 수 있다.
● 상기 결정은 각 세부 동작 사항, 예를 들어 ‘비 후보 빔 선정’, ‘개별 상향 빔 선정’ 별 동작 허가/지원 여부를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 일 예로, 특정 기지국은 ‘비 후보 빔 선정’ 동작만을 허가 할 수 있으며, 또 다른 기지국 또는 셀은 ‘개별 상향 빔 선정’ 동작만을 허가/지원 할 수 있다.
● 상기 결정은 셀 또는 기지국 별 공통 사항일 수 있다. 즉, 동일 기지국 영역 내 또는 동일 서빙 셀 내 단말들은 동일한 허가/지원 리스트를 통지 받을 수 있다.
● 또 다른 일 예로, 기지국 또는 네트워크는 단말 기반 빔 제어 기법의 허가/지원 여부를 단말 별 다르게 설정 가능할 수 있다. 예를 들어, 하기와 같은 방식의 설정이 가능하다.
- 잦은 오동작이 목격/보고된 단말에 대해서는 네트워크 상황에 관계 없이 해당 동작의 허가/지원을 설정하지 않거나, 또는 통신 환경이 단말 기반 빔 제어를 허가하기에 매우 양호한 경우에만 해당 동작을 허가/지원 하는 방식으로 설정하는 것이 가능하다.
- FR2 에서 MAI(multiple access interference, 다중 접속에 의한 간섭)은 각 사용자와의 통신에 사용되는 빔에 의해 결정될 수 있다. 따라서 특정 방향 또는 특정 빔의 사용을 선호하는 단말이 많을 경우, 해당 빔의 사용을 요구하는 단말들에 한하여 ‘비 후보 빔 선정’, ‘개별 상향 빔 선정’ 또는 두 가지 동작 모두를 허가하지 않고, MAI을 고려하여 각 단말이 지정된 후보빔들만을 사용하여 통신하도록 설정할 수 있다.
1-3. 네트워크는 상기 정보 상황에 따라 단말 기반 빔 제어, 예를 들어 비 후보 빔 선정 또는 개별 상향 빔 선정을 수행하려는 단말의 성능 요구 지표를 작성할 수 있다. 상기 요구 지표는 다수의 UE capability 항목들에 대하여 각 capability 항목이 어느 정도의 성능을 만족시켜야 하는 지에 대한 지표일 수 있다.
● 비 후보 빔 선정을 허용하는 경우,
- 일 예로, 해당 동작에 대한 성능 지표는 아래의 UE capability 항목을 포함할 수 있다
◆ 단말이 측정 가능한 빔의 개수(특정 개수 이상으로 성능 지표 설정)
◆ 단말이 지원하는 active TCI state 수(특정 개수 이상으로 성능 지표 설정)
◆ 단말의 L1-SINR 또는 MAI 측정 지원 여부, 또는 지원하는 측정 방법(측정이 요구되는지, 또는 특정 방법을 통한 측정이 요구되는 지에 대한 설정)
■ 특정 방향, 지역에 단말이 집중되어 있거나 또는 특정 빔의 사용을 선호하는 단말이 다수 존재하는 등의 이유로 특정 빔에 한하여 단말 기반 빔 제어 기법의 동작 난이도가 높은 경우, 이를 고려하여 상기 성능 지표를 빔 별 다르게 설정 가능하다. 예를 들어 SRI(SSB(synchronization signal block) resource indicator) 등 빔 지시자 또는 SSB resource 등 빔 제어에 사용되는 RS resource 별 다르게 설정 가능하다.
- 또 다른 일 예로, 특정 방향, 지역에 단말이 집중되어 있거나 또는 특정 빔의 사용을 선호하는 단말이 다수 존재하는 등의 이유로 특정 빔의 추가적인 사용을 피해야 하는 경우, 기지국 또는 네트워크는 단말 기반 빔 제어 기법의 사용 시, 특정 빔의 사용은 허가되지 않음을 설정하고 단말에 이를 통지할 수 있다. 즉, 단말은 특정 빔을 사용하지 않고도 단말 기반 빔 제어를 수행할 수 있어야 하므로, 이를 고려하여 특정 빔의 사용은 허가되지 않음을 지시하는 정보를 포함하는 성능 지표의 설정이 가능하다.
