KR20240018330A - 무선 통신 시스템에서 기지국 에너지 절감 모드 지시 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 6G 통신 시스템에 관련된 것이다. 또한, 본 개시는 이동 통신 시스템에서 기지국의 에너지 소모 절감을 위한 지시 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 본 개시에 따르면 이동 통신 시스템에서 기지국의 과도한 에너지 소모 문제를 해소하고 높은 에너지 효율을 달성할 수 있다.
Description
본 개시는 무선 통신 시스템에 대한 것으로서, 무선 통신 시스템에서 기지국의 에너지 절감 모드를 지시하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
5G 이동통신 기술은 빠른 전송 속도와 새로운 서비스가 가능하도록 넓은 주파수 대역을 정의하고 있으며, 3.5 기가헤르츠(3.5GHz) 등 6GHz 이하 주파수('Sub 6GHz') 대역은 물론 28GHz와 39GHz 등 밀리미터파(㎜Wave)로 불리는 초고주파 대역('Above 6GHz')에서도 구현이 가능하다. 또한, 5G 통신 이후(Beyond 5G)의 시스템이라 불리어지는 6G 이동통신 기술의 경우, 5G 이동통신 기술 대비 50배 빨라진 전송 속도와 10분의 1로 줄어든 초저(Ultra Low) 지연시간을 달성하기 위해 테라헤르츠(Terahertz) 대역(예를 들어, 95GHz에서 3 테라헤르츠(3THz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다.
5G 이동통신 기술의 초기에는, 초광대역 서비스(enhanced Mobile BroadBand, eMBB), 고신뢰/초저지연 통신(Ultra-Reliable Low-Latency Communications, URLLC), 대규모 기계식 통신 (massive Machine-Type Communications, mMTC)에 대한 서비스 지원과 성능 요구사항 만족을 목표로, 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위한 빔포밍(Beamforming) 및 거대 배열 다중 입출력(Massive MIMO), 초고주파수 자원의 효율적 활용을 위한 다양한 뉴머롤로지 지원(복수 개의 서브캐리어 간격 운용 등)와 슬롯 포맷에 대한 동적 운영, 다중 빔 전송 및 광대역을 지원하기 위한 초기 접속 기술, BWP(Band-Width Part)의 정의 및 운영, 대용량 데이터 전송을 위한 LDPC(Low Density Parity Check) 부호와 제어 정보의 신뢰성 높은 전송을 위한 폴라 코드(Polar Code)와 같은 새로운 채널 코딩 방법, L2 선-처리(L2 pre-processing), 특정 서비스에 특화된 전용 네트워크를 제공하는 네트워크 슬라이싱(Network Slicing) 등에 대한 표준화가 진행되었다.
현재, 5G 이동통신 기술이 지원하고자 했던 서비스들을 고려하여 초기의 5G 이동통신 기술 개선(improvement) 및 성능 향상(enhancement)을 위한 논의가 진행 중에 있으며, 차량이 전송하는 자신의 위치 및 상태 정보에 기반하여 자율주행 차량의 주행 판단을 돕고 사용자의 편의를 증대하기 위한 V2X(Vehicle-to-Everything), 비면허 대역에서 각종 규제 상 요구사항들에 부합하는 시스템 동작을 목적으로 하는 NR-U(New Radio Unlicensed), NR 단말 저전력 소모 기술(UE Power Saving), 지상 망과의 통신이 불가능한 지역에서 커버리지 확보를 위한 단말-위성 직접 통신인 비 지상 네트워크(Non-Terrestrial Network, NTN), 위치 측위(Positioning) 등의 기술에 대한 물리계층 표준화가 진행 중이다.
뿐만 아니라, 타 산업과의 연계 및 융합을 통한 새로운 서비스 지원을 위한 지능형 공장 (Industrial Internet of Things, IIoT), 무선 백홀 링크와 액세스 링크를 통합 지원하여 네트워크 서비스 지역 확장을 위한 노드를 제공하는 IAB(Integrated Access and Backhaul), 조건부 핸드오버(Conditional Handover) 및 DAPS(Dual Active Protocol Stack) 핸드오버를 포함하는 이동성 향상 기술(Mobility Enhancement), 랜덤액세스 절차를 간소화하는 2 단계 랜덤액세스(2-step RACH for NR) 등의 기술에 대한 무선 인터페이스 아키텍쳐/프로토콜 분야의 표준화 역시 진행 중에 있으며, 네트워크 기능 가상화(Network Functions Virtualization, NFV) 및 소프트웨어 정의 네트워킹(Software-Defined Networking, SDN) 기술의 접목을 위한 5G 베이스라인 아키텍쳐(예를 들어, Service based Architecture, Service based Interface), 단말의 위치에 기반하여 서비스를 제공받는 모바일 엣지 컴퓨팅(Mobile Edge Computing, MEC) 등에 대한 시스템 아키텍쳐/서비스 분야의 표준화도 진행 중이다.
이와 같은 5G 이동통신 시스템이 상용화되면, 폭발적인 증가 추세에 있는 커넥티드 기기들이 통신 네트워크에 연결될 것이며, 이에 따라 5G 이동통신 시스템의 기능 및 성능 강화와 커넥티드 기기들의 통합 운용이 필요할 것으로 예상된다. 이를 위해, 증강현실(Augmented Reality, AR), 가상현실(Virtual Reality, VR), 혼합 현실(Mixed Reality, MR) 등을 효율적으로 지원하기 위한 확장 현실(eXtended Reality, XR), 인공지능(Artificial Intelligence, AI) 및 머신러닝(Machine Learning, ML)을 활용한 5G 성능 개선 및 복잡도 감소, AI 서비스 지원, 메타버스 서비스 지원, 드론 통신 등에 대한 새로운 연구가 진행될 예정이다.
또한, 이러한 5G 이동통신 시스템의 발전은 6G 이동통신 기술의 테라헤르츠 대역에서의 커버리지 보장을 위한 신규 파형(Waveform), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(Array Antenna), 대규모 안테나(Large Scale Antenna)와 같은 다중 안테나 전송 기술, 테라헤르츠 대역 신호의 커버리지를 개선하기 위해 메타물질(Metamaterial) 기반 렌즈 및 안테나, OAM(Orbital Angular Momentum)을 이용한 고차원 공간 다중화 기술, RIS(Reconfigurable Intelligent Surface) 기술 뿐만 아니라, 6G 이동통신 기술의 주파수 효율 향상 및 시스템 네트워크 개선을 위한 전이중화(Full Duplex) 기술, 위성(Satellite), AI(Artificial Intelligence)를 설계 단계에서부터 활용하고 종단간(End-to-End) AI 지원 기능을 내재화하여 시스템 최적화를 실현하는 AI 기반 통신 기술, 단말 연산 능력의 한계를 넘어서는 복잡도의 서비스를 초고성능 통신과 컴퓨팅 자원을 활용하여 실현하는 차세대 분산 컴퓨팅 기술 등의 개발에 기반이 될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 기지국의 에너지 절감 모드를 지시하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 개시는 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 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 신호 전송 방법을 정의함으로써, 과도한 에너지 소모 문제를 해소하고 높은 에너지 효율을 달성할 수 있다.
도 1은 5G 시스템의 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 동기 신호의 시간 영역 매핑 구조 및 빔 스위핑 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 랜덤 억세스 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 단말이 기지국에게 단말 능력(UE capability) 정보를 보고하는 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 PDCCH 가 매핑되는 시간-주파수 자원으로 제어 자원 세트(Control Resource Set, CORESET)에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 하향링크 제어채널의 기본 단위인 REG에는 DCI와 DMRS가 매핑되는 예시를 나타내는 도면이다.
도 7은 TCI state 설정에 따른 기지국 빔 할당 예제를 도시하는 도면이다.
도 8은 NR의 PDCCH 빔에 대한 동적 할당을 위한 계층적 시그널링 방법에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 상기 PDCCH DMRS를 위한 TCI indication MAC CE 시그널링 구조를 도시하는 도면이다.
도 10은 기지국 및 단말이 하향링크 데이터 채널 및 레이트 매칭 자원을 고려하여 데이터를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 CSI-RS 오프셋이 0일 때, 비주기적 CSI 보고 방법의 일례를 도시한 도면이다.
도 12는 CSI-RS 오프셋이 1일 때, 비주기적 CSI 보고 방법의 일례를 도시한 도면이다.
도 13은 5G 통신 시스템에서 대역폭파트에 대한 설정의 일례를 도시한 도면이다.
도 14는 5G 통신 시스템에서 DRX(Discontinuous Reception)에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 15는 기지국 에너지 절감을 위해 기지국이 단말에게 기지국 에너지 절감 모드를 지시하기 위한 시그널링 하는 방법을 도시한 도면이다.
도 16은 기지국 에너지 절감을 위해 기지국이 단말에게 기지국 에너지 절감 모드를 지시 후 기지국 에너지 절감이 적용되는 일 예를 도시한 도면이다.
도 17은 기지국 에너지 절감을 위해 기지국이 단말에게 기지국 에너지 절감 모드를 DCI로 지시할 때, DCI를 제대로 수신하지 못한 단말들에 시그널링 하는 방법에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 18는 본 개시의 일 실시예에 따른 단말 송수신 장치를 나타내는 도면이다.
도 19은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 2는 동기 신호의 시간 영역 매핑 구조 및 빔 스위핑 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 랜덤 억세스 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 단말이 기지국에게 단말 능력(UE capability) 정보를 보고하는 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 PDCCH 가 매핑되는 시간-주파수 자원으로 제어 자원 세트(Control Resource Set, CORESET)에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 하향링크 제어채널의 기본 단위인 REG에는 DCI와 DMRS가 매핑되는 예시를 나타내는 도면이다.
도 7은 TCI state 설정에 따른 기지국 빔 할당 예제를 도시하는 도면이다.
도 8은 NR의 PDCCH 빔에 대한 동적 할당을 위한 계층적 시그널링 방법에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 상기 PDCCH DMRS를 위한 TCI indication MAC CE 시그널링 구조를 도시하는 도면이다.
도 10은 기지국 및 단말이 하향링크 데이터 채널 및 레이트 매칭 자원을 고려하여 데이터를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 CSI-RS 오프셋이 0일 때, 비주기적 CSI 보고 방법의 일례를 도시한 도면이다.
도 12는 CSI-RS 오프셋이 1일 때, 비주기적 CSI 보고 방법의 일례를 도시한 도면이다.
도 13은 5G 통신 시스템에서 대역폭파트에 대한 설정의 일례를 도시한 도면이다.
도 14는 5G 통신 시스템에서 DRX(Discontinuous Reception)에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 15는 기지국 에너지 절감을 위해 기지국이 단말에게 기지국 에너지 절감 모드를 지시하기 위한 시그널링 하는 방법을 도시한 도면이다.
도 16은 기지국 에너지 절감을 위해 기지국이 단말에게 기지국 에너지 절감 모드를 지시 후 기지국 에너지 절감이 적용되는 일 예를 도시한 도면이다.
도 17은 기지국 에너지 절감을 위해 기지국이 단말에게 기지국 에너지 절감 모드를 DCI로 지시할 때, DCI를 제대로 수신하지 못한 단말들에 시그널링 하는 방법에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 18는 본 개시의 일 실시예에 따른 단말 송수신 장치를 나타내는 도면이다.
도 19은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 개시의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한 본 개시를 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 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.
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 개시의 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, 네트워크 엔티티)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.
이하 설명에서, 물리 채널(physical channel)과 신호(signal)는 데이터 또는 제어 신호와 혼용하여 사용될 수 있다. 예를 들어, PDSCH(physical downlink shared channel)는 데이터가 전송되는 물리 채널을 지칭하는 용어이지만, PDSCH는 데이터를 지칭하기 위해서도 사용될 수 있다. 즉, 본 개시에서, '물리 채널을 송신한다'는 표현은 '물리 채널을 통해 데이터 또는 신호를 송신한다'는 표현과 동등하게 해석될 수 있다.
이하 본 개시에서, 상위 시그널링은 기지국에서 물리 계층의 하향링크 데이터 채널을 이용하여 단말로, 또는 단말에서 물리 계층의 상향링크 데이터 채널을 이용하여 기지국으로 전달되는 신호 전달 방법을 뜻한다. 상위 시그널링은 RRC(radio resource control) 시그널링 또는 MAC(media access control) 제어 요소(control element, CE)로 이해될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 개시는 3GPP NR(New Radio: 5세대 이동통신 표준) 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. 또한 단말이라는 용어는 핸드폰, 스마트폰, IoT 기기들, 센서들 뿐만 아니라 또 다른 무선 통신 기기들을 나타낼 수 있다.
이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, gNode B, gNB, eNode B, eNB, 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.
최근 폭발적으로 증가하는 모바일 데이터 트래픽을 처리하기 위해 LTE (Long Term Evolution 또는 E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)) 및 LTE-A (LTE-Advanced 또는 E-UTRA Evolution) 이후의 차세대 통신 시스템인 5G (5th Generation) 시스템 또는 New Radio access technology (NR) 의 초기 표준이 완료되었다. 기존의 이동 통신 시스템이 통상적인 음성/데이터 통신에 중점을 두었던데 비해, 5G 시스템은 기존 음성/데이터 통신의 향상을 위한 eMBB (enhanced Mobile BroadBand) 서비스, 고신뢰도/초저지연 (Ultra-Reliable and Low Latency Communication; URLLC) 서비스, 대량의 사물 통신을 지원하는 massive MTC (Machine Type Communication) 서비스 등, 다양한 서비스와 요구사항을 만족시키는 것을 목표로 하고 있다.
기존 LTE 및 LTE-A 의 단일 케리어당 시스템 전송 대역폭은(Transmission bandwidth) 최대 20MHz 로 제한되는데 반해, 5G 시스템은 이보다 월등히 넓은 초광대역폭을 활용해서 수 Gbps 에 이르는 초고속 데이터 서비스를 주요 목표로 한다. 이에 따라 5G 시스템은 초광대역폭 주파수 확보가 상대적으로 용이한 수 GHz 부터 최대 100 GHz 의 초고주파 대역을 후보 주파수로 고려하고 있다. 추가적으로 기존 이동 통신 시스템에서 사용하는 수백 MHz 에서 수 GHz 에 포함되는 주파수 대역 중에서 주파수 재배치 또는 할당을 통해 5G 시스템을 위한 광대역폭 주파수 확보가 가능하다.
상기 초고주파 대역의 전파는 파장이 수 mm 수준으로 밀리미터웨이브 (mmWave) 라고 부르기도 한다. 그러나 초고주파 대역에서는 주파수 대역에 비례해서 전파의 경로 손실 (pathloss)이 증가하여, 이동 통신 시스템의 커버리지는 작아지게 된다.
