KR20240012808A

KR20240012808A - 차세대　이동통신　시스템에서　네트워크　제어　리피터의　최초　접속　방법 및 장치

Info

Publication number: KR20240012808A
Application number: KR1020220090239A
Authority: KR
Inventors: 황준; 아닐 에기월; 강현정; 정병훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2022-07-21
Filing date: 2022-07-21
Publication date: 2024-01-30
Also published as: WO2024019396A1

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 개시는 네트워크 제어 리피터 시스템에 관한 장치 및 방법을 개시한다.

Description

차세대　이동통신　시스템에서　네트워크　제어　리피터의　최초　접속　방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR INITIAL ACCESS OF NETWORK CONTROLLED REPEATER IN A NEXT GENERATION WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 개시는 네트워크 제어 리피터 시스템에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 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 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), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 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.

상술한 것과 이동통신 시스템의 발전에 따라 다양한 서비스를 제공할 수 있게 됨으로써, 이러한 서비스들을 효과적으로 제공하기 위한 방안이 요구되고 있다.

본 개시의 일 목적은은 네트워크 제어 리피터가 네트워크 접속을 하고, 필요한 동작을 설정 받는 방법을 제공하는 것이다.

본 개시의 일 목적은, 이동 통신 시스템에서 서비스를 효과적으로 제공할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 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 개시의 일 실시예에 따르면, 네트워크 제어 리피터가 기지국과 접속을 시도하고, 네트워크부터 필요한 설정 정보를 수신하여 동작하게 되는 구체적인 방법을 제공할 수 있다.

보다 구체적으로, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 네트워크 제어 리피터가 서빙셀에 접속 시, 서빙셀은 제어 리피터 운영이 가능한 셀과 그렇지 않은 셀을 구분한 뒤 선택적으로 접속을 허용하며, 제어 리피터가 접속한 후에는 네트워크 제어 리피터임을 셀에게 알림으로써, 제어 리피터를 제어하기 위한 적절한 신호가 송/수신될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크 제어 리피터의 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 NCR-MT 가 자신이 NCR 엔터티 임을 알리는 방법으로서 RRCSetupRequest 메시지를 사용하는 방법의 흐름도 이다.
도 9는 NCR-MT 가 자신이 NCR 엔터티 임을 알리는 방법으로서 RRCSetupComplete 메시지를 사용하는 방법의 흐름도 이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 개시를 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 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 개시이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

이하 설명의 편의를 위하여, 본 개시은 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 개시가 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 개시의 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예를 들면, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 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 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다. 예를 들어, 이하 설명에서 단말이라 함은, 후술할 MCG(Master Cell Group)와 SCG(Secondary Cell Group)별로 각각 존재하는 단말 내의 MAC entity를 칭할 수 있다.

이하 설명의 편의를 위하여, 본 개시는 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 개시가 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, gNode B, eNode B, Node B, BS (Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE (User Equipment), MS (Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 물론 상기 예시에 제한되는 것은 아니다.

특히 본 개시는 3GPP NR (5세대 이동통신 표준)에 적용할 수 있다. 또한 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 또는 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명에서 eNB는 설명의 편의를 위하여 gNB와 혼용되어 사용될 수 있다. 즉 eNB로 설명한 기지국은 gNB를 나타낼 수 있다. 또한 단말이라는 용어는 핸드폰, NB-IoT 기기들, 센서들 뿐만 아니라 또 다른 무선 통신 기기들을 나타낼 수 있다.

무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 예를 들어, 3GPP의 HSPA(High Speed Packet Access), LTE(Long Term Evolution 또는 E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)), LTE-Advanced(LTE-A), LTE-Pro, 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), UMB(Ultra Mobile Broadband), 및 IEEE의 802.16e 등의 통신 표준과 같이 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 광대역 무선 통신 시스템으로 발전하고 있다.

광대역 무선 통신 시스템의 대표적인 예로, LTE 시스템에서는 하향링크(DL; DownLink)에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 채용하고 있고, 상향링크(UL; UpLink)에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있다. 상향링크는 단말(UE; User Equipment 또는 MS; Mobile Station)이 기지국(eNode B 또는 BS; Base Station)으로 데이터 또는 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻하고, 하향링크는 기지국이 단말로 데이터 또는 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻한다. 상기와 같은 다중 접속 방식은, 각 사용자 별로 데이터 또는 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성(Orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 또는 제어정보를 구분한다.