● 개별 상향 빔 선정을 허용하는 경우,
- 일 예로, 단말이 지원하여야 하는 또는 사용하여도 되는 패널 변경 또는 제어 기법이 무엇인지, 단말이 지원하여야 하는 또는 사용하여도 되는 상항 빔에 대한 보고 기법이 무엇인지 등의 내용을 설정할 수 있다.
◆ 패널 변경/제어 기법의 일 예로 하기의 방식들이 고려 될 수 있다.
■ Network transparent, non-transparent 기법
■ Panel specific CSI-RS configuration 기법 또는 이에 기반한 기법
■ Panel specific SRS(sounding reference signal) configuration/transmission 기법 또는 이에 기반한 기법
◆ 상항 빔 reporting 기법에 대한 일 예로, MPE(maximum permissible exposure) event 발생 시 단말이 사용하여야 하는, 또는 사용이 허가되는 MPE event 보고 기법 등이 고려될 수 있다.
1.4. 네트워크는 상기 작성된 성능 지표를 단말에 전달할 수 있다.
● 상기 지표의 전달은 하향 제어 채널(PDCCH), 하향 정보 채널(PDSCH: physical downlink shared channel) 등 다양한 채널을 통해 전달 가능하며, 시스템 정보 전달, CC(component carrier) 설정 정보 전달, BWP(bandwidth part) 설정 정보 전달 등 기존의 설정 정보 전달 용 신호 체계를 활용하여 전달 가능하다.
1-5. 단말은 전달 받은 성능 지표의 충족 가능 여부를 판별할 수 있다. 단말은 상기 성능 지표를 만족시키기 위해 단말 성능(UE capability) 확장이 필요한 경우, 확장에 의한 베터리 소모량 증가 등 단말 부담 증가 대비 기대되는 성능 향상 등을 고려하여 상기 성능 지표 만족을 위한 성능 확장 여부를 결정할 수 있다.
1-6. 단말은 수행하고자 하는 동작에 대하여, 네트워크가 요구한 성능 지표를 만족시켰음을 기지국을 통해 보고하며 단말 기반 동작 수행에 대한 허가를 요청할 수 있다.
● 허가를 요청함에 있어, 단말은 성능 요구 지표에 명시된 지표 별 세부 내역, 예를 들어 해당 UE capability 및 빔 정보(SRI 등)를 함께 보고할 수 있다.
- 또한, 실시 예에 따라 단말이 UE capability 등 단말 성능에 대한 내용을 사전에 기지국을 통해 네트워크에게 이미 보고 하였으며, 해당 지표의 충족을 위해 변경한 사항이 없는 경우, 상기 정보의 보고는 생략될 수 있다.
● 상기 보고 또는 상기 정보의 전달은 상방향 제어 채널(PUCCH: physical uplink control channel), 상방향 정보 채널(PUSCH: physical uplink shared channel) 또는 초기 설정 요청 채널(PRACH: physical random access channel)등의 채널을 통해 전달 가능하다.
1-7. 네트워크는 상기 보고 및 요청을 고려하여 승인 여부를 결정하고 그 결과를 단말에 통지할 수 있다.
● 상기의 통지는 하향 제어 채널(PDCCH), 하향 정보 채널(PDSCH) 등 다양한 채널을 통해 전달 가능하며, 시스템 정보 전달, CC(component carrier) 설정 정보 전달, BWP(bandwidth part) 설정 정보 전달 등 기존의 설정 정보 전달 용 신호체계를 활용하여 전달 가능하다.
1-8. 상기 동작에서 승인이 수행된 경우, 기지국, 로컬 서버 등 해당 동작을 수행한 네트워크 구성 요소는 해당 정보를 업데이트 하여 네트워크/기지국/셀 간 공유할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 2 단계 신호 송수신으로 구성된 단말 기반 빔 제어 기법 승인 절차의 예를 도시한 도면이다.
상기 1-1 내지 1-8으로 명시되는 동작을 수행함에 있어, 기지국과 단말 간 신호 송수신 부담을 줄이는 방안으로, 기지국 또는 네트워크가 허용 가능한 단말 기반 빔 제어 기법 및 요구 사항을 단말에게 전달하는 단계를 생략하는 방식 또한 사용 가능하다. 이 경우, 단말은 자신의 동작 성능과 통신 환경을 자체 분석하여 기지국 또는 네트워크에게 단말 기반 빔 제어 기법의 사용을 요청하며, 기지국 또는 네트워크는 1-1 내지 1-3의 단계에 의해 결정된 성능 지표와 단말의 성능 및 통신 상황을 비교하여 1-7 단계 1-8에 명시된 방법으로 단말 기반 빔 제어 기법의 허가 여부를 결정하고 결과를 통지 및 공유할 수 있다. 도 6은 상기 설명에 따른 2단계 신호 송수신을 통해 단말 기반 빔 제어 기법의 동작을 허가 받는 방법에 대한 간략한 도식이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말이 요청한 빔의 적용 방법의 예를 도시한 도면이다.