상기 초고주파 대역에서 커버리지 감소의 단점을 극복하기 위해, 다수의 안테나를 사용해서 전파의 방사 에너지를 소정의 목적 지점으로 집중시켜 전파의 도달 거리를 증가 시키는 빔포밍 (beamforming) 기술이 적용될 수 있다. 즉, 상기 빔포밍 기술이 적용된 신호는 신호의 빔폭 (beam width)이 상대적으로 좁아지고, 상기 좁아진 빔폭 내에 방사 에너지가 집중되어 전파 도달 거리가 증가한다. 상기 빔포밍 기술은 송신단 및 수신단에 각각 적용될 수 있다. 빔포밍 기술은 커버리지 증가 효과 이외에도, 빔포밍 방향 이외 영역에서 간섭을 감소시키는 효과가 있다. 상기 빔포밍 기술이 적절히 동작하기 위해서는 송/수신 빔의 정확한 측정 및 피드백 방법이 필요하다. 상기 빔포밍 기술은 소정의 단말과 기지국 사이에 일대일로 대응되는 제어 채널 또는 데이터 채널에 적용될 수 있다. 또한 기지국이 시스템 내의 다수의 단말에게 전송하는 공통신호, 예를 들어 동기 신호 (synchronization signal), 방송채널 (physical broadcast channel; PBCH), 시스템 정보 (system information)를 전송하기 위한 제어 채널 및 데이터 채널에 대해서도 커버리지 증가를 위해 빔포밍 기술이 적용될 수 있다. 공통신호에 빔포밍 기술이 적용될 경우에는, 빔 방향을 변경해서 신호를 전송하는 빔스위핑 (beam sweeping) 기술을 추가적으로 적용해서 셀내의 임의의 위치에 존재하는 단말에 대해서 공통신호가 도달할 수 있도록 한다.
5G 시스템의 또 다른 요구사항으로, 송수신단 사이 전송지연이 약 1ms 내외인 초저지연 (ultra-low latency) 서비스가 요구되고 있다. 전송지연을 줄이기 위한 한가지 방안으로 LTE 및 LTE-A 대비 짧은 TTI (short TTI; Transmission Time Interval) 기반의 프레임 구조 설계가 필요하다. TTI 는 스케줄링을 수행하는 기본 시간 단위로, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템의 TTI 는 한 서브프레임의 길이에 해당하는 1ms 이다. 예를 들어, 상기 5G 시스템의 초저지연 서비스에 대한 요구사항을 만족시키기 위한 짧은 TTI 로, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템보다 짧은 0.5ms, 0.25ms, 0.125ms 등이 가능하다.
도 1은 5G 시스템의 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조의 일례를 나타내는 도면이다. 즉, 도 1은 5G 시스템의 데이터 또는 제어 채널이 전송되는 무선 자원 영역인 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 도 1에서 가로축은 시간 영역을, 세로축은 주파수 영역을 나타낸다. 5G 시스템의 시간 영역에서의 최소 전송단위는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼로서, 
(102)개의 심볼이 모여 하나의 슬롯(106)을 구성하고, 
개의 슬롯이 모여 하나의 서브프레임 (105)을 구성할 수 있다. 상기 서브프레임의 길이는 1.0ms이고, 10개의 서브프레임이 모여 10ms 프레임 (114)을 구성할 수 있다. 주파수 영역에서의 최소 전송단위는 서브캐리어(subcarrier)로서, 전체 시스템 전송 대역 (Transmission bandwidth)의 대역폭은 총 
(104)개의 서브캐리어로 구성될 수 있다.
시간-주파수 영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(Resource Element, RE)(112)로서 OFDM 심볼 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 나타내어질 수 있다. 리소스 블록(Resource Block, RB 또는 Physical Resource Block, PRB)은 주파수 영역에서 
(110)개의 연속된 서브캐리어로 정의될 수 있다. 5G 시스템에서 
이고, 단말에게 스케줄링되는 RB 개수에 비례하여 데이터 레이트가 증가할 수 있다.
5G 시스템에서 기지국은 RB 단위로 데이터를 매핑하고, 일반적으로 소정의 단말에 대해 한 슬롯을 구성하는 RB 에 대해 스케줄링이 수행될 수 있다. 즉, 5G 시스템에서 스케줄링이 수행되는 기본 시간 단위는 슬롯이고, 스케줄링이 수행되는 기본 주파수 단위는 RB일 수 있다.
OFDM 심볼개수 
은 심볼간 간섭 방지를 위해 심볼마다 추가되는 순환 프리픽스(Cyclic Prefix, CP)의 길이에 따라 정해지는데, 예를 들어 일반형 CP (Normal CP)가 적용되면 
, 확장형 CP (Extended CP)가 적용되면 
일 수 있다. 확장형 CP 는 일반형 CP 보다 전파 전송 거리가 상대적으로 긴 시스템에 적용되어 심볼 간 직교성이 유지될 수 있다. 일반형 CP의 경우, CP 길이와 심볼 길이의 비율이 일정한 값으로 유지됨으로써, CP 로 인한 오버헤드가 서브캐리어 간격에 관계 없이 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 서브캐리어 간격이 작으면 심볼 길이는 길어지고, 이에 따라 CP 길이도 길어질 수 있다. 반대로, 서브캐리어 간격이 크면 심볼 길이는 짧아지고, 이에 따라 CP 길이는 줄어들 수 있다. 심볼 길이와 CP 길이는 서브캐리어 간격에 반비례할 수 있다.
5G 시스템에서는 다양한 서비스와 요구사항을 만족시키기 위해, 서브캐리어 간격을 조절함으로써 다양한 프레임구조가 지원될 수 있다. 예를 들어,
-
동작 주파수 대역 관점에서는, 서브캐리어 간격 (subcarrier spacing)이 클수록 고주파 대역의 phase noise 복구에 유리한 특징이 있다.
-
전송시간 관점에서는, 서브캐리어 간격이 크면 시간 영역의 심볼 길이가 짧아지고, 결과적으로 슬롯 길이가 짧아져서 URLLC 와 같이 초저지연 서비스를 지원하기에 유리하다.
-
셀 크기 관점에서는, CP 길이가 길수록 큰 셀을 지원 가능하므로 서브캐리어 간격이 작을 수록 상대적으로 큰 셀을 지원할 수 있다. 셀(cell)은 이동통신에서 하나의 기지국이 포괄하는 지역을 가리키는 개념이다.
상기 서브캐리어 간격 (subcarrier spacing), CP 길이 등은 OFDM 송수신에 필수적인 정보로서 기지국과 단말이 서브캐리어 간격, CP 길이 등을 서로 공통의 값으로 인지해야 원활한 송수신이 가능하다. [표 1] 은 5G 시스템에서 지원하는 서브캐리어 간격 설정 (subcarrier spacing configuration,
), 서브캐리어 간격 (
), CP 길이의 관계를 나타낸다.
[표 1]
[표 2] 은 일반형 CP의 경우 서브캐리어 간격 설정 (
) 별로, 각각 한 슬롯당 심볼 개수 (
), 한 프레임당 슬롯 개수 (
), 한 서브프레임 당 슬롯 개수 (
)를 나타낸다.
[표 2]
[표 3] 는 확장형 CP의 경우 서브캐리어 간격 설정 () 별로, 각각 한 슬롯당 심볼 개수 (), 한 프레임당 슬롯 개수 (), 한 서브프레임 당 슬롯 개수 ( )를 나타낸다.
[표 3]
5G 시스템이 도입되는 초기에는, 적어도 기존 LTE 또는/및 LTE-A (이하 LTE/LTE-A) 시스템과의 공존 또는 듀얼 모드 운영이 예상된다. 이로써 기존 LTE/LTE-A 는 단말에게 안정적인 시스템 동작을 제공하고, 5G 시스템은 상기 단말에게 향상된 서비스를 제공하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서 5G 시스템의 프레임 구조는 적어도 LTE/LTE-A 의 프레임 구조 또는 필수 파라메터 세트를 (서브캐리어 간격 = 15kHz) 포함할 필요가 있다.
예를 들어, 서브캐리어 간격 설정 
인 프레임 구조 (이하 프레임 구조 A)와 서브캐리어 간격 설정 
인 프레임 구조(이하 프레임 구조 B)를 비교하면, 프레임 구조 A 대비 프레임 구조 B는 서브캐리어 간격과 RB 크기는 2배 커지고, 슬롯 길이와 심볼 길이는 2배 작아진다. 프레임 구조 B 의 경우, 2 개의 슬롯이 1 개의 서브프레임으로 구성되고, 20 개의 서브프레임이 1 개의 프레임으로 구성될 수 있다.
상기 5G 시스템의 프레임 구조를 일반화하면, 필수 파라메터 세트인 서브캐리어 간격, CP 길이, 슬롯 길이 등이 프레임 구조별로 서로 정수배의 관계를 갖도록 함으로서, 높은 확장성이 제공된다. 그리고 프레임 구조와 무관한 기준 시간 단위를 나타내기 위해 1ms 의 고정된 길이의 서브프레임이 정의될 수 있다.
상기 프레임 구조는 다양한 시나리오에 대응시켜 적용될 수 있다. 셀 크기 관점에서는, CP 길이가 길수록 큰 셀을 지원 가능하므로, 상기 프레임 구조 A가 상기 프레임 구조 B 대비 상대적으로 큰 셀을 지원할 수 있다. 동작 주파수 대역 관점에서는, 서브캐리어 간격이 클수록 고주파 대역의 phase noise 복구에 유리하므로, 상기 프레임 구조 B가 상기 프레임 구조 A 대비 상대적으로 높은 동작 주파수를 지원할 수 있다. 서비스 관점에서는, URLLC 와 같이 초저지연 서비스를 지원하기에는 스케줄링의 기본 시간 단위인 슬롯 길이가 짧을수록 유리하므로, 상기 프레임 구조 B가 상기 프레임 구조 A 대비 상대적으로 URLLC 서비스에 적합할 수 있다.
이하 본 개시의 설명에서 상향링크(uplink, UL)는 단말이 기지국으로 데이터 또는 제어 신호를 전송하는 무선링크를 의미하고, 하향링크(downlink, DL)는 기지국이 단말로 데이터 또는 제어 신호를 전송하는 무선링크를 의미할 수 있다.
단말이 최초로 시스템에 접속하는 초기 접속 (initial access) 단계에서, 단말은 셀 탐색(cell search)을 통해 기지국이 전송한 동기신호 (synchronization signal)로부터 하향링크 시간 및 주파수 동기를 맞추고, 셀 식별자(cell ID)를 획득할 수 있다. 그리고 단말은 획득한 셀 ID를 사용하여 PBCH (Physical Broadcast Channel)를 수신하고, PBCH로부터 필수 시스템 정보인 MIB (Master Information Block)를 획득할 수 있다. 추가적으로 단말은 기지국이 전송하는 시스템 정보 (System Information Block, SIB) 를 수신하여 셀 공통의 송수신 관련 제어 정보를 획득할 수 있다. 상기 셀 공통의 송수신 관련 제어 정보는 랜덤 억세스 관련 제어 정보, 페이징 관련 제어 정보, 각종 물리 채널에 대한 공통 제어 정보 등을 포함할 수 있다.
동기 신호 (synchronization signal)는 셀 탐색의 기준이 되는 신호로서, 주파수 밴드 별로, phase noise 등과 같은 채널 환경에 적합하도록 서브캐리어 간격이 적용될 수 있다. 데이터 채널 또는 제어 채널의 경우, 상술된 바와 같이 다양한 서비스를 지원하기 위해서, 서비스 타입에 따라 서브캐리어 간격이 다르게 적용될 수 있다.
도 2는 동기 신호의 시간 영역 매핑 구조 및 빔 스위핑 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
설명을 위해 다음의 구성요소들이 정의될 수 있다
- PSS (Primary Synchronization Signal): DL 시간/주파수 동기의 기준이 되는 신호로 셀 ID 일부 정보를 제공한다.
- SSS (Secondary Synchronization Signal): DL 시간/주파수 동기의 기준이 되고 셀 ID 나머지 일부 정보를 제공한다. 추가적으로 PBCH의 복조를 위한 기준신호 (Reference Signal) 역할을 할 수 있다.
- PBCH (Physical Broadcast Channel): 단말의 데이터 채널 및 제어 채널 송수신에 필요한 필수 시스템 정보인 MIB (Master Information Block)를 제공한다. 상기 필수 시스템 정보는 제어 채널의 무선 자원 매핑 정보를 나타내는 탐색공간 (search space) 관련 제어 정보, 시스템 정보를 전송하는 별도의 데이터 채널에 대한 스케줄링 제어 정보, 타이밍 기준이 되는 프레임 단위 인덱스인 SFN (System Frame Number) 등의 정보 등을 포함할 수 있다.
- SS/PBCH 블록 (Synchronization Signal/PBCH Block or SSB): SS/PBCH 블록은 N 개의 OFDM 심볼로 구성되며 PSS, SSS, PBCH 등의 조합으로 이뤄진다. 빔스위핑 기술이 적용되는 시스템의 경우, SS/PBCH 블록은 빔 스위핑이 적용되는 최소 단위이다. 5G 시스템에서 N = 4 일 수 있다. 기지국은 최대 L 개의 SS/PBCH 블록을 전송할 수 있고, 상기 L 개의 SS/PBCH 블록은 하프 프레임 (0.5ms) 내에 매핑된다. 그리고 상기 L 개의 SS/PBCH 블록은 소정의 주기 P 단위로 주기적으로 반복된다. 상기 주기 P 는 기지국이 시그널링을 통해 단말에게 알려줄 수 있다. 만약 상기 주기 P에 대한 별도 시그널링이 없을 경우, 단말은 미리 약속된 디폴트 값을 적용한다.
도 2는 시간의 흐름에 따라 SS/PBCH 블록 단위로 빔 스위핑이 적용되는 일례를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 단말1 (205)의 경우 t1 시점(201)에 SS/PBCH 블록#0에 적용된 빔포밍 의해 #d0 (203) 방향으로 방사된 빔을 이용해 SS/PBCH 블록을 수신한다. 그리고 단말2 (206)는 t2 시점(202)에 SS/PBCH 블록#4에 적용된 빔포밍에 의해 #d4 (204) 방향으로 방사된 빔을 이용해 SS/PBCH 블록을 수신한다. 단말은 기지국으로부터 단말이 위치한 방향으로 방사되는 빔을 통해 최적의 동기신호를 획득할 수 있다. 예컨대, 단말1 (205)은 단말1의 위치와 동떨어진 #d4 방향으로 방사되는 빔을 통한 SS/PBCH 블록으로부터는 시간/주파수 동기화 및 필수 시스템 정보를 획득하는 것이 어려울 수 있다.
상기 초기 접속 절차 이외에도, 단말은 현재 셀의 라디오 링크 품질 (radio link quality)이 일정 수준 이상 유지되는지 판단하기 위해서도 SS/PBCH 블록을 수신할 수 있다. 또한 단말이 현재 셀에서 인접 셀로 접속을 이동하는 핸드오버(handover) 절차에서 단말은 인접 셀의 라디오 링크 품질을 판단하고 인접 셀의 시간/주파수 동기를 획득하기 위해 인접 셀의 SS/PBCH 블록을 수신할 수 있다.
초기 접속 (initial access) 절차를 통해 단말이 기지국으로부터 MIB 및 시스템 정보를 획득한 후, 단말은 기지국과의 링크를 접속상태 (connected state 또는 RRC_CONNECTED state)로 전환하기 위해 랜덤 억세스 (random access) 절차를 수행할 수 있다. 랜덤 억세스 절차를 완료하면 단말은 connected 상태로 전환되고, 기지국과 단말 사이에 일대일 통신이 가능하게 된다. 이하 도 3을 참조하여 랜덤 억세스 절차를 상세히 설명한다.