LTE 이후의 향후 통신 시스템으로서, 즉, 5G 통신시스템은 사용자 및 서비스 제공자 등의 다양한 요구 사항을 자유롭게 반영할 수 있어야 하기 때문에 다양한 요구사항을 동시에 만족하는 서비스가 지원되어야 한다. 5G 통신시스템을 위해 고려되는 서비스로는 향상된 모바일 광대역 통신(eMBB; Enhanced Mobile BroadBand), 대규모 기계형 통신(mMTC; massive Machine Type Communication), 초신뢰 저지연 통신(URLLC; Ultra Reliability Low Latency Communication) 등이 있다.

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

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

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

전술한 5G 통신 시스템에서 고려되는 세가지 서비스들, 즉 eMBB, URLLC, mMTC는 하나의 시스템에서 다중화되어 전송될 수 있다. 이 때, 각각의 서비스들이 갖는 상이한 요구사항을 만족시키기 위해 서비스 간에 서로 다른 송수신 기법 및 송수신 파라미터를 사용할 수 있다. 다만, 전술한 mMTC, URLLC, eMBB는 서로 다른 서비스 유형의 일 예일 뿐, 본 개시의 적용 대상이 되는 서비스 유형이 전술한 예에 한정되는 것은 아니다.

또한, 이하에서 LTE, LTE-A, LTE Pro 또는 5G(또는 NR, 차세대 이동 통신) 시스템을 일례로서 본 발명의 실시예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 발명의 실시예가 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예는 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로써 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB, Node B 또는 기지국)(1-05, 1-10, 1-15, 1-20)과 이동성 관리 엔티티 (Mobility Management Entity, MME)(1-25) 및 S-GW(1-30, Serving-Gateway)로 구성될 수 있다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(1-35)은 ENB(1-05 내지 1-20) 및 S-GW(1-30)를 통해 외부 네트워크에 접속할 수 있다.

도 1에서 ENB(1-05 내지 1-20)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B(Node B)에 대응될 수 있다. ENB는 UE(1-35)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행할 수 있다. LTE 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 될 수 있다. 따라서, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요할 수 있으며, 이를 ENB(1-05 ~ 1-20)가 담당할 수 있다. 하나의 ENB는 통상 다수의 셀들을 제어할 수 있다. 예를 들면, 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 예컨대, 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)을 무선 접속 기술로 사용할 수 있다. 또한 ENB는 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, AMC) 방식을 적용할 수 있다. S-GW(1a-30)는 데이터 베어러(bearer)를 제공하는 장치이며, MME(1-25)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거할 수 있다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결될 수 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜 (Packet Data Convergence Protocol, PDCP)(2-05, 2-40), 무선 링크 제어(Radio Link Control, RLC)(2-10, 2-35), 매체 액세스 제어 (Medium Access Control, MAC)(2-15, 2-30)를 포함할 수 있다. PDCP는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당할 수 있다. PDCP의 주요 기능은 하기와 같이 요약될 수 있다. 물론 하기 예시에 제한되는 것은 아니다.

- 헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)

- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)

- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)

- 순서 재정렬 기능(For split bearers in DC (only support for RLC AM): PDCP PDU routing for transmission and PDCP PDU reordering for reception)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)

- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs at handover and, for split bearers in DC, of PDCP PDUs at PDCP data-recovery procedure, for RLC AM)

- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)

- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)

일 실시예에 따르면, 무선 링크 제어(Radio Link Control, RLC)(2-10, 2-35)는 PDCP 패킷 데이터 유닛(Packet Data Unit, PDU)을 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행할 수 있다. RLC의 주요 기능은 하기와 같이 요약될 수 있다. 물론 하기 예시에 제한되는 것은 아니다.

- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)

- ARQ 기능(Error Correction through ARQ (only for AM data transfer))

- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs (only for UM and AM data transfer))

- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs (only for AM data transfer))

- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs (only for UM and AM data transfer)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection (only for UM and AM data transfer))

- 오류 탐지 기능(Protocol error detection (only for AM data transfer))

- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard (only for UM and AM data transfer))

- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)

일 실시예에 따르면, MAC(2-15, 2-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행할 수 있다. MAC의 주요 기능은 하기와 같이 요약될 수 있다. 물론 하기 예시에 제한되지 않는다.

- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)

- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs belonging to one or different logical channels into/from transport blocks (TB) delivered to/from the physical layer on transport channels)

- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)

- HARQ 기능(Error correction through HARQ)

- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)

- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)

- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)

- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)

- 패딩 기능(Padding)

일 실시예에 따르면, 물리 계층(2-20, 2-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 할 수 있다. 물론 하기 예시에 제한되지 않는다.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 차세대 이동통신 시스템(이하 NR 또는 5g)의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하 NR gNB 또는 NR 기지국)(3-10)과 차세대 무선 코어 네트워크(New Radio Core Network, NR CN)(3-05)로 구성될 수 있다. 차세대 무선 사용자 단말(New Radio User Equipment, NR UE 또는 단말)(3-15)은 NR gNB(3-10) 및 NR CN (3-05)를 통해 외부 네트워크에 접속할 수 있다.

도 3에서 NR gNB(3-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB (Evolved Node B)에 대응될 수 있다. NR gNB는 NR UE(3-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 될 수 있다. 따라서, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요할 수 있으며, 이를 NR NB(3-10)가 담당할 수 있다. 하나의 NR gNB는 다수의 셀들을 제어할 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는, 현재 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서, 현재의 최대 대역폭 이상의 대역폭이 적용될 수 있다. 또한, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 사용될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, NR gNB는 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식이 적용될 수 있다. NR CN(3-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행할 수 있다. NR CN(3-05)는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결될 수 있다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME (3-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결될 수 있다. MME는 기존 기지국인 eNB (3-30)과 연결될 수 있다.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 NR 기지국에서 각각 NR 서비스 데이터 적응 프로토콜(Service Data Adaptation Protocol, SDAP)(4-01, 4-45), NR PDCP(4-05, 4-40), NR RLC(4-10, 4-35), NR MAC(4-15, 4-30)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, NR SDAP(4-01, 4-45)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다. 다만, 하기 예시에 제한되지 않는다.

- 사용자 데이터의 전달 기능(transfer of user plane data)

- 상향 링크와 하향 링크에 대해서 QoS flow와 데이터 베어러의 맵핑 기능(mapping between a QoS flow and a DRB for both DL and UL)

- 상향 링크와 하향 링크에 대해서 QoS flow ID를 마킹 기능(marking QoS flow ID in both DL and UL packets)

- 상향 링크 SDAP PDU들에 대해서 relective QoS flow를 데이터 베어러에 맵핑시키는 기능 (reflective QoS flow to DRB mapping for the UL SDAP PDUs).

SDAP 계층 장치에 대해 단말은 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 메시지로 각 PDCP 계층 장치 별로 또는 베어러 별로 또는 로지컬 채널 별로 SDAP 계층 장치의 헤더를 사용할 지 여부 또는 SDAP 계층 장치의 기능을 사용할 지 여부를 설정 받을 수 있다. 또한 SDAP 계층 장치는 SDAP 헤더가 설정된 경우, 단말은, SDAP 헤더의 비접속 계층(Non-Access Stratum, NAS) QoS(Quality of Service) 반영 설정 1비트 지시자(NAS reflective QoS)와, 접속 계층 (Access Stratum, AS) QoS 반영 설정 1비트 지시자(AS reflective QoS)로, 단말이 상향 링크와 하향 링크의 QoS 플로우(flow)와 데이터 베어러에 대한 맵핑 정보를 갱신 또는 재설정할 수 있도록 지시할 수 있다. 일 실시예에 따르면, SDAP 헤더는 QoS를 나타내는 QoS flow ID 정보를 포함할 수 있다. 일 실시에에 따르면, QoS 정보는 원할한 서비스를 지원하기 위한 데이터 처리 우선 순위, 스케쥴링 정보 등으로 사용될 수 있다.

일 실시예에 따르면, NR PDCP (4-05, 4-40)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다. 다만, 하기 예시에 제한되지 않는다.

- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)

- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)

- 비순차적 전달 기능 (Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)

- 순서 재정렬 기능(PDCP PDU reordering for reception)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs)

- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs)

- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)

- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)

상술한 내용에서, NR PDCP 장치의 순서 재정렬 기능(reordering)은 하위 계층에서 수신한 PDCP PDU들을 PDCP SN(sequence number)을 기반으로 순서대로 재정렬하는 기능을 의미할 수 있다. NR PDCP 장치의 순서 재정렬 기능(reordering)은 재정렬된 순서대로 데이터를 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 또는 순서를 고려하지 않고 바로 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 PDCP PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, NR RLC(4-10, 4-35)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다. 다만 하기 예시에 제한되지 않는다.

- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)

- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)

- 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)

- ARQ 기능(Error Correction through ARQ)

- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs)

- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs)

- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs)

- 중복 탐지 기능(Duplicate detection)

- 오류 탐지 기능(Protocol error detection)

- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard)

- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)

상술한 내용에서, NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 의미할 수 있다. 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있다.

NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은, 수신한 RLC PDU들을 RLC SN(sequence number) 또는 PDCP SN(sequence number)를 기준으로 재정렬하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있다.

NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은, 유실된 RLC SDU가 있을 경우, 유실된 RLC SDU 이전까지의 RLC SDU들만을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다.

NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은, 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 타이머가 시작되기 전에 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다.

NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은, 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 현재까지 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다.

NR RLC 장치는, 일련번호(Sequence number)의 순서와 상관없이(Out-of sequence delivery) RLC PDU들을 수신하는 순서대로 처리하여 NR PDCP 장치로 전달할 수 있다.

NR RLC 장치가 세그먼트(segment)를 수신할 경우에는, 버퍼에 저장되어 있거나 추후에 수신될 세그먼트들을 수신하여, 온전한 하나의 RLC PDU로 재구성한 후, 이를 NR PDCP 장치로 전달할 수 있다.

NR RLC 계층은 접합(Concatenation) 기능을 포함하지 않을 수 있고, NR MAC 계층에서 기능을 수행하거나 NR MAC 계층의 다중화(multiplexing) 기능으로 대체할 수 있다.

상술한 내용에서, NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서와 상관없이 바로 상위 계층으로 전달하는 기능을 의미할 수 있다. NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있다. NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은, 수신한 RLC PDU들의 RLC SN 또는 PDCP SN을 저장하고 순서를 정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록해두는 기능을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, NR MAC(4-15, 4-30)은 한 단말에 구성된 여러 NR RLC 계층 장치들과 연결될 수 있으며, NR MAC의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다. 다만, 하기 예시에 제한되지 않는다.

- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)

- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs)

- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)

- HARQ 기능(Error correction through HARQ)

- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)

- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)

- 패딩 기능(Padding)

NR PHY 계층(4-20, 4-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 수행할 수 있다.

도 5는 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

도 5를 참고하면, 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(5-10), 기저대역(baseband)처리부(5-20), 저장부(5-30), 제어부(5-40)를 포함할 수 있다. 물론 상기 예시에 제한되는 것은 아니며 단말은 도 5에 도시된 구성보다 더 적은 구성을 포함하거나, 더 많은 구성을 포함할 수 있다.

RF처리부(5-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 즉, RF처리부(5-10)는 기저대역처리부(5-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환할 수 있다. 예를 들어, RF처리부(5-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 물론 상기 예시에 제한되지 않는다. 도 5에서는, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 단말은 복수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, RF처리부(5-10)는 복수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 또한, RF처리부(5-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 빔포밍을 위해, RF처리부(5-10)는 복수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 RF 처리부(5-10)는 MIMO(Multi Input Multi Output)를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다.

기저대역처리부(5-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 기저대역처리부(5-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역처리부(5-20)은 RF처리부(5-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 기저대역처리부(5-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역처리부(5-20)은 RF처리부(5-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform)를 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다.

기저대역처리부(5-20) 및 RF처리부(5-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 기저대역처리부(5-20) 및 RF처리부(5-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 기저대역처리부(5-20) 및 RF처리부(5-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 복수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 복수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 기저대역처리부(5-20) 및 RF처리부(5-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.NRHz, NRhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다. 단말은 기저대역처리부(5-20) 및 RF처리부(5-10)을 이용하여 기지국과 신호를 송수신할 수 있으며, 신호는 제어 정보 및 데이터를 포함할 수 있다.

저장부(5-30)는 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 저장부(5-30)는 제2 무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 저장부(5-30)는 제어부(5-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 저장부(5-30)는 롬 (ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 저장부(5-30)는 복수 개의 메모리로 구성될 수도 있다.

제어부(5-40)는 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(5-40)는 기저대역처리부(5-20) 및 RF처리부(5-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부(5-40)는 저장부(5-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부(5-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(5-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 또한 단말 내의 적어도 하나의 구성은 하나의 칩으로 구현될 수 있다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 6을 참조하면, 기지국은 RF처리부(6-10), 기저대역처리부(6-20), 백홀통신부(6-30), 저장부(6-40), 제어부(6-50)를 포함할 수 있다. 물론 상기 예시에 제한되는 것은 아니며 기지국은 도 6에 도시된 구성보다 더 적은 구성을 포함하거나, 더 많은 구성을 포함할 수 있다.