도 7을 참고하면, 제2 단계 동작의 상세 내용으로,
2-1. 기지국은 단말의 빔 변경 요청 시, 단말의 요청에 어떻게 대응 할 것인지 관련 동작을 선정할 수 있다. 예를 들어, 상기 선정은 모드 선택 방식으로 수행될 수 있으며, 선택 가능한 모드는 하기의 예시와 같을 수 있다.
● 모드 1: 자동허가 (passive)
- 기지국 또는 네트워크는 단말의 빔 변경 요청을 거부하지 않음
● 모드 2: 가부 결정 (hard decision)
- 기지국 또는 네트워크는 단말의 빔 변경 요청을 거부할 수 있음
● 모드 3: 복합적 결정 (soft decision)
- 기지국 또는 네트워크는 단말의 빔 변경 요청을 참조하여 신규 빔을 선택함
2-2. 기지국 또는 네트워크는 상기 모드를 단말에게 전달하거나 전달하지 않을 수 있으나, 모드의 선택에 따라 달라지는 설정들, 예를 들어 측정 자원 설정(measurement resource configuration), 단말의 빔 보고 또는 빔 사용 요청에 사용되는 무선 자원의 설정(reporting resource configuration), 그리고 기지국이 단말에 승인 여부를 전달하기 위해 사용하는 자원의 설정(CORESET(control resource set) configuration) 등의 내용을 단말에 전달하여야 한다.
2-3. 단말은 상기 설정된 자원(resource)을 사용하여 빔 측정 및 단말 기반 빔 제어 동작을 수행 할 수 있다.
2-4. 상기 2-3 동작의 결과로 단말이 빔 변경을 결정 한 경우, 이를 기지국에 요청할 수 있다.
2-5. 기지국 또는 네트워크는 단말의 요청에 대한 수락 여부를 단말에게 전달하거나, 또는 단말의 요청을 반영한 빔 변경 결과를 단말에 통지할 수 있다. 상기 통지 또는 전달의 내용은 기지국 또는 네트워크가 선정한 대응 방식 또는 대응 모드에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 기지국이 2-1에 보인 세 가지 모드 중 한 가지 모드를 선정한 경우, 다음과 같은 동작이 이루어질 수 있다.
● 모드 1
- 기지국 또는 네트워크는 단말의 빔 변경 요청을 별도의 통지 과정 없이 수락할 수 있다.
- 요청된 빔으로의 빔 변경은 단말 및 기지국의 빔 변경에 소요되는 시간(beam application time) 만큼의 지연을 가지고 수행될 수 있다. 상기 시간 경과 전 까지는 기존의 빔을 사용하여 통신을 수행할 수 있다.
● 모드 2
- 기지국 또는 네트워크는 단말의 빔 변경 요청에 대한 수락 여부를 단말에게 통지할 수 있다.
- 상기 통지는 현재 사용 중인 빔을 통해 수행될 수 있다.
- 요청된 빔 수락 시, 요청된 빔으로의 변경은 단말 및 기지국의 빔 변경에 소요되는 시간(beam application time) 만큼의 지연을 가지고 수행될 수 있다. 상기 시간 경과 전 까지는 기존의 빔을 사용하여 통신을 수행할 수 있다.
- 요청 거부 시, 기지국 또는 네트워크는 신규 빔을 선택하여 이를 단말에 전달하거나 또는 기존 빔을 계속 사용하도록 지시할 수 있다.
● 모드 3
- 기지국 또는 네트워크는 단말의 빔 변경 요청에 대한 수락 여부를 단말에게 통지하거나, 또는 통지 없이 빔 변경 및 신규 빔 지정을 단말에게 지시할 수 있다.
- 기지국 또는 네트워크가 요청된 빔으로의 빔 변경을 단말에 통지한 경우, 요청된 빔으로의 빔 변경은 단말 및 기지국의 빔 변경에 소요되는 시간(beam application time) 만큼의 지연을 가지고 수행될 수 있다. 상기 시간 경과 전 까지는 기존의 빔을 사용하여 통신을 수행할 수 있다.