도 3은 랜덤 억세스 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 랜덤 억세스 절차의 제1 단계(310)로서 단말은 랜덤 억세스 프리앰블(random access preamble)을 기지국으로 전송한다. 랜덤 억세스 절차상 단말의 최초 전송 메시지인 랜덤 억세스 프리앰블은 message 1 이라고 지칭될 수 있다. 기지국은 랜덤 억세스 프리앰블로부터 단말과 기지국 사이의 전송 지연 값을 측정하고, 상향링크 동기를 맞출 수 있다. 이때 단말은 사전에 시스템 정보에 의해 주어진 랜덤 억세스 프리앰블 세트 내에서 어떤 랜덤 억세스 프리앰블을 사용할지 임의로 선택할 수 있다. 그리고 랜덤 억세스 프리앰블의 초기 전송 전력은 단말이 측정한 기지국과 단말 사이의 경로손실(pathloss)에 따라 결정될 수 있다. 또한 단말은 기지국으로부터 수신한 동기신호로부터 랜덤 억세스 프리앰블의 송신 빔 방향을 결정해서 랜덤 억세스 프리앰블을 전송할 수 있다.
제2 단계(320)에서 기지국은 제1 단계(310)에서 수신한 랜덤 억세스 프리앰블로부터 측정한 전송 지연 값을 기반으로 단말에게 상향링크 전송 타이밍 조절 명령을 전송한다. 또한 기지국은 스케줄링 정보로서 단말이 사용할 상향링크 자원 및 전력 제어 명령을 전송할 수 있다. 상기 스케줄링 정보에 단말의 상향링크 송신 빔에 대한 제어 정보가 포함될 수 있다.
만약 단말이 제2 단계(320)에서 message 3에 대한 스케줄링 정보인 랜덤 억세스 응답 (Random Access Response, RAR)(또는, message 2)을 기지국으로부터 소정의 시간 이내에 수신하지 못하면, 제1 단계(310)를 다시 진행할 수 있다. 만약 상기 제1 단계(310)를 다시 진행하는 경우, 단말은 랜덤 억세스 프리앰블의 전송 전력을 소정의 스텝만큼 증가시켜서 전송함으로써 (power ramping), 기지국의 랜덤 억세스 프리앰블 수신 확률을 높일 수 있다.
제3 단계(330)에서 단말은 기지국에게 자신의 단말 아이디를 포함한 상향링크 데이터(message 3)를 제2 단계(320)에서 할당 받은 상향링크 자원을 사용해 상향링크 데이터 채널 (Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)을 통해 전송한다. Message 3를 전송하기 위한 상향링크 데이터 채널의 전송 타이밍은 제2 단계(320)에서 기지국으로부터 수신한 타이밍 제어 명령을 따를 수 있다. 그리고 Message 3를 전송하기 위한 상향링크 데이터 채널의 전송 전력은 제2 단계(320)에서 기지국으로부터 수신한 전력 제어 명령과 랜덤 억세스 프리앰블의 파워램핑 값을 고려해서 결정될 수 있다. Message 3를 전송하기 위한 상향링크 데이터 채널은 단말이 랜덤 억세스 프리앰블을 전송한 후, 단말이 기지국으로 전송하는 최초의 상향링크 데이터 신호를 의미할 수 있다.
제4 단계(340)에서 기지국은 단말이 다른 단말과 충돌 없이 랜덤 억세스를 수행한 것으로 판단되면, 제3 단계(330)에서 상향링크 데이터를 전송한 단말의 아이디를 포함하는 데이터(message 4)를 해당 단말에게 전송한다. 단말은 기지국으로부터 제4 단계(340)에서 기지국이 전송한 신호가 수신되면, 랜덤 억세스가 성공한 것으로 판단할 수 있다. 그리고 단말은 상기 message 4에 대한 성공적인 수신 여부를 나타내는 HARQ-ACK 정보를 상향링크 제어 채널 (Physical Uplink Control Channel, PUCCH)을 통해서 기지국으로 전송할 수 있다.
만일 단말이 제3 단계(330)에서 전송한 데이터와 다른 단말의 데이터가 서로 충돌하여 기지국이 단말로부터의 데이터 신호 수신에 실패하면, 기지국은 단말에게 더 이상의 데이터 전송을 하지 않을 수 있다. 이에 단말은 일정 시간 이내에 기지국으로부터 제4 단계(340)에서 전송되는 데이터 수신을 하지 못하면, 랜덤 억세스 절차 실패로 판단하고, 제1 단계(310)부터 다시 시작할 수 있다.
랜덤 억세스 절차를 성공적으로 완료하면 단말은 connected 상태로 전환되고, 기지국과 단말 사이에 일대일 통신이 가능하게 된다. 기지국은 connected 상태의 단말에게 UE capability 정보를 보고받아, 해당 단말의 UE capability 정보를 참조하여 스케줄링을 조절할 수 있다. 단말은 상기 UE capability 정보를 통해, 단말 자신이 소정의 기능을 지원하는지 여부, 단말이 지원하는 기능의 최대 허용 값 등을 기지국에게 알려줄 수 있다. 따라서, 각각의 단말이 기지국으로 보고하는 상기 UE capability 정보는 단말 별로 서로 다른 값이 될 수 있다.
일례로, 단말은 상기 UE capability 정보로서 다음 제어 정보의 적어도 일부를 포함하는 UE capability 정보를 기지국으로 보고할 수 있다.
- 단말이 지원하는 주파수 밴드 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 채널 대역폭 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 최대 변조 방식 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 최대 빔 개수 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 최대 레이어 개수 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 CSI 리포팅 관련 제어 정보
- 단말이 주파수 호핑을 지원하는지에 대한 제어 정보
- 반송파 묶음 (Carrier aggregation, CA) 지원 시, 대역폭관련 제어 정보
- 반송파 묶음 지원 시, cross carrier scheduling 을 지원하는지에 대한 제어 정보
도 4는 단말이 기지국에게 단말 능력(UE capability) 정보를 보고하는 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4를 참고하면, 410 단계에서 기지국(402)은 단말(401)에게 UE capability 정보 요청 메시지를 전송할 수 있다. 기지국의 UE capability 정보 요청에 따라 단말은, 420 단계에서 기지국에게 UE capability 정보를 전송한다.
상기 과정을 통해 기지국과 연결된 단말을 RRC_CONNECTED 상태의 단말로, 기지국과 연결된 단말은 일대일 통신을 할 수 있다. 반대로 연결이 되지 않는 단말은 RRC_IDLE 상태로 해당 상태에 있는 단말의 동작은 다음과 같이 구분된다.
- 상위 계층에 의해 설정된 단말-특정의 DRX (Discontinuous Reception) 사이클을 동작
- 코어 네트워크로부터의 페이징 메시지를 수신하는 동작
- 시스템 정보를 획득
- 주변 셀 관련 측정 동작 및 셀 재선택
5G 시스템에서는 단말의 초기 억세스에 소모되는 에너지와 시간을 줄이기 위해서 RRC_INACTIVE라는 새로운 상태의 단말이 정의되었다. RRC_INACTIVE 단말은 RRC_IDLE 단말이 수행하는 동작에 더하여 다음과 같은 동작을 수행한다.
- 셀 접속에 필요한 AS (Access stratum) 정보 저장
- RRC 계층에 의해 설정된 단말-특정 DRX 사이클 동작
- RRC 계층에 의해 핸드오버 시 활용될 수 있는 RNA (RAN-based notification area) 설정 및 주기적으로 업데이트 수행
- I-RNTI를 통해 전송되는 RAN 기반의 페이징 메시지 모니터링
이하에서는 기지국이 단말에게 하향링크 데이터를 전송하거나, 단말의 상향링크 데이터 전송을 지시하는 스케줄링 방법을 설명한다.
하향링크 제어 정보 (Downlink Control Information, DCI)는 기지국이 하향링크를 통해 단말에게 전송하는 제어 정보로서, 소정의 단말에 대한 하향링크 데이터 스케줄링 정보 또는 상향링크 데이터 스케줄링 정보를 포함할 수 있다. 일반적으로 기지국은 DCI를 단말별로 독립적으로 채널코딩 한 후, 하향링크 물리제어 채널인 PDCCH (Physical Downlink Control Channel)를 통해 각각의 단말에게 전송할 수 있다.
기지국은 스케줄링하고자 하는 단말에 대해, 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보 (Downlink assignment) 인지 여부, 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보 (Uplink grant) 인지 여부, 전력제어 용 DCI 인지 여부 등의 목적에 따라 소정의 정해진 DCI 포맷을 적용하여 운용할 수 있다.
기지국은 하향링크 데이터를 하향링크 데이터 전송용 물리채널인 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)를 통해 단말에게 전송할 수 있다. PDSCH의 시간 및 주파수 영역에서의 구체적인 매핑 위치, 변조 방식, HARQ 관련 제어 정보, 전력제어 정보 등의 스케줄링 정보는, PDCCH를 통해 전송되는 DCI 중 하향링크 데이터 스케줄링 정보와 관련된 DCI를 통해 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
단말은 상향링크 데이터를 상향링크 데이터 전송용 물리채널인 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel)를 통해 기지국으로 전송할 수 있다. PUSCH의 시간 및 주파수 영역에서의 구체적인 매핑 위치, 변조 방식, HARQ 관련 제어 정보, 전력 제어 정보 등의 스케줄링 정보는 PDCCH를 통해 전송되는 DCI 중 상향링크 데이터 스케줄링 정보와 관련된 DCI를 통해 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
도 5는 PDCCH 가 매핑되는 시간-주파수 자원으로 제어 자원 세트(Control Resource Set, CORESET)에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 주파수 축으로 단말의 대역폭부분(UE bandwidth part)(510), 시간축으로 1 슬롯(520) 내에 2개의 제어자원세트(제어자원세트#1(501), 제어자원세트#2(502))가 설정될 수 있다. 제어자원세트(501, 502)는 주파수 축으로 전체 단말 대역폭부분(510) 내에서 특정 주파수 자원(503)에 설정될 수 있다. 시간 축으로는 하나 또는 복수 개의 OFDM 심볼로 설정될 수 있고, 이를 제어자원세트 길이(Control Resource Set Duration, 504)로 정의될 수 있다.
제어자원세트#1(501)은 2 심볼의 제어자원세트 길이로 설정될 수 있고, 제어자원세트#2(502)는 1 심볼의 제어자원세트 길이로 설정될 수 있다.
기지국은 단말에게 하나 또는 복수개의 CORESET을 상위 계층 시그널링(예컨대 시스템 정보(System Information), MIB(Master Information Block), RRC(Radio Resource Control) 시그널링)을 통해 설정할 수 있다. 단말에게 CORESET를 설정한다는 것은 CORESET 식별자(Identity), CORESET의 주파수 위치, CORESET 의 심볼 길이 등의 정보를 제공하는 것을 의미할 수 있다. CORESET를 설정하기 위해 기지국이 단말에게 제공하는 정보들은 [표 4]에 포함된 정보 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
[표 4]
CORESET는 주파수 영역에서 
RB들로 구성될 수 있고, 시간 영역에서 
심볼로 구성될 수 있다. NR PDCCH는 하나 또는 복수개의 CCE (Control Channel Element) 로 구성될 수 있다. 하나의 CCE는 6개의 REG (Resource Element Group)로 구성될 수 있고, REG는 1 OFDM 심볼 동안의 1 RB로 정의될 수 있다. 하나의 CORESET 내에서 REG는 CORESET의 첫 번째 OFDM 심볼, 가장 낮은 RB에서부터 REG 인덱스 0을 시작으로 시간-우선(Time-First) 순서로 인덱스가 매겨질 수 있다.
PDCCH에 대한 전송 방법으로 인터리빙 (Interleaved) 방식과 비인터리빙 (non-interleaved) 방식이 지원될 수 있다. 기지국은 단말에게 각 CORESET 별로 인터리빙 또는 비인터리빙 전송의 여부를 상위 계층 시그널링을 통해 설정해 줄 수 있다. 인터리빙은 REG 번들 단위로 수행될 수 있다. REG 번들이란 하나 또는 다수개의 REG의 집합으로 정의될 수 있다. 단말은 기지국으로부터 설정 받은 인터리빙 또는 비인터리빙 전송 여부에 기반하여 해당 CORESET 에서의 CCE-to-REG 매핑 방식을 하기의 [표 5]와 같은 방식으로 결정할 수 있다.
[표 5]
기지국은 PDCCH 가 슬롯 내에서 어느 심볼에 매핑되는지, 전송 주기 등의 설정 정보를 단말에게 시그널링을 통해 알려줄 수 있다.
도 6은 하향링크 제어채널의 기본 단위인 REG에는 DCI와 DMRS가 매핑되는 예시를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 하향링크 제어채널의 기본 단위, 즉 REG(603)에는 DCI가 매핑되는 RE들과 이를 디코딩하기 위한 레퍼런스 신호인 DMRS(605)가 매핑되는 영역이 모두 포함될 수 있다. 또한, 1 REG(603) 내에 3개의 DMRS(605)가 전송될 수 있다.
이하에서는 PDCCH의 탐색공간 (search space)에 대해 설명한다. PDCCH를 전송하는데 필요한 CCE의 개수는 집성 레벨 (Aggregation Level, AL)에 따라 1, 2, 4, 8, 16개가 될 수 있으며, 서로 다른 CCE 개수는 하향링크 제어 채널의 링크 적응(link adaptation)을 위해 사용될 수 있다. 예컨대, AL=L일 경우, 하나의 하향링크 제어 채널이 L 개의 CCE를 통해 전송될 수 있다. 단말은 하향링크 제어 채널에 대한 정보를 모르는 상태에서 신호를 검출하는 블라인드 디코딩 (blind decoding)을 수행하는데, 이를 위해 CCE들의 집합을 나타내는 탐색공간(search space)이 정의될 수 있다. 탐색공간은 주어진 집성 레벨 상에서 단말이 디코딩을 시도해야 하는 CCE들로 이루어진 하향링크 제어 채널 후보군(Candidate)들의 집합이며, 1, 2, 4, 8, 16 개의 CCE로 하나의 묶음을 만드는 여러 가지 집성 레벨이 있으므로 단말은 복수개의 탐색공간을 가질 수 있다. 탐색공간 세트(Search Space Set)는 설정된 모든 집성 레벨에서의 탐색공간들의 집합으로 정의될 수 있다.
탐색공간은 공통 탐색공간(Common Search Space, CSS)과 단말-특정 탐색공간 (UE-specific Search Space, USS)으로 분류될 수 있다. 일정 그룹의 단말들 또는 모든 단말들이 시스템 정보(System Information Block, SIB)에 대한 동적인 스케줄링이나 페이징 메시지와 같은 셀 공통의 제어 정보를 수신하기 위해 PDCCH의 공통 탐색공간을 조사할 수 있다. 예를 들어, 단말은 시스템 정보 수신을 위한 PDSCH의 스케줄링 할당 정보를 PDCCH의 공통 탐색공간을 조사함으로써 수신할 수 있다. 공통 탐색공간의 경우, 일정 그룹의 단말들 또는 모든 단말들이 PDCCH를 수신해야 하므로, 미리 약속된 CCE의 집합으로써 정의될 수 있다. 단말-특정적인 PDSCH 또는 PUSCH에 대한 스케줄링 할당 정보는 단말이 PDCCH의 단말-특정 탐색공간을 조사함으로써 수신할 수 있다. 단말-특정 탐색공간은 단말의 ID (Identity) 및 다양한 시스템 파라미터의 함수로 단말-특정적으로 정의될 수 있다.