RF처리부(6-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 즉, RF처리부(6-10)는 기저대역처리부(6-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, RF처리부(6-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 도 6에서는, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 RF 처리부(6-10)는 복수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, RF처리부(6-10)는 복수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 또한 RF처리부(6-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 빔포밍을 위해, RF처리부(6-10)는 복수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.

기저대역처리부(6-20)는 제1 무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 기저대역처리부(6-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성할 수 있다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역처리부(6-20)은 상기 RF처리부(6-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 기저대역처리부(6-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역처리부(6-20)은 RF처리부(6-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다. 기저대역처리부(6-20) 및 RF처리부(6-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이에 따라, 기저대역처리부(6-20) 및 RF처리부(6-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다. 기지국은 기저대역처리부(6-20) 및 RF처리부(6-10)을 이용하여 단말과 신호를 송수신할 수 있으며, 신호는 제어 정보 및 데이터를 포함할 수 있다.

백홀통신부(6-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부(6-30)는 주기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환할 수 있다. 백홀통신부(6-30)은 통신부에 포함될 수도 있다.

저장부(6-40)는 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부(6-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(6-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 저장부(6-40)는 제어부(6-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 저장부(6-40)는 롬 (ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 저장부(6-40)는 복수 개의 메모리로 구성될 수도 있다. 일부 실시예에 따르면, 일부 실시예에 따르면, 저장부(6-40)는 본 개시에 따른 버퍼 상태 보고 방법을 수행하기 위한 프로그램을 저장할 수도 있다.

제어부(6-50)는 기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(6-50)는 기저대역처리부(6-20) 및 RF처리부(6-10)을 통해 또는 백홀통신부(6-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부(6-50)는 저장부(6-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부(6-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 또한 기지국의 적어도 하나의 구성은 하나의 칩으로 구현될 수 있다.

본 특허에서는 NCR(network controlled repeater)를 하나의 entity로 지칭하며, 동작의 측면에서 하나의 NCR은 NCR-MT(mobile termination), NCR-FWD(forwarding)으로 구분하여 언급한다.

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크 제어 리피터의 구성을 나타낸 도면이다.

네트워크 제어 리피터는 NCR(network controlled repeater) - MT와 NCR-FWD로 구성되어 있다. MT는 mobile termination의 약자로, NCR 동작을 위한 제어 신호를 서빙 기지국으로부터 수신하고, 제어 정보를 NCR-FWD에 전달하는 역할을 수행할 수 있다. NCR-FWD는 forwarding의 약자로서, 기지국으로부터 수신한 RF 신호를 증폭하여 단말에게 전송하는 역할을 수행한다. NCR-MT로부터 수신된 제어 정보를 통하여, NCR-FWD는 추가적인 동작을 수행할 수 있다. 특정 빔을 사용하여 증폭한 신호를 단말에게 전달 하거나 단말이 송신한 신호를 수신할 수 있다. 또한 특정 TDD 패턴에 따라 기지국으로부터의 신호를 수신/증폭/전달 하거나, 단말로부터의 신호를 수신/증폭/전달을 수행하거나 하지 않을 수 있다.

상기 동작들을 수행하기 위하여, NCR과 네트워크는 서로를 구분할 수 있어야 한다. 이하에서는 NCR과 네트워크, 즉, 서빙 기지국이 서로를 구분하는 방법 및 그에 따른 NCR 특화 설정정보를 주고 받는 방법에 대하여 설명한다.

셀은 NCR을 제어하기 위한 별도의 셀을 포함할 수 있다. NCR은 상기 별도의 셀에 접속하는 경우에 필요로 하는 동작을 수행할 수 있고, 이를 위하여 상기 별도의 셀로부터 제어정보를 수신할 수 있다. 상기 별도의 셀은, NCR 용도의 셀임을 알리는 지시자를 제공할 필요가 있고, NCR 용도의 셀임을 확인한 NCR은 상기 별도의 셀로 접속 시도를 지속할 수 있다. 일 예로, 서빙 기지국은 일반 단말을 지원할 수 있으며, 일반 단말과 NCR을 동시에 지원하는 기지국이거나 그렇지 못한 기지국일 수 있다. 일 실시예에 따라 다음의 case 들로 나뉠 수 있다.