2-6. 상기 동작의 결과 빔 측정 및 보고에 대한 설정의 변경이 필요한 경우, 기지국은 해당 내용을 단말에게 전달할 수 있다.
● 예를 들어, 기지국은 상기 단말의 요청에 기반하여 후보 빔 설정 등을 변경할 수 있다.
그 외, 기지국 또는 네트워크가 1-2에 명시된 허용 가능한 단말 기반 빔 제어 동작을 지정함에 있어, 단말은 특정 동작을 기지국 또는 네트워크가 지원 또는 허용 하도록 요청할 수 있다.
또는 기지국 또는 네트워크가 1-3에 명시된 단말 성능 지표 설정을 수행함에 있어, 단말은 관련 지표 내용의 변경을 기지국 또는 네트워크에게 요청할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
도 8을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말은 송수신부(820) 및 단말의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(810)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 송수신부(820)는 송신부(825) 및 수신부(823)를 포함할 수 있다.
송수신부(820)는 다른 네트워크 엔티티들과 신호를 송수신할 수 있다.
제어부(810)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 단말을 제어할 수 있다. 한편, 상기 제어부(810) 및 송수신부(820)는 반드시 별도의 모듈들로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩과 같은 형태로 하나의 구성부로 구현될 수 있음은 물론이다. 그리고, 상기 제어부(810) 및 송수신부(820)는 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 예를 들면 제어부(810)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서(processor)일 수 있다. 또한, 단말의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 단말 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 엔티티(network entity)의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 네트워크 엔티티는 시스템 구현에 따라 네트워크 펑션(network function)을 포함하는 개념이다.
도 9를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 엔티티는 송수신부(920) 및 네트워크 엔티티의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(910)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 송수신부(920)는 송신부(925) 및 수신부(923)를 포함할 수 있다.
송수신부(920)는 다른 네트워크 엔티티들과 신호를 송수신할 수 있다.
제어부(910)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 네트워크 엔티티를 제어할 수 있다. 한편, 상기 제어부(910) 및 송수신부(920)는 반드시 별도의 모듈들로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩과 같은 형태로 하나의 구성부로 구현될 수 있음은 물론이다. 그리고, 상기 제어부(910) 및 송수신부(920)는 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 예를 들면 제어부(910)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서(processor)일 수 있다. 또한, 네트워크 엔티티의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 네트워크 엔티티 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다.
상기 네트워크 엔티티는 기지국, AMF, SMF, UPF, PCF, AF, AS, UDM, UDR, AUSF, NRF, NEF 등 중 어느 하나일 수 있다.
상기 도 1 내지 도 9가 예시하는 구성도, 제어/데이터 신호 송신 방법의 예시도, 동작 절차 예시도, 구성도들은 본 개시의 권리범위를 한정하기 위한 의도가 없음을 유의하여야 한다. 즉, 상기 도 1 내지 도 9에 기재된 모든 구성부, 엔티티, 또는 동작의 단계가 개시의 실시를 위한 필수 구성 요소인 것으로 해석되어서는 안되며, 일부 구성 요소 만을 포함하여도 개시의 본질을 해치지 않는 범위 내에서 구현될 수 있다.
앞서 설명한 네트워크 엔티티나 단말의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 네트워크 엔티티 또는 단말 장치 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 네트워크 엔티티 또는 단말 장치의 제어부는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(Central Processing Unit)에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 네트워크 엔티티, 기지국 또는 단말 장치의 다양한 구성부들과, 모듈(module)등은 하드웨어(hardware) 회로, 일 예로 상보성 금속 산화막 반도체(complementary metal oxide semiconductor) 기반 논리 회로와, 펌웨어(firmware)와, 소프트웨어(software) 및/혹은 하드웨어와 펌웨어 및/혹은 머신 판독 가능 매체에 삽입된 소프트웨어의 조합과 같은 하드웨어 회로를 사용하여 동작될 수도 있다. 일 예로, 다양한 전기 구조 및 방법들은 트랜지스터(transistor)들과, 논리 게이트(logic gate)들과, 주문형 반도체와 같은 전기 회로들을 사용하여 실시될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (1)

  1. 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서,
    기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및
    상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 신호 처리 방법.
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