기지국은 PDCCH의 탐색공간에 대한 설정 정보를 상위 계층 시그널링 (예컨대, SIB, MIB, RRC 시그널링)을 통해 단말에게 설정할 수 있다. 예를 들면, 기지국은 각 집성 레벨 L에서의 PDCCH 후보군 수, 탐색공간에 대한 모니터링 주기, 탐색공간에 대한 슬롯 내 심볼 단위의 모니터링 occasion, 탐색공간 타입(공통 탐색공간 또는 단말-특정 탐색공간), 해당 탐색공간에서 모니터링 하고자 하는 DCI 포맷과 RNTI의 조합, 탐색공간을 모니터링 하고자 하는 CORESET 인덱스 등을 단말에게 설정할 수 있다. 예를 들면, PDCCH에 대한 탐색공간에 대한 파라미터는 하기의 [표 6]과 같은 정보들을 포함할 수 있다.
[표 6]
설정 정보에 따라 기지국은 단말에게 하나 또는 복수 개의 탐색공간 세트를 설정할 수 있다. 일부 실시 예에 따르면, 기지국은 단말에게 탐색공간 세트 1과 탐색공간 세트 2를 설정할 수 있다. 탐색공간 세트 1에서는 단말이 X-RNTI로 스크램블링된 DCI 포맷 A를 공통 탐색공간에서 모니터링 하도록 설정될 수 있고, 탐색공간 세트 2에서는 단말이 Y-RNTI로 스크램블링된 DCI 포맷 B를 단말-특정 탐색공간에서 모니터링 하도록 설정될 수 있다.
설정 정보에 따르면, 공통 탐색공간 또는 단말-특정 탐색공간에 하나 또는 복수 개의 탐색공간 세트가 존재할 수 있다. 예를 들어 탐색공간 세트#1과 탐색공간 세트#2가 공통 탐색공간으로 설정될 수 있고, 탐색공간 세트#3과 탐색공간 세트#4가 단말-특정 탐색공간으로 설정될 수 있다.
공통 탐색공간에서 단말은 다음의 DCI 포맷과 RNTI의 조합을 모니터링 할 수 있다. 물론 다음 예시에 제한되지 않는다.
- DCI format 0_0/1_0 with CRC scrambled by C-RNTI, CS-RNTI, SP-CSI-RNTI, RA-RNTI, TC-RNTI, P-RNTI, SI-RNTI
- DCI format 2_0 with CRC scrambled by SFI-RNTI
- DCI format 2_1 with CRC scrambled by INT-RNTI
- DCI format 2_2 with CRC scrambled by TPC-PUSCH-RNTI, TPC-PUCCH-RNTI
- DCI format 2_3 with CRC scrambled by TPC-SRS-RNTI
- DCI format 2_4 with CRC scrambled by CI-RNTI
- DCI format 2_5 with CRC scrambled by AI-RNTI
- DCI format 2_6 with CRC scrambled by PS-RNTI
- DCI format 2_7 with CRC scrambled by PEI-RNTI
단말-특정 탐색공간에서 단말은 다음의 DCI 포맷과 RNTI의 조합을 모니터링 할 수 있다. 물론 다음 예시에 제한되지 않는다.
- DCI format 0_0/1_0 with CRC scrambled by C-RNTI, CS-RNTI, TC-RNTI
- DCI format 1_0/1_1 with CRC scrambled by C-RNTI, CS-RNTI, TC-RNTI
상기 RNTI들은 다음의 정의 및 용도를 따를 수 있다.
C-RNTI (Cell RNTI): 단말-특정 PDSCH 또는 PUSCH 스케줄링 용도
TC-RNTI (Temporary Cell RNTI): 단말-특정 PDSCH 스케줄링 용도
CS-RNTI(Configured Scheduling RNTI): 준정적으로 (semi-static) 설정된 단말-특정 PDSCH 스케줄링 용도
RA-RNTI (Random Access RNTI): 랜덤 엑세스 단계에서 PDSCH 스케줄링 용도
P-RNTI (Paging RNTI): 페이징이 전송되는 PDSCH 스케줄링 용도
SI-RNTI (System Information RNTI): 시스템 정보가 전송되는 PDSCH 스케줄링 용도
INT-RNTI (Interruption RNTI): PDSCH에 대한 pucturing 여부를 알려주기 위한 용도
TPC-PUSCH-RNTI (Transmit Power Control for PUSCH RNTI): PUSCH에 대한 전력 조절 명령 지시 용도
TPC-PUCCH-RNTI (Transmit Power Control for PUCCH RNTI): PUCCH에 대한 전력 조절 명령 지시 용도
TPC-SRS-RNTI (Transmit Power Control for SRS RNTI): SRS에 대한 전력 조절 명령 지시 용도
상술한 DCI 포맷들은 하기의 [표 7]과 같은 정의를 따를 수 있다.
[표 7]
CORESET p, 탐색공간 세트 s에서 집성 레벨 L의 탐색공간은 하기의 수학식과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 1]
값은 단말-특정 탐색공간의 경우, 단말의 ID (C-RNTI 또는 기지국이 단말에게 설정해준 ID)과 시간 인덱스에 따라 변하는 값에 해당할 수 있다.
하기에서는 5G 통신 시스템에서 PDCCH(혹은 PDCCH DMRS)에 대한 TCI state를 설정하는 방법에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
기지국은 적절한 시그널링을 통하여 PDCCH(혹은 PDCCH DMRS)에 대한 TCI state를 설정 및 지시하는 것이 가능하다. 상기 설명에 의하면 기지국은 적절한 시그널링을 통하여 PDCCH(혹은 PDCCH DMRS)에 대한 TCI state를 설정 및 지시하는 것이 가능하다. 상기 TCI state는 PDCCH(혹은 PDCCH DMRS)와 다른 RS 혹은 채널 간 QCL(Quasi co-location) 관계를 공지하기 위한 것으로, 어떤 기준 안테나 포트 A(reference RS #A)와 또 다른 목적 안테나 포트 B(target RS #B)가 서로 QCL되어있다(QCLed)고 함은 단말이 상기 안테나 포트 A에서 추정된 large-scale 채널 파라미터 중 일부 혹은 전부를 상기 안테나 포트 B로부터의 채널 측정에 적용하는 것이 허용됨을 의미한다. QCL은 1) average delay 및 delay spread에 영향을 받는 time tracking, 2) Doppler shift 및 Doppler spread에 영향을 받는 frequency tracking, 3) average gain에 영향을 받는 RRM (radio resource management), 4) spatial parameter에 영향을 받는 BM (beam management) 등 상황에 따라 서로 다른 파라미터를 연관시킬 필요가 있을 수 있다. 이에 따라 NR에서는 아래 표 8과 같은 네 가지 타입의 QCL 관계들을 지원한다.
[표 8]
상기 spatial RX parameter는 Angle of arrival (AoA), Power Angular Spectrum (PAS) of AoA, Angle of departure (AoD), PAS of AoD, transmit/receive channel correlation, transmit/receive beamforming, spatial channel correlation 등 다양한 파라미터들 중 일부 혹은 전부를 총칭할 수 있다.
상기 QCL 관계는 아래 표 9와 같이 RRC parameter TCI-State 및 QCL-Info를 통하여 단말에게 설정되는 것이 가능하다. 표 9를 참조하면 기지국은 단말에게 하나 이상의 TCI state를 설정하여 상기 TCI state의 ID를 참조하는 RS, 즉 target RS에 대한 최대 두 가지의 QCL 관계(qcl-Type1, qcl-Type2)를 알려줄 수 있다. 이때 각 상기 TCI state가 포함하는 각 QCL 정보(QCL-Info)들은 해당 QCL 정보가 가리키는 reference RS의 serving cell index 및 BWP index, 그리고 reference RS의 종류 및 ID, 그리고 상기 표 8과 같은 QCL type을 포함한다.
[표 9]
도 7은 TCI state 설정에 따른 기지국 빔 할당 예제를 도시하는 도면이다.
도 7을 참조하면 기지국은 서로 다른 N개의 빔에 대한 정보를 서로 다른 N개의 TCI state들을 통하여 단말에게 전달할 수 있다. 예를 들어, N=3인 경우 기지국은 세 개의 TCI states(700, 705, 710)에 포함되는 qcl-Type2 파라미터가 서로 다른 빔에 해당하는 CSI-RS 혹은 SSB에 연관되며 QCL type D로 설정되도록 하여, 상기 서로 다른 TCI state 700, 705, 혹은 710을 참조하는 안테나 포트들이 서로 다른 spatial Rx parameter, 즉, 서로 다른 빔과 연관되어 있음을 공지할 수 있다.
구체적으로 PDCCH DMRS 안테나 포트에 적용 가능한 TCI state 조합은 아래 표 10과 같다. 표 10에서 4번째 행은 RRC 설정 이전에 단말이 가정하게 되는 조합이며 RRC 이후 설정은 불가능하다.
[표 10]
NR에서는 PDCCH 빔에 대한 동적 할당을 위하여 도 8에 도시된 바와 같은 계층적 시그널링 방법을 지원한다.
도 8은 NR의 PDCCH 빔에 대한 동적 할당을 위한 계층적 시그널링 방법에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면 기지국은 RRC 시그널링(800)을 통하여 N개의 TCI states(805, 810, ..., 820)들을 단말에게 설정할 수 있으며, 이 중 일부를 CORESET을 위한 TCI state로 설정할 수 있다(825). 이후 기지국은 CORESET을 위한 TCI states (830, 835, 840) 중 하나를 MAC CE 시그널링을 통하여 단말에게 지시할 수 있다 (845). 이후 단말은 상기 MAC CE 시그널링에 의해 지시되는 TCI state가 포함하는 빔 정보를 기반으로 PDCCH를 수신한다.
도 9는 상기 PDCCH DMRS를 위한 TCI indication MAC CE 시그널링 구조를 도시하는 도면이다.
도 9를 참조하면 상기 PDCCH DMRS를 위한 TCI indication MAC CE 시그널링은 2 byte(16 bits)로 구성되며 1비트의 reserved 비트 (910), 5 비트의 serving cell ID (915), 2 비트의 BWP ID (920), 2비트의 CORESET ID (925) 및 6 비트의 TCI state ID (930)를 포함한다.
기지국은 CORESET 설정에 포함되는 TCI state list 중 하나를 MAC CE 시그널링을 통하여 지시할 수 있다. 이후 또 다른 MAC CE 시그널링을 통하여 다른 TCI state가 해당 CORESET에 지시되기 전 까지, 단말은 상기 CORESET에 연결되는 하나 이상의 search space에는 모두 같은 QCL 정보가 적용되는 것으로 간주한다.
상기 설명한 PDCCH beam 할당 방법은, MAC CE 시그널링 delay보다 빠른 빔 변경을 지시하는 것이 어려우며, 또한 search space 특성에 관계 없이 CORESET 별로 모두 같은 빔을 일괄 적용하게 되는 단점이 있어, 유연한 PDCCH beam 운용을 어렵게 하는 문제가 있다. 이하 본 개시의 실시 예는 보다 유연한 PDCCH beam 설정 및 운용 방법을 제공한다. 이하 본 개시의 실시 예를 설명함에 있어 설명의 편의를 위하여 몇 가지 구분되는 예시들을 제공하나 이들은 서로 배타적인 것이 아니며 상황에 따라 서로 적절히 결합하여 적용이 가능하다.
기지국은 단말에게 특정 제어자원세트에 대하여 하나 또는 복수 개의 TCI state를 설정할 수 있고, 설정된 TCI state 중에서 하나를 MAC CE 활성화 명령을 통해 활성화할 수 있다. 예를 들어, 제어자원세트#1에 TCI state로 {TCI state#0, TCI state#1, TCI state#2}가 설정되어 있고, 기지국은 MAC CE를 통해 제어자원세트#1에 대한 TCI state로 TCI state#0을 가정하도록 활성화하는 명령을 단말에게 전송할 수 있다. 단말은 MAC CE로 수신한 TCI state에 대한 활성화 명령에 기반하여, 활성화된 TCI state 내의 QCL 정보에 기반하여 해당 제어자원세트의 DMRS를 올바르게 수신할 수 있다.
인덱스가 0으로 설정된 제어자원세트(제어자원세트#0)에 대하여, 만약 단말이 제어자원세트#0의 TCI state에 대한 MAC CE 활성화 명령을 수신하지 못하였다면, 단말은 제어자원세트#0에서 전송되는 DMRS에 대하여, 초기 접속 과정 또는 PDCCH 명령으로 트리거(Trigger)되지 않은 비컨텐션(Non-contention) 기반 랜덤 엑세스 과정에서 식별된 SS/PBCH 블록과 QCL되었다고 가정할 수 있다.
인덱스가 0이 아닌 다른 값으로 설정된 제어자원세트(제어자원세트#X)에 대하여, 만약 단말이 제어자원세트#X에 대한 TCI state를 설정 받지 못했거나, 하나 이상의 TCI state를 설정 받았지만 이 중 하나를 활성화하는 MAC CE 활성화 명령을 수신하지 못하였다면, 단말은 제어자원세트#X에서 전송되는 DMRS에 대하여 초기 접속 과정에서 식별된 SS/PBCH 블록과 QCL되었다고 가정할 수 있다.
다음으로 5G 시스템에서의 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)에 대해 구체적으로 설명한다.
5G 시스템에서 상향링크 데이터(또는 물리 상향링크 데이터 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)) 또는 하향링크 데이터(또는 물리 하향링크 데이터 채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH))에 대한 스케줄링 정보는 DCI를 통해 기지국으로부터 단말에게 전달될 수 있다. 단말은 PUSCH 또는 PDSCH에 대하여 대비책(Fallback)용 DCI 포맷과 비대비책(Non-fallback)용 DCI 포맷을 모니터링(Monitoring)할 수 있다. 대비책 DCI 포맷은 기지국과 단말 사이에서 선정의된 고정된 필드로 구성될 수 있고, 비대비책용 DCI 포맷은 설정 가능한 필드를 포함할 수 있다.
DCI는 채널코딩 및 변조 과정을 거쳐 물리 하향링크 제어 채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)을 통해 전송될 수 있다. DCI 메시지 페이로드(payload)에는 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 부착되며 CRC는 단말의 신원에 해당하는 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)로 스크램블링(scrambling) 될 수 있다. DCI 메시지의 목적, 예를 들어 단말-특정(UE-specific)의 데이터 전송, 전력 제어 명령 또는 랜덤 엑세스 응답 등에 따라 서로 다른 RNTI들이 사용될 수 있다. 즉, RNTI는 명시적으로 전송되지 않고 CRC 계산과정에 포함되어 전송된다. PDCCH 상으로 전송되는 DCI 메시지를 수신하면 단말은 할당 받은 RNTI를 사용하여 CRC를 확인하여 CRC 확인 결과가 맞으면 단말은 해당 메시지가 단말에게 전송된 것임을 알 수 있다.