NCR 또는 NCR 기능을 지원하는 기지국은, MIB(master information block) 또는 SIB(system information block) 에 NCR 지원 지시자를 포함하여 방송할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 기지국은 SIB 에 intraFreqReselection-NCR bit(또는 줄여서 IFR bit)을 도입할 수 있다. 해당 bit은 allowed 또는 notallowed의 값을 가질 수 있다. 이 bit 이 존재한다는 것은, 이 셀이 NCR을 지원한다는 것을 의미할 수 있다. NCR-MT는 셀 선택/재선택 후, 이 bit가 SIB 에 포함되어 있을 경우, random access 를 수행하여 해당 셀에 접속을 시도할 수 있다. NCR-MT가 셀 선택/재선택시 이 셀의 SIB에 이 bit가 존재하지 않는 경우, NCR-MT는 이 셀을 barred된 것으로 간주하고, intraFreqReselection-NCR bit이 allowed로 설정된 것으로 간주하여, 다른 셀을 선택/재선택 할 때, barred 된 셀과 동일한 주파수의 다른 셀을 선택/재선택 할 수 있다.

이 bit이 SIB에 존재하며 그 값이 notAllowed이면, NCR-MT는 이 셀에 접속 시도할 수 있으며, 만약 시도 중 barred 되었다면, barred된 셀의 주파수가 아닌 다른 주파수의 셀을 선택/재선택시 고려해야 한다. 즉, 해당 주파수 역시 barred된 것으로 고려한다.

이 bit이 SIB에 존재하며 그 값이 allowed 인 경우, NCR-MT는 이 셀에 접속 시도할 수 있으며, 시도중 barred 되었다면, barred된 셀의 주파수와 동일한 주파수 상의 셀을 셀 선택/재선택시 고려할 수 있다.

NCR-MT 가 NCR 지원 셀에 접속하는 경우는 상기와 같은 방법으로, 셀 선택/재선택의 과정에서 선택적으로 접속 시도할 수 있다. 그 이후 RRC 연결을 맺는 과정이 존재할 경우, NCR-MT는 해당 셀에게 자신이 NCR entity 또는 NCR-MT임을 알려야 한다. 이를 위한 방법은 다음과 같다:

Case 1: RACH 프리엠블 전송 과정에서 알리는 방법.

NCR-MT는 dedicated random access 프리앰블 그리고/또는 rach occasion (RO) 그리고/또는 RACH 자원을 기 설정 받을 수 있다. 또는 접속 시도하는 셀의 MIB나 SIB에서 설정을 전달 받을 수 있다. NCR-MT는 셀 선택/재선택 후, 해당 셀에 접속 시도 시 random access를 시도할 수 있고, 이 과정에서 NCR dedicated RACH 프리앰블/RO/자원을 사용하여 RACH를 시도하면, gNB는 해당 접속 시도 단말이 NCR 임을 인지할 수 있고, 이후, NCR-FWD를 위한 제어 정보를 NCR-MT를 통하여 전달할 수 있다.

Case 2: 나머지 RACH 과정에서 알리는 방법

RACH 과정 중, 4 step RACH의 경우, MSG 3, 또는 2 step RACH 경우, MSG A는 NCR 특화된 LCID(logical channel ID)를 포함할 수 있다. 이 LCID는 해당 MSG3 또는 MSGA MAC PDU에 포함되는 CCCH에 대하여 해당 CCCH를 구분하는 용도의 LCID이며, 이 LCID는 MAC PDU 내의 MAC subheader에 포함될 수 있다. 이 경우, UL CCCH 는 RRCSetupRequest가 될 수 있다. 이 방법에 따르면, 상기 MSG 3 또는 MSG A를 성공적으로 수신한 기지국은 해당 단말이 NCR인 것을 알게 된다. 이후, NCR-FWD 를 위한 제어 정보를 NCR-MT를 통하여 전달할 수 있다.

Case 3: RACH 성공 후, RRC connection 맺는 과정에서 알리는 방법

Case 3-1: RRCSetupComplete 메시지로 알리는 방법

NCR-MT는 셀 선택/재선택 후, RACH 절차 성공으로 UL grant를 수신한 경우, msg 3에 RRCSetupRequest 메시지를 서빙 기지국에 전달하고, 서빙 기지국이 RRCSetup 메시지를 전달하면, 그 설정을 적용한 후, RRCSetupComplete 메시지를 서빙 기지국에 전달하는데, 이 때, 이 메시지에 NCR임을 나타내는 지시자를 포함하여 전달할 수 있다. 다음은 상세 흐름을 나타내며, 이것은 도 9와 일치한다. 이 예제에서 MIB/SIB에 NCR support bit을 포함하는 것을 예시적으로 하였으나, intra-Frequency Reselection bit을 활용하는 방법 역시 가능하다.