예를 들면, 시스템 정보(System Information, SI)에 대한 PDSCH를 스케줄링하는 DCI는 SI-RNTI로 스크램블링될 수 있다. RAR(Random Access Response) 메시지에 대한 PDSCH를 스케줄링하는 DCI는 RA-RNTI로 스크램블링 될 수 있다. 페이징(Paging) 메시지에 대한 PDSCH를 스케줄링하는 DCI는 P-RNTI로 스크램블링 될 수 있다. SFI(Slot Format Indicator)를 통지하는 DCI는 SFI-RNTI로 스크램블링 될 수 있다. TPC(Transmit Power Control)를 통지하는 DCI는 TPC-RNTI로 스크램블링 될 수 있다. 단말-특정의 PDSCH 또는 PUSCH를 스케줄링하는 DCI는 C-RNTI(Cell RNTI)로 스크램블링 될 수 있다.
DCI 포맷 0_0은 PUSCH를 스케줄링하는 대비책 DCI로 사용될 수 있고, 이 때 CRC는 C-RNTI로 스크램블링될 수 있다. C-RNTI로 CRC가 스크램블링 된 DCI 포맷 0_0은 예컨대 표 11과 같이 하기의 정보들을 포함할 수 있다.
[표 11]
DCI 포맷 0_1은 PUSCH를 스케줄링하는 비대비책 DCI로 사용될 수 있고, 이 때 CRC는 C-RNTI로 스크램블링될 수 있다. C-RNTI로 CRC가 스크램블링 된 DCI 포맷 0_1은 예컨대 표 12와 같이 하기의 정보들을 포함할 수 있다.
[표 12]
DCI 포맷 1_0은 PDSCH를 스케줄링하는 대비책 DCI로 사용될 수 있고, 이 때 CRC는 C-RNTI로 스크램블링될 수 있다. C-RNTI로 CRC가 스크램블링 된 DCI 포맷 1_0은 예컨대 표 13과 같이 하기의 정보들을 포함할 수 있다.
[표 13]
DCI 포맷 1_1은 PDSCH를 스케줄링하는 비대비책 DCI로 사용될 수 있고, 이 때 CRC는 C-RNTI로 스크램블링될 수 있다. C-RNTI로 CRC가 스크램블링 된 DCI 포맷 1_1은 예컨대 표 14와 같이 하기의 정보들을 포함할 수 있다.
[표 14]
하기에서는 5G 통신 시스템에서 데이터 채널에 대한 시간 도메인 자원할당 방법에 대해 설명하도록 한다.
기지국은 단말에게 하향링크 데이터채널(Physical Downlink Shared Channel; PDSCH) 및 상향링크 데이터채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)에 대한 시간 도메인 자원할당 정보에 대한 테이블(Table)을 상위 계층 시그널링 (예를 들어 RRC 시그널링)으로 설정할 수 있다. PDSCH에 대해서는 최대 maxNrofDL-Allocations=16 개의 엔트리(Entry)로 구성된 테이블을 설정할 수 있고, PUSCH에 대해서는 최대 maxNrofUL-Allocations=16 개의 엔트리(Entry)로 구성된 테이블을 설정할 수 있다. 예를 들어, 시간 도메인 자원할당 정보에는 PDCCH-to-PDSCH 슬롯 타이밍 (PDCCH를 수신한 시점과 수신한 PDCCH가 스케쥴링하는 PDSCH가 전송되는 시점 사이의 슬롯 단위의 시간 간격에 해당함, K0로 표기함) 또는 PDCCH-to-PUSCH 슬롯 타이밍 (PDCCH를 수신한 시점과 수신한 PDCCH가 스케쥴링하는 PUSCH가 전송되는 시점 사이의 슬롯 단위의 시간 간격에 해당함, K2로 표기함), 슬롯 내에서 PDSCH 또는 PUSCH가 스케쥴링된 시작 심볼의 위치 및 길이에 대한 정보, PDSCH 또는 PUSCH의 매핑 타입 등이 포함될 수 있다. 예를 들어 하기 표 15, 16과 같은 정보들이 기지국으로부터 단말로 통지될 수 있다.
[표 15]
[표 16]
기지국은 상기 시간 도메인 자원할당 정보에 대한 테이블의 엔트리 중 하나를 단말에게 L1 시그널링(예를 들어 DCI)를 통해 단말에게 통지할 수 있다 (예를 들어 DCI 내의 '시간 도메인 자원할당' 필드로 지시할 수 있음). 단말은 기지국으로부터 수신한 DCI에 기반하여 PDSCH 또는 PUSCH에 대한 시간 도메인 자원할당 정보를 획득할 수 있다.
하기에서는 5G 통신 시스템에서 데이터 채널에 대한 주파수 도메인 자원할당 방법에 대해 설명하도록 한다.
5G에서는 하향링크 데이터채널(Physical Downlink Shared Channel; PDSCH) 및 상향링크 데이터채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)에 대한 주파수 도메인 자원 할당 정보를 지시하는 방법으로 두가지 타입, 자원할당 타입 0 및 자원할당 타입 1을 지원한다.
자원할당 타입 0
RB 할당 정보가 RBG(Resource Block Group)에 대한 비트맵(Bitmap)의 형태로 기지국으로부터 단말로 통지될 수 있다. 이 때, RBG는 연속적인 VRB(Virtual RB)들의 세트로 구성될 수 있으며, RBG의 크기 P는 상위 계층 파라미터(rbg-Size)로 설정되는 값과 하기 표 17로 정의되어 있는 대역폭 파트의 크기 값에 기반하여 결정될 수 있다.
[표 17]
- 크기가 
인 대역폭 파트 i의 총 RBG의 수 (
)는 하기와 같이 정의될 수 있다.
- 비트 크기의 비트맵의 각 비트들은 각각의 RBG에 대응될 수 있다. RBG들은 대역폭파트의 가장 낮은 주파수 위치에서 시작하여 주파수가 증가하는 순서대로 인덱스가 부여될 수 있다. 대역폭파트 내의 개의 RBG들에 대하여, RBG#0에서부터 RBG#(
)이 RBG 비트맵의 MSB에서부터 LSB로 매핑될 수 있다. 단말은 비트맵 내의 특정 비트 값이 1일 경우, 해당 비트 값에 대응되는 RBG가 할당되었다고 판단할 수 있고, 비트맵 내의 특정 비트 값이 0일 경우, 해당 비트 값에 대응되는 RBG가 할당되지 않았다고 판단할 수 있다.
자원할당 타입 1
- RB 할당 정보가 연속적으로 할당된 VRB들에 대한 시작 위치 및 길이에 대한 정보로 기지국으로부터 단말로 통지될 수 있다. 이 때, 연속적으로 할당된 VRB들에 대하여 인터리빙 또는 비인터리빙이 추가적으로 적용될 수 있다. 자원할당 타입 1의 자원할당 필드는 자원 지시자 값 (Resource Indication Value; RIV)으로 구성될 수 있으며, RIV는 VRB의 시작 지점 (
)과 연속적으로 할당된 RB의 길이 (
)로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 
크기의 대역폭파트 내의 RIV는 하기와 같이 정의될 수 있다.
기지국은 단말에게 하향링크 데이터채널(Physical Downlink Shared Channel; PDSCH) 또는 상향링크 데이터채널 (Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)에 대한 비승인-기반 송수신을 지원하기 위한 목적으로 PDSCH 및 PUSCH에 대한 시간 및 주파수 전송 자원 및 다양한 송수신 파라미터를 준정적(Semi-static)으로 설정할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면,
기지국은 단말에게 하향링크(Downlink; DL) SPS(Semi-Persistent Scheduling)를 지원하기 위한 목적으로, 상위 계층 시그널링(예를 들어 RRC 시그널링)으로 표 18과 같이 하기의 정보들을 설정할 수 있다.
[표 18]
DL SPS는 프라이머리 셀 또는 세컨더리 셀에 설정될 수 있고, 하나의 셀 그룹 내에서는 하나의 셀에서 DL SPS가 설정될 수 있다.
5G에서는 상향링크 데이터 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)에 대한 비승인(Configured Grant, Grant free, 등으로 명명됨)-기반 전송 방법에 대하여 두 가지 타입(비승인-기반 PUSCH 전송 타입-1(Type-1 PUSCH transmission with a configured grant), 비승인-기반 PUSCH 전송 타입-2 (Type-1 PUSCH transmission with a configured grant)을 지원할 수 있다.
비승인-기반 PUSCH 전송 타입-1
비승인-기반 PUSCH 전송 타입-1에서는 기지국이 단말에게 비승인-기반 PUSCH 전송을 허용하는 특정 시간/주파수 자원(600)을 상위 계층 시그널링, 예컨대 RRC 시그널링으로 설정해줄 수 있다. 예컨대 도 6에 도시된 바와 같이 자원(600)에 대한 시간축 할당 정보(601), 주파수축 할당 정보(602), 주기 정보(603) 등을 설정할 수 있다. 또한 기지국은 단말에게 PUSCH 전송을 위한 다양한 파라미터들(예컨대, 주파수 호핑, DMRS 설정, MCS 테이블, MCS, RBG(Resource Block Group) 크기, 반복 전송 횟수, RV(Redundancy Version) 등)을 상위 계층 시그널링으로 설정해 줄 수 있다. 보다 구체적으로는 하기 표 19의 설정 정보들이 포함될 수 있다.
[표 19]
기지국으로부터 비승인-기반 PUSCH 전송 타입-1을 위한 설정정보를 수신하였을 경우, 단말은 주기적으로 설정된 자원(600)으로 기지국의 승인 없이 PUSCH를 전송할 수 있다. PUSCH를 전송하기 위해 필요한 다양한 파라미터들(예컨대, 주파수 호핑, DMRS 설정, MCS, RBG(Resource Block Group) 크기, 반복 전송 횟수, RV(Redundancy Version), 프리코딩과 레이어 수, 안테나 포트, 주파수 호핑 오프셋 등)은 모두 기지국의 통지한 설정 값을 따를 수 있다.
비승인-기반 PUSCH 전송 타입-2
비승인-기반 PUSCH 전송 타입-2에서는 기지국이 단말에게 비승인-기반 PUSCH 전송을 허용하는 특정 시간/주파수 자원(600)에 대한 정보 중 일부(예컨대 주기 정보(603) 등)를 상위 계층 시그널링(예컨대 RRC 시그널링)으로 설정할 수 있다. 또한 기지국은 단말에게 PUSCH 전송을 위한 다양한 파라미터들(예컨대, 주파수 호핑, DMRS 설정, MCS 테이블, RBG(Resource Block Group) 크기, 반복 전송 횟수, RV(Redundancy Version) 등)을 상위 계층 시그널링으로 설정해 줄 수 있다. 보다 구체적으로는 기지국은 단말에게 하기 표 20의 설정 정보들을 상위 계층 시그널링으로 설정해 줄 수 있다.
[표 20]
기지국은 단말에게 DL SPS와 UL grant Type 2에 대한 스케쥴링 활성화(Activation) 또는 스케쥴링 릴리즈(Release)를 위한 목적으로 특정 DCI 필드 값으로 구성된 DCI를 전송할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면,
기지국은 단말에게 CS-RNTI(Configured Scheduling-RNTI)를 설정할 수 있고, 단말은 CRC가 CS-RNTI로 스크램블링된 DCI 포맷을 모니터링할 수 있다. 단말이 수신한 DCI 포맷의 CRC가 CS-RNTI로 스크램블링되어 있고, 새로운 데이터 지시자(New Data Indicator; NDI)가 '0'으로 세팅되어 있고, DCI 필드가 하기 표 21을 만족할 경우, 단말은 해당 DCI를 DL SPS 또는 UL grant Type 2에 대한 송수신을 활성화하는 명령어로 간주할 수 있다.
[표 21]
기지국은 단말에게 CS-RNTI(Configured Scheduling-RNTI)를 설정할 수 있고, 단말은 CRC가 CS-RNTI로 스크램블링된 DCI 포맷을 모니터링할 수 있다. 단말이 수신한 DCI 포맷의 CRC가 CS-RNTI로 스크램블링되어 있고, 새로운 데이터 지시자(New Data Indicator; NDI)가 '0'으로 세팅되어 있고, DCI 필드가 하기 표 22를 만족할 경우, 단말은 해당 DCI를 DL SPS 또는 UL grant Type 2에 대한 송수신을 릴리즈하는 명령어로 간주할 수 있다.
[표 22]
상기 DL SPS 또는 UL grant Type 2에 대한 릴리즈를 지시하는 DCI는 DCI 포맷 0_0 또는 DCI 포맷 1_0에 해당하는 DCI 포맷을 따르고, DCI 포맷 0_0 또는 1_0은 캐리어 지시자 필드(Carrier Indicator Field; CIF)를 포함하고 있지 않기 때문에, 단말은 특정 셀에 대한 DL SPS 또는 UL grant Type 2에 대한 릴리즈 명령을 수신하기 위하여, 항상 해당 DL SPS 또는 UL grant Type 2가 설정되어 있는 셀에서 PDCCH를 모니터링을 수행해야 한다. 특정 셀이 크로스-캐리어 스케쥴링으로 설정되어 있다고 하더라도, 단말은 해당 셀에 설정되어 있는 DL SPS 또는 UL grant Type 2에 대한 릴리즈 명령을 수신하기 위하여, DCI 포맷 1_0 또는 DCI 포맷 0_0을 항상 해당 셀에서 모니터링을 해야 한다.
하기에서는 5G 통신 시스템에서의 캐리어 집성 (Carrier Aggregation) 및 스케쥴링 방법에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
단말은 기지국으로부터 다수의 셀 (Cell 또는 CC(Component Carrier))을 설정 받을 수 있고, 단말에 설정된 셀들에 대한 크로스-캐리어 스케쥴링 여부를 설정 받을 수 있다. 만약 특정 셀(셀 A, 스케쥴링되는 셀(Scheduled Cell))에 대해 크로스-캐리어 스케쥴링이 설정되었다면, 셀 A에 대한 PDCCH 모니터링은 셀 A에서 수행되지 않고, 크로스-캐리어 스케쥴링으로 지시된 다른 셀 (셀 B, 스케쥴링하는 셀(Scheduling Cell))에서 수행될 수 있다. 이 때 스케쥴링되는 셀(셀 A)과 스케쥴링하는 셀(셀 B)은 서로 다른 뉴머롤로지(Numerology)로써 설정될 수 있다. 여기서 뉴머롤로지는 부반송파 간격, Cyclic Prefix 등이 포함될 수 있다. 셀 A와 셀 B의 뉴머롤로지가 다를 경우, 셀 B의 PDCCH가 셀 A의 PDSCH를 스케쥴링할 때, PDCCH와 PDSCH 사이에 하기와 같은 최소 스케쥴링 오프셋이 추가로 고려될 수 있다.
크로스-캐리어 스케쥴링 방법
◆ 셀 B의 부반송파 간격(
)이 셀 A의 부반송파 간격(
) 보다 작을 경우, 셀 B에서 수신한 PDCCH의 마지막 심볼에서부터 X 심볼 이후에 해당하는 다음 PDSCH 슬롯에서부터 PDSCH가 스케쥴링 될 수 있다. 여기서 X는 에 따라 다를 수 있으며, 
일 때 X=4 심볼, 
일 때 X=4 심볼,
일 때, X=8 심볼로 정의될 수 있다.
◆ 셀 B의 부반송파 간격()이 셀 A의 부반송파 간격() 보다 클 경우, 셀 B에서 수신한 PDCCH의 마지막 심볼에서부터 X 심볼 이후에 해당하는 시점에서부터 PDSCH가 스케쥴링 될 수 있다. 여기서 X는 에 따라 다를 수 있으며, 일 때 X=4 심볼, 일 때 X=8 심볼,
일 때, X=12 심볼로 정의될 수 있다.
하기에서는 레이트 매칭(Rate Matching) 동작 및 펑쳐링(Puncturing) 동작에 대해 구체적으로 기술 하도록 한다.
임의의 심볼 시퀀스 A를 전송하고자 하는 시간 및 주파수 자원 A가 임의의 시간 및 주파수 자원 B와 겹쳤을 경우, 자원 A와 자원 B가 겹친 영역 자원 C를 고려한 채널 A의 송수신 동작으로 레이트 매칭 또는 펑쳐링 동작이 고려될 수 있다. 구체적인 동작은 하기의 내용을 따를 수 있다.
레이트 매칭 (Rate Matching) 동작
- 기지국은 단말로 심볼 시퀀스 A를 전송하고자하는 전체 자원 A 중에서 자원 B와 겹친 영역에 해당하는 자원 C를 제외한 나머지 자원 영역에 대해서만 채널 A를 매핑하여 전송할 수 있다. 예를 들어 심볼 시퀀스 A가 {심볼#1, 심볼#2, 심볼#3, 심볼4}로 구성되고, 자원 A가 {자원#1, 자원#2, 자원#3, 자원#4}이고, 자원 B가 {자원#3, 자원#5}일 경우, 기지국은 자원 A중에서 자원 C에 해당하는 {자원#3}을 제외한 나머지 자원인 {자원#1, 자원#2, 자원#4}에 심볼 시퀀스 A를 순차적으로 매핑하여 보낼 수 있다. 결과적으로 기지국은 심볼 시퀀스 {심볼#1, 심볼#2, 심볼#3}을 각각 {자원#1, 자원#2, 자원#4}에 매핑하여 전송할 수 있다.
단말은 기지국으로부터 심볼 시퀀스 A에 대한 스케쥴링 정보로부터 자원 A 및 자원 B를 판단할 수 있고, 이를 통해 자원 A와 자원 B가 겹친 영역인 자원 C를 판단할 수 있다. 단말은 심볼 시퀀스 A가 전체 자원 A 중에서 자원 C를 제외한 나머지 영역에서 매핑되어 전송되었다고 가정하고 심볼 시퀀스 A를 수신할 수 있다. 예를 들어 심볼 시퀀스 A가 {심볼#1, 심볼#2, 심볼#3, 심볼4}로 구성되고, 자원 A가 {자원#1, 자원#2, 자원#3, 자원#4}이고, 자원 B가 {자원#3, 자원#5}일 경우, 단말은 자원 A중에서 자원 C에 해당하는 {자원#3}을 제외한 나머지 자원인 {자원#1, 자원#2, 자원#4}에 심볼 시퀀스 A를 순차적으로 매핑되었다고 가정하고 수신할 수 있다. 결과적으로 단말은 심볼 시퀀스 {심볼#1, 심볼#2, 심볼#3}이 각각 {자원#1, 자원#2, 자원#4}에 매핑되어 전송되었다고 가정하고 이후의 일련의 수신 동작을 수행할 수 있다.
펑쳐링 (Puncturing) 동작
기지국은 단말로 심볼 시퀀스 A를 전송하고자하는 전체 자원 A 중에서 자원 B와 겹친 영역에 해당하는 자원 C가 존재할 경우, 심볼 시퀀스 A를 자원 A 전체에 매핑하지만, 자원 C에 해당하는 자원 영역에서는 전송을 수행하지 않고, 자원 A 중에서 자원 C를 제외한 나머지 자원 영역에 대해서만 전송을 수행할 수 있다. 예를 들어 심볼 시퀀스 A가 {심볼#1, 심볼#2, 심볼#3, 심볼4}로 구성되고, 자원 A가 {자원#1, 자원#2, 자원#3, 자원#4}이고, 자원 B가 {자원#3, 자원#5}일 경우, 기지국은 심볼 시퀀스 A {심볼#1, 심볼#2, 심볼#3, 심볼#4}를 자원 A {자원#1, 자원#2, 자원#3, 자원#4}에 각각 매핑할 수 있고, 자원 A중에서 자원 C에 해당하는 {자원#3}을 제외한 나머지 자원인 {자원#1, 자원#2, 자원#4}에 해당하는 심볼 시퀀스 {심볼#1, 심볼#2, 심볼#4}만 전송할 수 있고, 자원 C에 해당하는 {자원#3}에 매핑된 {심볼#3}은 전송하지 않을 수 있다. 결과적으로 기지국은 심볼 시퀀스 {심볼#1, 심볼#2, 심볼#4}를 각각 {자원#1, 자원#2, 자원#4}에 매핑하여 전송할 수 있다.
단말은 기지국으로부터 심볼 시퀀스 A에 대한 스케쥴링 정보로부터 자원 A 및 자원 B를 판단할 수 있고, 이를 통해 자원 A와 자원 B가 겹친 영역인 자원 C를 판단할 수 있다. 단말은 심볼 시퀀스 A가 전체 자원 A에 매핑되되 자원 영역 A 중에서 자원 C를 제외한 나머지 영역에서만 전송되었다고 가정하고 심볼 시퀀스 A를 수신할 수 있다. 예를 들어 심볼 시퀀스 A가 {심볼#1, 심볼#2, 심볼#3, 심볼4}로 구성되고, 자원 A가 {자원#1, 자원#2, 자원#3, 자원#4}이고, 자원 B가 {자원#3, 자원#5}일 경우, 단말은 심볼 시퀀스 A {심볼#1, 심볼#2, 심볼#3, 심볼#4}가 자원 A {자원#1, 자원#2, 자원#3, 자원#4}에 각각 매핑되지만, 자원 C에 해당하는 {자원#3}에 매핑된 {심볼#3}은 전송되지 않는다고 가정할 수 있고, 자원 A중에서 자원 C에 해당하는 {자원#3}을 제외한 나머지 자원인 {자원#1, 자원#2, 자원#4}에 해당하는 심볼 시퀀스 {심볼#1, 심볼#2, 심볼#4}가 매핑되어 전송되었다고 가정하고 수신할 수 있다. 결과적으로 단말은 심볼 시퀀스 {심볼#1, 심볼#2, 심볼#4}이 각각 {자원#1, 자원#2, 자원#4}에 매핑되어 전송되었다고 가정하고 이후의 일련의 수신 동작을 수행할 수 있다.
도 10은 기지국 및 단말이 하향링크 데이터 채널 및 레이트 매칭 자원을 고려하여 데이터를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 하향링크 데이터 채널(PDSCH, 1001)과 레이트 매칭 자원(1002)이 도시되어 있다. 기지국은 단말에게 상위 계층 시그널링(예컨대 RRC 시그널링)을 통해 하나 또는 다수 개의 레이트 매칭 자원(1002)을 설정할 수 있다. 레이트 매칭 자원(1002) 설정 정보에는 시간축 자원 할당 정보(1003), 주파수축 자원 할당 정보(1004), 주기 정보 (1005)가 포함될 수 있다. 하기에서는 주파수축 자원 할당 정보(1004)에 해당하는 비트맵을 "제 1 비트맵", 시간축 자원 할당 정보(1003)에 해당하는 비트맵을 "제 2 비트맵", 주기 정보(1005)에 해당하는 비트맵을 "제 3 비트맵"으로 명명하도록 한다. 스케쥴링된 데이터 채널(1001)의 시간 및 주파수 자원의 전체 또는 일부가 설정된 레이트 매칭 자원(1002)과 겹칠 경우, 기지국은 레이트 매칭 자원(1002) 부분에서 데이터 채널(1001)을 레이트 매칭하여 전송할 수 있고, 단말은 레이트 매칭 자원(1002) 부분에서 데이터 채널(1001)이 레이트 매칭되었다고 가정한 후 수신 및 디코딩을 수행할 수 있다.
기지국은 추가적인 설정을 통해 상기 설정된 레이트 매칭 자원 부분에서 데이터채널을 레이트 매칭할지 여부를 DCI를 통해 동적(Dynamic)으로 단말에게 통지할 수 있다 (전술한 DCI 포맷 내의 "레이트 매칭 지시자"에 해당함). 구체적으로, 기지국은 상기 설정된 레이트 매칭 자원들 중에서 일부를 선택하여 레이트 매칭 자원 그룹으로 그룹화할 수 있고, 각 레이트 매칭 자원 그룹에 대한 데이터채널의 레이트 매칭 여부를 비트맵 방식을 이용하여 DCI로 단말에게 지시할 수 있다. 예컨대 4개의 레이트 매칭 자원, RMR#1, RMR#2, RMR#3, RMR#4가 설정되어 있을 경우, 기지국은 레이트 매칭 그룹으로 RMG#1={RMR#1, RMR#2}, RMG#2={RMR#3, RMR#4}을 설정할 수 있으며, DCI 필드 내의 2 비트를 이용하여, 각각 RMG#1과 RMG#2에서의 레이트 매칭 여부를 비트맵으로 단말에게 지시할 수 있다. 예컨대 기지국은 레이트 매칭을 해야 될 경우에는 "1"로 레이트 매칭을 하지 않아야 될 경우에는 "0"으로 단말에게 지시할 수 있다.
5G에서는 전술한 레이트 매칭 자원을 단말에 설정하는 방법으로 "RB 심볼 레벨" 및 "RE 레벨"의 granularity를 지원한다. 보다 구체적으로는 하기의 설정 방법을 따를 수 있다.
RB 심볼 레벨
단말은 대역폭파트 별로 최대 4개의 RateMatchPattern을 상위 계층 시그널링으로 설정 받을 수 있고, 하나의 RateMatchPattern은 하기의 내용을 포함할 수 있다.
- 대역폭파트 내의 예비 자원 (Reserved Resource)으로써, 주파수 축으로 RB 레벨의 비트맵과 심볼 레벨의 비트맵으로 조합으로 해당 예비 자원의 시간 및 주파수 자원 영역이 설정된 자원이 포함될 수 있다. 상기 예비 자원은 하나 또는 두개의 슬롯에 걸쳐 span될 수 있다. 각 RB 레벨 및 심볼 레벨 비트맵 pair로 구성된 시간 및 주파수 영역이 반복되는 시간 도메인 패턴(periodicityAndPattern)이 추가로 설정될 수 있다.
- 대역폭파트 내의 제어자원세트로 설정된 시간 및 주파수 도메인 자원영역과 해당 자원영역이 반복되는 탐색공간 설정으로 설정된 시간 도메인 패턴에 해당하는 자원 영역이 포함될 수 있다.
RE 레벨
단말은 하기의 내용을 상위 계층 시그널링을 통해 설정 받을 수 있다.
- LTE CRS (Cell-specific Reference Signal 또는 Common Reference Signal) 패턴에 해당하는 RE에 대한 설정 정보 (lte-CRS-ToMatchAround)로써 LTE CRS의 포트 수 (nrofCRS-Ports) 및 LTE-CRS-vshift(s) 값 (v-shift), 기준이 되는 주파수 지점 (예를 들어 reference point A)에서부터 LTE 캐리어의 센터 부반송파(Subcarrier) 위치 정보(carrierFreqDL), LTE 캐리어의 대역폭크기 (carrierBandwidthDL) 정보, MBSFN(Multicast-broadcast single-frequency network)에 해당하는 서브프레임 설정 정보 (mbsfn-SubframConfigList) 등을 포함할 수 있다. 단말은 전술한 정보들에 기반하여 LTE 서브프레임에 해당하는 NR 슬롯 내에서의 CRS의 위치를 판단할 수 있다.
- 대역폭파트 내의 하나 또는 다수 개의 ZP(Zero Power) CSI-RS에 해당하는 자원 세트에 대한 설정 정보를 포함할 수 있다
하기에서는 5G 통신 시스템에서 채널 상태 측정 및 보고하는 방법에 대하여 구체적으로 기술하도록 한다.
채널 상태 정보(channel state information, CSI)에는 채널품질지시자 (channel quality information, CQI), 프리코딩 행렬 인덱스 (precoding matric indicator, PMI), CSI-RS 자원 지시자 (CSI-RS resource indicator, CRI), SS/PBCH 블록 자원 지시자 (SS/PBCH block resource indicator, SSBRI), 레이어 지시자 (layer indicator,LI), 랭크 지시자 (rank indicator,RI), 및/또는 L1-RSRP(Reference Signal Received Power) 등이 포함될 수 있다. 기지국은 단말의 전술한 CSI 측정 및 보고를 위한 시간 및 주파수 자원을 제어할 수 있다.
전술한 CSI 측정 및 보고를 위하여, 단말은 N(≥1)개의 CSI 보고를 위한 세팅(Setting) 정보 (CSI-ReportConfig), M(≥1) 개의 RS 전송 자원에 대한 세팅 정보 (CSI-ResourceConfig), 하나 또는 두 개의 트리거(Trigger) 상태 (CSI-AperiodicTriggerStateList, CSI-SemiPersistentOnPUSCH-TriggerStateList) 리스트(List) 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 설정 받을 수 있다.
전술한 CSI 측정 및 보고를 위한 설정 정보는 보다 구체적으로 표 23 내지 표 29에 기재된 하기와 같을 수 있다.
[표 23]
[표 24]
[표 25]
[표 26]
[표 27]
[표 28]
[표 29]
전술한 CSI 보고 세팅(CSI-ReportConfig)에 대하여, 각 보고 세팅 CSI-ReportConfig은 해당 보고 세팅과 연관(Association)된 CSI 자원 세팅, CSI-ResourceConfig로 주어지는 상위 계층 파라미터 대역폭 부분 식별자(bwp-id)로 식별되는 하나의 하향링크(downlink, DL) 대역폭부분과 연관될 수 있다. 각 보고 세팅 CSI-ReportConfig에 대한 시간 도메인 보고 동작으로, '비주기적(Aperiodic)', '반영구적(Semi-Persistent)', '주기적(Periodic)' 방식을 지원하며, 이는 상위 계층으로부터 설정된 reportConfigType 파라미터에 의해 기지국으로부터 단말로 설정될 수 있다. 반영구적 CSI 보고 방법은 'PUCCH 기반 반영구적 (semi-PersistentOnPUCCH)', 'PUSCH 기반 반영구적 (semi-PersistentOnPUSCH)'을 지원한다. 주기적 또는 반영구적 CSI 보고 방법의 경우, 단말은 CSI를 전송할 PUCCH 또는 PUSCH 자원을 기지국으로부터 상위 계층 시그널링을 통해 설정 받을 수 있다. CSI를 전송할 PUCCH 또는 PUSCH 자원의 주기와 슬롯 오프셋은 CSI 보고가 전송되도록 설정된 상향링크(uplink, UL) 대역폭부분의 뉴머롤로지(Numerology)로 주어질 수 있다. 비주기적 CSI 보고 방법의 경우, 단말은 CSI를 전송할 PUSCH 자원을 기지국으로부터 L1 시그널링(전술한 DCI 포맷 0_1)을 통해 스케쥴링 받을 수 있다.