0. NCR-MT 는 idle상태였거나 powered on이 될 수 있다. 주변의 셀에서 방사되는 SSB를 수신하여 셀의 신호 세기를 도출하고 cell selection 조건을 만족하는 셀을 선택한다. 여기서는 gNB 2의 셀이라고 가정한다. 해당 셀의 MIB 또는 SIB1을 수신하여, 해당 셀이 NCR 지원 셀이 아님을 확인하면, cell barred 상태로 가정하고, 다른 셀을 cell selection하고, 해당 셀의 MIB/SIB1을 수신하여 NCR 지원 셀인지를 확인한다.

1. gNB supporting NCR broadcasts the NCR-support indication in MIB or SIB.

2. When UE which is NCR-MT is powered on　( or UE is in Idle/inactive), it can first search frequency to camp and select the cell based on measurement result (i.e., do legacy cell　(re)selection procedure).

3. If the above selected cell is providing or broadcasting NCR-support bit in MIB or SIB, UE (NCR-MT), then finally select the cell to set RRC connection up with.

A. NCR-MT applies the configurations in MIB and SIB1 of the selected cell.

B. When NCR-MT tries to setup RRC connection, NCR-MT does random access procedure with gNB. NCR-MT sends RRCSetupRequest msg to gNB, and gNB responds with RRCSetup msg to NCR-MT. Within RRCSetupRequest msg, there is new cause value for Establishment indicating NCR control traffic. After NCR-MT configures the received RRCsetup msg, UE can add NCR-MT indication within RRCSetupComplete message and transmit it upon successful RRC setup procedure.　

i. with or without above NCR-MT indication,　RRCSetupComplete msg can also include: NCR specific entity ID (and/or (MT) ID , and/or FWD ID) either in legacy　NAS msg 'Registration Request' or out, and transfer this.

C. Serving gNB identifies that the accessed UE is NCR-MT, and some UE ID visible in CN can be transferred to CN for authorization (like 5G TMSI or 5G-GUTI, or NCR-FWD ID).

i. NCR-FWD ID is transferred to CN within IE 'NCR', then CN can identify NCR-FWD.

4. Else UE (NCR-MT) considers the cell as barred.

A. for the frequency of this barred cell:

i. bar the frequency as well

ii. (assuming that NCR-MT does not ignore the other cell reservation bits including IFRI bit in MIB) bar the frequency if IFRI bit in MIB is set to notAllowed. Otherwise, do not bar the frequency

iii. do not bar the frequency

상기 RRC 연결을 맺은 이후, 서빙 기지국은 NGAP initial UE message를 사용하여 Registration Request를 전달 할 수 있다. 그 외에 상기 RRC 연결 과정에서 Establishment cause에 NCR control 용 RRC 연결 지시자를 포함할 수 있다. 또한 그와 함께 NCR-MT 또는 NCR entity ID 또는 NCR-Fwd ID를 포함할 수 있다. 이 정보들은 AMF로 전달될 수 있고, core network 에서 NCR entity의 authorization 과 authentication 에 사용될 수 있다.

서빙 기지국이 NCR entity의 authorization 과 authentication 관련 정보를 받은 이후, NCR-Fwd의 동작을 위한 제어 정보를 NCR-MT에게 전달할 수 있다. 우선, 이 제어 정보를 전달하기 위한 L1/L2 채널의 설정 정보를 DL RRC 메시지 또는 RRCReconfiguration 메시지를 통하여 전달할 수 있다. 상세하게 다음의 설정을 전달할 수 있다.

NCR specific configurations i.e., PDCCH/PDSCH configuration for side control information channel, PUCCH/PUSCH configuration for side control information channel, configuration for DCI/UCI and MAC CE for side control information reception and transmission.

상기 설정을 적용하여, NCR-MT는 서빙 기지국으로부터 NCR-Fwd를 위한 side control 정보를 L1/L2 제어 신호를 통하여 받을 수 있다.