전술한 CSI 자원 세팅(CSI-ResourceConfig)에 대하여, 각 CSI 자원 세팅 CSI-ReportConfig은 S(≥1) 개의 CSI 자원 세트 (상위 계층 파라미터 csi-RS-ResourceSetList로 주어지는)를 포함할 수 있다. CSI 자원 세트 리스트는 논-제로 파워 (non-zero power, NZP) CSI-RS 자원 세트와 SS/PBCH 블록 세트로 구성되거나 또는 CSI 간섭 측정 (CSI-interference measurement, CSI-IM) 자원 세트로 구성될 수 있다. 각 CSI 자원 세팅은 상위 계층 파라미터 bwp-id로 식별되는 하향링크(downlink, DL) 대역폭부분에 위치할 수 있고, CSI 자원 세팅은 동일한 하향링크 대역폭부분의 CSI 보고 세팅과 연결될 수 있다. CSI 자원 세팅 내의 CSI-RS 자원의 시간 도메인 동작은 상위 계층 파라미터 resourceType으로부터 '비주기적', '주기적' 또는 '반영구적' 중 하나로 설정될 수 있다. 주기적 또는 반영구적 CSI 자원 세팅에 대해서, CSI-RS 자원 세트의 수는 S=1로 제한될 수 있고, 설정된 주기와 슬롯 오프셋은 bwp-id로 식별되는 하향링크 대역폭부분의 뉴머롤로지로 주어질 수 있다. 단말은 기지국으로부터 상위 계층 시그널링을 통해 채널 또는 간섭 측정을 위한 하나 또는 하나 이상의 CSI 자원 세팅을 설정받을 수 있고, 예를 들어 하기의 CSI 자원을 포함할 수 있다.
- 간섭 측적을 위한 CSI-IM 자원
- 간섭 측정을 위한 NZP CSI-RS 자원
- 채널 측정을 위한 NZP CSI-RS 자원
상위 계층 파라미터 resourceType이 '비주기', '주기', 또는 '반영구적'으로 설정된 자원 세팅과 연관되어 있는 CSI-RS 자원 세트들에 대하여, reportType이 '비주기'로 설정되어 있는 CSI 보고 세팅에 대한 트리거(Trigger) 상태(State)와 하나 또는 다수 개의 컴포넌트 셀 (Component Cell,CC)에 대한 채널 또는 간섭 측정에 대한 자원 세팅이 상위 계층 파라미터 CSI-AperiodicTriggerStateList로 설정될 수 있다.
단말의 비주기적 CSI 보고는 PUSCH를 이용할 수 있고, 주기적 CSI 보고는 PUCCH를 이용할 수 있고, 반영구적 CSI 보고는 DCI로 트리거링(triggering) 또는 활성화(Activated)되었을 경우 PUSCH, MAC 제어요소 (MAC control element, MAC CE) 로 활성화(Activated)된 이후에는 PUCCH를 이용하여 수행될 수 있다. 전술한 바와 같이 CSI 자원 세팅 또한 비주기적, 주기적, 반영구적으로 설정될 수 있다. CSI 보고 세팅과 CSI 자원 설정간의 조합은 하기의 표 30 에 기반하여 지원될 수 있다.
[표 30]
비주기적 CSI 보고는 PUSCH에 대한 스케쥴링 DCI에 해당하는 전술한 DCI 포맷 0_1의 "CSI 요청(request)" 필드로 트리거 될 수 있다. 단말은 PDCCH을 모니터링 할 수 있고, DCI 포맷 0_1을 획득할 수 있고, PUSCH에 대한 스케쥴링 정보 및 CSI 요청 지시자를 획득할 수 있다. CSI 요청 지시자는 NTS (=0, 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6) 비트로 설정될 수 있으며, 상위 계층 시그널링(reportTriggerSize)에 의해 결정될 수 있다. 상위 계층 시그널링(CSI-AperiodicTriggerStateList)으로 설정될 수 있는 하나 또는 다수개의 비주기적 CSI 보고 트리거 상태 중에서 하나의 트리거 상태가 CSI 요청 지시자에 의해 트리거될 수 있다.
- CSI 요청 필드의 모든 비트가 0일 경우, 이는 CSI 보고를 요청하지 않는 것을 의미할 수 있다.
- 만약 설정된 CSI-AperiodicTriggerStateLite 내의 CSI 트리거 상태의 수(M)가 2NTs-1보다 크다면, 선정의되어 있는 매핑 관계에 따라, M개의 CSI 트리거 상태가 2NTs-1로 매핑될 수 있고, 2NTs-1의 트리거 상태 중 하나의 트리거 상태가 CSI 요청 필드로 지시될 수 있다.
- 만약 설정된 CSI-AperiodicTriggerStateLite 내의 CSI 트리거 상태의 수(M)가 2NTs-1와 작거나 같다면, M개의 CSI 트리거 상태 중 하나가 CSI 요청 필드로 지시될 수 있다.
하기 표 31은 CSI 요청 지시자와 해당 지시자로 지시될 수 있는 CSI 트리거 상태 사이의 관계에 대한 일 예를 나타낸다.
[표 31]
CSI 요청 필드로 트리거된 CSI 트리거 상태 내의 CSI 자원에 대하여 단말은 측정을 수행할 수 있고, 이로부터 CSI(전술한 CQI, PMI, CRI, SSBRI, LI, RI, 또는 L1-RSRP 등 중 적어도 하나 이상을 포함함)를 생성할 수 있다. 단말은 획득한 CSI를 해당 DCI 포맷 0_1이 스케쥴링 하는 PUSCH를 이용하여 전송할 수 있다. DCI 포맷 0_1 내의 상향링크 데이터 지시자(UL-SCH indicator)에 해당하는 1비트가 "1"을 지시할 경우, 단말은 DCI 포맷 0_1이 스케쥴링한 PUSCH 자원에 상향링크 데이터(UL-SCH)와 획득한 CSI를 다중화(Multiplexing)하여 전송할 수 있다. DCI 포맷 0_1 내의 상향링크 데이터 지시자(UL-SCH indicator)에 해당하는 1비트가 "0"을 지시할 경우, 단말은 DCI 포맷 0_1이 스케쥴링한 PUSCH 자원에 상향링크 데이터(UL-SCH)없이 CSI만을 매핑하여 전송할 수 있다.
도 11과 12는 비주기적 CSI 보고 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 단말은 PDCCH(1101)를 모니터링하여 DCI 포맷 0_1을 획득할 수 있으며, 이로부터 PUSCH(1105)에 대한 스케쥴링 정보 및 CSI 요청 정보를 획득할 수 있다. 단말은 수신한 CSI 요청 지시자로부터 측정할 CSI-RS(1102)에 대한 자원 정보를 획득할 수 있다. 단말은 DCI 포맷 0_1을 수신한 시점과 CSI 자원 세트 설정 (예를 들어 NZP CSI-RS 자원 세트 설정(NZP-CSI-RS-ResourceSet) 내의 오프셋에 대한 파라미터(전술한 aperiodicTriggeringOffset)에 기반하여 어느 시점에서 전송되는 CSI-RS(1102) 자원에 대한 측정을 수행해야 하는지 판단할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 단말은 기지국으로부터 상위 계층 시그널링으로 NZP-CSI-RS 자원 세트 설정 내의 파라미터 aperiodicTriggeringOffset의 오프셋 값 X를 설정 받을 수 있고, 설정된 오프셋 값 X는 비주기적 CSI 보고를 트리거 하는 DCI를 수신한 슬롯과 CSI-RS 자원이 전송되는 슬롯 사이의 오프셋을 의미할 수 있다. 예를 들어 aperiodicTriggeringOffset 파라미터 값과 오프셋 값 X는 하기의 표 32에 기재된 매핑 관계를 가질 수 있다.
[표 32]
도 12를 참조하면, 전술한 오프셋 값이 X=0으로 설정될 수 있다. 이 경우, 단말은 비주기적 CSI 보고를 트리거 하는 DCI 포맷 0_1을 수신한 슬롯(도 11의 슬롯 0에 해당)에서 CSI-RS(1102)를 수신할 수 있고, 수신한 CSI-RS로 측정한 CSI 정보를 PUSCH(1105)를 통해 기지국으로 보고할 수 있다. 단말은 DCI 포맷 0_1로부터 CSI 보고를 위한 PUSCH(1105)에 대한 스케쥴링 정보(전술한 DCI 포맷 0_1의 각 필드에 해당하는 정보들)를 획득할 수 있다. 일 예로 단말은 DCI 포맷 0_1은 PUSCH(1105)에 대한 전술한 시간 도메인 자원할당 정보부터 PUSCH(1105)를 전송할 슬롯에 대한 정보를 획득할 수 있다. 도 11의 일 예에서 단말은 PDCCH-to-PUSCH 대한 슬롯 오프셋 값에 해당하는 K2 값을 3으로 획득하였으며, 이에 따라 PUSCH(1105)가 PDCCH(1101)를 수신한 시점, 슬롯 0(1106)에서 3 슬롯 떨어진 슬롯 3(1109)에서 전송될 수 있다.
도 12의 일 예에서 단말은 PDCCH(1201)를 모니터링하여 DCI 포맷 0_1을 획득할 수 있으며, 이로부터 PUSCH(1205)에 대한 스케쥴링 정보 및 CSI 요청 정보를 획득할 수 있다. 단말은 수신한 CSI 요청 지시자로부터 측정할 CSI-RS(1202)에 대한 자원 정보를 획득할 수 있다. 도 12의 일 예에서는 전술한 CSI-RS에 대한 오프셋 값이 X=1으로 설정된 일 예를 보여준다. 이 경우, 단말은 비주기적 CSI 보고를 트리거 하는 DCI 포맷 0_1을 수신한 슬롯(도 13의 슬롯 0(1206)에 해당)에서 CSI-RS(1202)를 수신할 수 있고, 수신한 CSI-RS로 측정한 CSI 정보를 PUSCH(1205)를 통해 기지국으로 보고할 수 있다.
다음으로 5G 통신 시스템에서 대역폭파트(Bandwidth Part; BWP) 설정에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 13은 5G 통신 시스템에서 대역폭파트에 대한 설정의 일 예를 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면단말 대역폭(UE bandwidth)(1400)이 두 개의 대역폭파트, 즉, 대역폭파트#1(BWP#1)(1301)과 대역폭파트#2(BWP#2)(1302)로 설정될 수 있다. 기지국은 단말에게 하나 또는 복수 개의 대역폭파트를 설정해 줄 수 있으며, 각 대역폭파트에 대하여 표 33과 같이 하기의 정보들을 설정해 줄 수 있다.
[표 33]
상기 정보들은 상위 계층 시그널링, 예를 들면, RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 통해 기지국이 단말에게 전달할 수 있다. 설정된 하나 또는 복수 개의 대역폭파트들 중에서 적어도 하나의 대역폭파트가 활성화(Activation)될 수 있다. 설정된 대역폭파트에 대한 활성화 여부는 기지국으로부터 단말에게 RRC 시그널링을 통해 준정적으로 전달되거나 DCI(Downlink Control Information)를 통해 동적으로 전달될 수 있다.
RRC(Radio Resource Control) 연결 전의 단말은 초기 접속을 위한 초기 대역폭파트(Initial BWP)을 MIB(Master Information Block)를 통해 기지국으로부터 설정 받을 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 단말은 초기 접속 단계에서 MIB를 통해 초기 접속에 필요한 시스템 정보(Remaining System Information; RMSI 또는 System Information Block 1; SIB1에 해당할 수 있음)를 수신을 위한 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)가 전송될 수 있는 제어영역(Control Resource Set, CORESET)과 탐색 공간(Search Space)에 대한 설정 정보를 수신할 수 있다. MIB로 설정되는 제어영역과 탐색공간은 각각 식별자(Identity, ID) 0으로 간주될 수 있다. 기지국은 단말에게 MIB를 통해 제어영역#0에 대한 주파수 할당 정보, 시간 할당 정보, 뉴머롤로지(Numerology) 등의 설정 정보를 통지할 수 있다. 또한 기지국은 단말에게 MIB를 통해 제어영역#0에 대한 모니터링 주기 및 occasion에 대한 설정정보, 즉 탐색공간#0에 대한 설정 정보를 통지할 수 있다. 단말은 MIB로부터 획득한 제어영역#0으로 설정된 주파수 영역을 초기 접속을 위한 초기 대역폭파트로 간주할 수 있다. 이때, 초기 대역폭파트의 식별자(ID)는 0으로 간주될 수 있다.
상기 5G에서 지원하는 대역폭파트에 대한 설정은 다양한 목적으로 사용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 시스템 대역폭보다 단말이 지원하는 대역폭이 작을 경우에 상기 대역폭파트 설정을 통해 이를 지원할 수 있다. 예를 들면, 기지국은 대역폭파트의 주파수 위치(설정정보 2)를 단말에게 설정함으로써 시스템 대역폭 내의 특정 주파수 위치에서 단말이 데이터를 송수신할 수 있다.
서로 다른 뉴머롤로지를 지원하기 위한 목적으로 기지국이 단말에게 복수 개의 대역폭파트를 설정할 수 있다. 예를 들면, 어떤 단말에게 15kHz의 부반송파 간격과 30kHz의 부반송파 간격을 이용한 데이터 송수신을 모두 지원하기 위해서, 두 개의 대역폭파트를 각각 15kHz와 30kHz의 부반송파 간격으로 설정할 수 있다. 서로 다른 대역폭파트는 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing)될 수 있고, 특정 부반송파 간격으로 데이터를 송수신하고자 할 경우, 해당 부반송파 간격으로 설정되어 있는 대역폭파트가 활성화 될 수 있다.
또한 단말의 전력 소모 감소를 위한 목적으로 기지국이 단말에게 서로 다른 크기의 대역폭을 갖는 대역폭파트를 설정할 수 있다. 예를 들면, 단말이 매우 큰 대역폭, 예컨대 100MHz의 대역폭을 지원하고 해당 대역폭으로 항상 데이터를 송수신할 경우, 매우 큰 전력 소모가 발생될 수 있다. 특히 트래픽(Traffic)이 없는 상황에서 100MHz의 큰 대역폭으로 불필요한 하향링크 제어채널에 대한 모니터링을 수행하는 것은 전력 소모 관점에서 매우 비효율 적일 수 있다. 단말의 전력 소모를 줄이기 위한 목적으로, 기지국은 단말에게 상대적으로 작은 대역폭의 대역폭파트, 예를 들면, 20MHz의 대역폭파트를 설정할 수 있다. 트래픽이 없는 상황에서 단말은 20MHz 대역폭파트에서 모니터링 동작을 수행할 수 있고, 데이터가 발생하였을 경우 기지국의 지시에 따라 100MHz의 대역폭파트로 데이터를 송수신할 수 있다.