Case 3-2: RRCSetupRequest 메시지로 알리는 방법

NCR-MT는 셀 선택/재선택 후, RACH 절차 성공으로 UL grant 를 수신한 경우, msg 3에 RRCSetupRequest 메시지를 서빙 기지국에 전달하고, 서빙 기지국이 RRCSetup 메시지를 전달하면, 그 설정을 적용한 후, RRCSetupComplete 메시지를 서빙 기지국에 전달하는데, RRCSetupRequest 메시지에 NCR 임을 나타내는 지시자를 포함하여 전달 할 수 있다. 다음은 상세 흐름을 나타내며, 이것은 도 8과 일치한다. 이 예제에서 MIB/SIB 에 NCR support bit 을 포함하는 것을 예시적으로 하였으나, intra-Frequency Reselection bit을 활용하는 방법 역시 가능하다.

5. NCR-MT 는 idle상태였거나 powered on이 될 수 있다. 주변의 셀에서 방사되는 SSB를 수신하여 셀의 신호 세기를 도출하고 cell selection 조건을 만족하는 셀을 선택한다. 여기서는 gNB 2의 셀이라고 가정한다. 해당 셀의 MIB 또는 SIB1을 수신하여 해당 셀이 NCR 지원 셀이 아님을 확인하면, cell barred 상태로 가정하고, 다른 셀을 cell selection 하고, 해당 셀의 MIB/SIB1을 수신하여 NCR 지원 셀인지를 확인한다.

1. gNB supporting NCR broadcasts the NCR-support indication in MIB or SIB.

A. NCR-MT applies the configurations in MIB and SIB1 of the selected cell

B. When NCR-MT tries to setup RRC connection, UE can add 1-bit indication to indicate NCR-MT or NCR entity within RRCSetupRequest msg and transmit it upon obtaining UL grant.

i. with or without above NCR-MT indication, in RRCSetupRequest msg, legacy 'InitialUE-Identity' field can indicate NCR specific UE ID, or NCR specific UE ID can be further indicated in separate IE than 'initialUE-Identity' field.

ii. Independent with above indication, in RRCSetupRequest msg, 'EstablishmentCause' can further indicate 'NCR MT access' value

C. Upon receiving above RRCSetupRequest msg, Serving gNB identifies that the accessed UE is NCR-MT, and select the radio resource and schedule the resource accordingly for NCR MT (frequency /time domain resource assignment, MCS selection etc. ) via PDCCH

D. serving gNB setup SRB1 and send RRCSetup msg to NCR-MT.

E. UE (NCR-MT) applies the received RRCSetup configuration, and generates RRCSetupComplete msg which can include: NCR specific entity ID (and/or UE ID , and/or FWD ID) either in legacy　NAS msg 'Registration Request' or out, and transmit this.

4. Else UE (NCR-MT) considers the cell as barred.

A. for the frequency of this barred cell:

i. bar the frequency as well

iii. do not bar the frequency

상기 RRC 연결을 맺은 이후, 서빙 기지국은 NGAP initial UE message를 사용하여 Registration Request 를 전달할 수 있다. 그 외에 상기 RRC 연결 과정에서 Establishment cause 에 NCR control 용 RRC 연결 지시자를 포함할 수 있다. 또한 그와 함께 NCR-MT 또는 NCR entity ID 또는 NCR-Fwd ID를 포함할 수 있다. 이 정보들은 AMF로 전달될 수 있고, core network 에서 NCR entity의 authorization 과 authentication 에 사용될 수 있다.

서빙 기지국이 NCR entity 의 authorization 과 authentication 관련 정보를 받은 이후, NCR-Fwd의 동작을 위한 제어 정보를 NCR-MT 에게 전달할 수 있다. 우선, 이 제어 정보를 전달하기 위한 L1/L2 채널의 설정 정보를 DL RRC 메시지 또는 RRCReconfiguration 메시지를 통하여, 전달할 수 있다. 상세하게 다음의 설정을 전달할 수 있다.

상기 설정을 적용하여, NCR-MT는 서빙 기지국으로부터 NCR-Fwd 를 위한 side control 정보를 L1/L2 제어 신호를 통하여 받을 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 개시의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 개시의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 개시의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 일 실시예와 다른 일 실시예의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예들은 다른 통신 시스템에서도 적용 가능하며, 실시예의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들 또한 실시 가능할 것이다. 예를 들면, 실시예들은 LTE 시스템, 5G, NR 시스템 또는 6G 시스템 등에도 적용될 수 있다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

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.