상기 대역폭파트를 설정하는 방법에 있어서, RRC 연결(Connected) 전의 단말들은 초기 접속 단계에서 MIB(Master Information Block)을 통해 초기 대역폭파트(Initial Bandwidth Part)에 대한 설정 정보를 수신할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 단말은 PBCH(Physical Broadcast Channel)의 MIB로부터 SIB(System Information Block)를 스케쥴링하는 DCI(Downlink Control Information)가 전송될 수 있는 하향링크 제어채널을 위한 제어영역(Control Resource Set, CORESET)을 설정 받을 수 있다. MIB로 설정된 제어영역의 대역폭이 초기 대역폭파트로 간주될 수 있으며, 설정된 초기 대역폭파트를 통해 단말은 SIB가 전송되는 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)를 수신할 수 있다. 초기 대역폭파트는 SIB을 수신하는 용도 외에도, 다른 시스템 정보(Other System Information, OSI), 페이징(Paging), 랜덤 엑세스(Random Access) 용으로 활용될 수도 있다.
단말에게 하나 이상의 대역폭파트가 설정되었을 경우, 기지국은 단말에게 DCI 내의 대역폭파트 지시자(Bandwidth Part Indicator) 필드를 이용하여, 대역폭파트에 대한 변경을 지시할 수 있다. 일 예로 도 3을 참조하면, 단말의 현재 활성화된 대역폭파트가 대역폭파트#1(301)일 경우, 기지국은 단말에게 DCI 내의 대역폭파트 지시자로 대역폭파트#2(302)를 지시할 수 있고, 단말은 수신한 DCI 내의 대역폭파트 지시자로 지시된 대역폭파트#2(302)로 대역폭파트 변경을 수행할 수 있다.
전술한 바와 같이 DCI 기반 대역폭파트 변경은 PDSCH 또는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)를 스케쥴링하는 DCI에 의해 지시될 수 있기 때문에, 단말은 대역폭파트 변경 요청을 수신하였을 경우, 해당 DCI가 스케쥴링하는 PDSCH 또는 PUSCH를 변경된 대역폭파트에서 무리 없이 수신 또는 송신을 수행할 수 있어야 한다. 이를 위해, 표준에서는 대역폭파트 변경 시 요구되는 지연 시간(TBWP)에 대한 요구 사항을 규정하였으며, 예를 들어 하기의 표 34와 같이 정의될 수 있다.
[표 34]
대역폭파트 변경 지연 시간에 대한 요구사항은 단말의 능력(Capability)에 따라 타입 1 또는 타입 2를 지원한다. 단말은 기지국에 지원 가능한 대역폭파트 지연 시간 타입을 보고할 수 있다.
전술한 대역폭파트 변경 지연시간에 대한 요구사항에 따라, 단말이 대역폭파트 변경 지시자를 포함하는 DCI를 슬롯 n에서 수신하였을 경우, 단말은 대역폭파트 변경 지시자가 가리키는 새로운 대역폭파트로의 변경을 슬롯 n+TBWP보다 늦지 않은 시점에서 완료를 할 수 있고, 변경된 새로운 대역폭파트에서 해당 DCI가 스케쥴링하는 데이터채널에 대한 송수신을 수행할 수 있다. 기지국은 새로운 대역폭파트로 데이터채널을 스케쥴링하고자 할 경우, 단말의 대역폭파트 변경 지연시간(TBWP)을 고려하여, 데이터채널에 대한 시간 도메인 자원할당을 결정할 수 있다. 즉, 기지국은 새로운 대역폭파트로 데이터채널을 스케쥴링 할 때, 데이터채널에 대한 시간 도메인 자원할당을 결정하는 방법에 있어서, 대역폭파트 변경 지연시간 이후로 해당 데이터채널을 스케쥴링할 수 있다. 이에 따라 단말은 대역폭파트 변경을 지시하는 DCI가, 대역폭파트 변경 지연 시간 (TBWP) 보다 작은 슬롯 오프셋 (K0 또는 K2) 값을 지시하는 것을 기대하지 않을 수 있다.
만약 단말이 대역폭파트 변경을 지시하는 DCI(예를 들어 DCI 포맷 1_1 또는 0_1)를 수신하였다면, 단말은 해당 DCI를 포함하는 PDCCH를 수신한 슬롯의 세번째 심볼에서부터, 해당 DCI 내의 시간도메인 자원할당 지시자 필드로 지시된 슬롯 오프셋(K0 또는 K2) 값으로 지시된 슬롯의 시작 지점까지에 해당하는 시간 구간 동안 어떠한 송신 또는 수신도 수행하지 않을 수 있다. 예를 들어, 단말이 슬롯 n에서 대역폭파트 변경을 지시하는 DCI를 수신하였고, 해당 DCI로 지시된 슬롯 오프셋 값이 K라고 한다면, 단말은 슬롯 n의 세번째 심볼에서부터 슬롯 n+K이전 심볼(즉 슬롯 n+K-1의 마지막 심볼)까지 어떠한 송신 또는 수신도 수행하지 않을 수 있다.
다음으로 5G에서의 대역폭파트 별로 송수신 관련 파라미터를 설정하는 방법에 대하여 설명하도록 한다.
단말은 기지국으로부터 하나 또는 복수개의 대역폭파트를 설정 받을 수 있고, 설정된 각 대역폭파트 별로 송수신에 사용할 파라미터들(예를 들어 상하향링크 데이터채널 및 제어채널 관련 설정 정보 등)을 추가로 설정 받을 수 있다. 예를 들어, 도 13을 참조하면, 단말이 대역폭파트#1(1301)과 대역폭파트#2(1302)를 설정 받았을 경우, 단말은 대역폭파트#1(1301)에 대하여 송수신파라미터#1을 설정 받을 수 있고, 대역폭파트#2(1302)에 대하여 송수신파라미터#2를 설정 받을 수 있다. 단말은 대역폭파트#1(1301)이 활성화되어 있을 경우, 송수신파라미터#1에 기반하여 기지국과 송수신을 수행할 수 있고, 대역폭파트#2(1302)가 활성화되어 있을 경우, 송수신파라미터#2에 기반하여 기지국과 송수신을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로 하기의 파라미터들이 기지국으로부터 단말로 설정될 수 있다.
먼저 상향링크 대역폭파트에 대하여, 표 35의 정보들이 설정될 수 있다.
[표 35]
[표 35]에 따라, 단말은 기지국으로부터 셀-특정적인(또는 셀 공통 또는 공통) 송신 관련 파라미터들 (예컨대, 랜덤엑세스 채널(Random Access Channel; RACH), 상향링크 제어채널 (Physical Uplink Control Channel; PUCCH), 상향링크 데이터채널(Physical Uplink Shared Channel) 관련 파라미터들)을 설정 받을 수 있다 (BWP-UplinkCommon에 해당). 또한, 단말은 기지국으로부터 단말-특정적인(또는 dedicated) 송신 관련 파라미터들 (예를 들어, PUCCH, PUSCH, 비승인-기반 상향링크 전송(Configured Grant PUSCH), 사운딩 참조 신호(Sounding Reference Signal; SRS) 관련 파라미터들) 설정 받을 수 있다 (BWP-UplinkDedicated에 해당).
다음으로 하향링크 대역폭파트에 대하여, 표 36과 같이 하기의 정보들이 설정될 수 있다.
[표 36]
[표 36]에 따라, 단말은 기지국으로부터 셀-특정적인(또는 셀 공통 또는 공통) 수신 관련 파라미터들 (예컨대, 하향링크 제어채널 (Physical Downlink Control Channel; PDCCH), 하향링크 데이터채널(Physical Downlink Shared Channel) 관련 파라미터들)을 설정 받을 수 있다 (BWP-DownlinkCommon에 해당). 또한, 단말은 기지국으로부터 단말-특정적인(또는 dedicated) 수신 관련 파라미터들 (예를 들어, PDCCH, PDSCH, 비승인-기반 하향링크 데이터 전송(Semi-persistent Scheduled PDSCH), 무선 링크 모니터링(Radio Link Monitoring; RLM) 관련 파라미터들) 설정 받을 수 있다 (BWP-UplinkDedicated에 해당).
이하에서는 5G 통신 시스템에서 DRX(Discontinuous Reception) 설정에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 14는 DRX(Discontinuous Reception)를 설명하기 위한 도면이다.
DRX는 서비스를 이용 중인 단말이 기지국과 단말 간에 무선링크가 설정되어 있는 RRC 연결(RRC Connected) 상태에서 데이터를 비연속적으로 수신하는 동작이다. DRX가 적용되면, 단말은 특정 시점에서 수신기를 온(on)하여 제어 채널을 모니터링하고, 일정 기간 동안 수신되는 데이터가 없으면 수신기를 오프(off)하여 단말의 전력 소모를 줄일 수 있다. DRX 동작은 다양한 파라미터 및 타이머에 기초하여 MAC 계층 장치에 의해 제어될 수 있다.
도 14를 참조하면, Active time(1405)은 단말이 DRX 주기마다 깨어나서 PDCCH를 모니터링 하는 시간이다. Active time(1405)는 다음과 같이 정의될 수 있다.
- drx-onDurationTimer or drx-InactivityTimer or drx-RetransmissionTimerDL or drx-RetransmissionTimerUL or ra-ContentionResolutionTimer is running; 또는
- a Scheduling Request is sent on PUCCH and is pending; 또는
- a PDCCH indicating a new transmission addressed to the C-RNTI of the MAC entity has not been received after successful reception of a Random Access Response for the Random Access Preamble not selected by the MAC entity among the contention-based Random Access Preamble
drx-onDurationTimer, drx-InactivityTimer, drx-RetransmissionTimerDL, drx-RetransmissionTimerUL, ra-ContentionResolutionTimer 등은 기지국에 의해서 그 값이 설정되는 타이머들이며, 소정의 조건이 만족된 상황에서 단말이 PDCCH를 모니터링 하도록 설정하는 기능을 가지고 있다.
drx-onDurationTimer(1415)는 DRX cycle에서 단말이 깨어있는 최소 시간을 설정하기 위한 파라미터이다. drx-InactivityTimer(1420)는 새로운 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 지시하는 PDCCH를 수신(1430)하는 경우, 단말이 추가적으로 깨어있는 시간을 설정하기 위한 파라미터이다. drx-RetransmissionTimerDL는 하향링크 HARQ 절차에서 하향링크 재전송을 수신하기 위하여 단말이 깨어있는 최대 시간을 설정하기 위한 파라미터이다. drx-RetransmissionTimerUL는 상향링크 HARQ 절차에서 상향링크 재전송 승인(grant)을 수신하기 위하여 단말이 깨어있는 최대 시간을 설정하기 위한 파라미터이다. drx-onDurationTimer, drx-InactivityTimer, drx-RetransmissionTimerDL 및 drx-RetransmissionTimerUL는, 예를 들어, 시간, 서브프레임(subframe) 개수, 슬롯 개수 등으로서 설정될 수 있다. ra-ContentionResolutionTimer는 랜덤 액세스 절차에서 PDCCH를 모니터링 위한 파라미터이다.
inActive time(1410)은 DRX 동작 중 PDCCH를 모니터링하지 않도록 설정되는 시간 또는/혹은 PDCCH를 수신하지 않도록 설정되는 시간으로서, DRX 동작을 수행하는 전체 시간에서 Active time(1405)를 제외한 나머지 시간이 inActive time(1410)이 될 수 있다. 단말은 Active time(1405) 동안 PDCCH를 모니터링하지 않으면, 슬립(sleep) 또는 inActive 상태로 진입하여 전력 소모를 줄일 수 있다.
DRX cycle은 단말이 깨어나서 PDCCH를 모니터링 하는 주기를 의미한다. 즉, 단말이 PDCCH를 모니터링 한 후, 다음 PDCCH를 모니터링 하기까지의 시간 간격 또는 온 듀레이션(on duration)의 발생 주기를 의미한다. DRX cycle은 short DRX cycle 과 long DRX cycle의 2 종류가 있다. Short DRX cycle은 선택적(option)으로 적용될 수 있다.
Long DRX cycle(1425)은 단말에 설정되는 두 가지 DRX cycle 중 긴 cycle이다. 단말은 Long DRX로 동작하는 동안에는 drx-onDurationTimer(1415)의 시작점(예를 들어, 시작 심볼)에서 Long DRX cycle(1425) 만큼 경과한 시점에 다시 drx-onDurationTimer(1415)를 시작한다. Long DRX cycle(1425)로 동작하는 경우, 단말은 아래 [수학식 2]를 만족하는 서브프레임에서 drx-SlotOffset 이후의 슬롯에서 drx-onDurationTimer(1415)를 시작할 수 있다. 여기서, drx-SlotOffset은 drx-onDurationTimer(1415)를 시작하기 전 지연(delay)을 의미한다. drx-SlotOffset은 예를 들어, 시간, 슬롯 개수 등으로 설정될 수 있다.
[수학식 2]
이때, drx-LongCycleStartOffset은 Long DRX cycle(1525)과 drx-StartOffset을 포함할 수 있고, Long DRX cycle(1425)을 시작할 서브프레임을 정의하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, drx-LongCycleStartOffset은 시간, 서브프레임 개수, 슬롯 개수 등으로 설정될 수 있다.
Short DRX cycle은 단말에 정의되는 두 가지 DRX cycle 중 짧은 cycle이다. 단말은 Long DRX cycle(1425)로 동작하다가, Active time(1405)에서 소정의 이벤트, 예를 들어, 새로운 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 지시하는 PDCCH를 수신(1430)하는 경우 등이 발생하면, drx-InactivityTimer(1420)를 시작 또는 재시작하고, 만약 drx-InactivityTimer(1420)가 만료되거나, 또는 DRX command MAC CE를 수신하였을 경우, short DRX cycle로 동작할 수 있다. 일 예로 도 14에서 단말은 이전 drx-onDurationTimer(1415) 또는 drx-InactivityTimer(1420) 만료 시점에 drx-ShortCycleTimer를 시작하고, drx-ShortCycleTimer가 만료하기 전까지 short DRX cycle로 동작할 수 있다. 단말은 새로운 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 지시하는 PDCCH를 수신(1430)하는 경우, 향후에도 추가적인 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 기대하여, Active Time(1405)을 연장하거나 또는 InActive Time(1410)의 도래를 지연시킬 수 있다. 단말은 short DRX로 동작하는 동안에는 이전 온 듀레이션(On duration)의 시작점에서 short DRX cycle 만큼 경과한 시점에 다시 drx-onDurationTimer(1415)를 시작한다. 그 후, drx-ShortCycleTimer가 만료되면, 단말은 다시 Long DRX cycle(1425)로 동작한다.
Short DRX cycle로 동작하는 경우, 단말은 아래 [수학식 3]를 만족하는 서브프레임에서 drx-SlotOffset 이후 drx-onDurationTimer(1415)를 시작할 수 있다. 여기서, drx-SlotOffset은 drx-onDurationTimer(1415)를 시작하기 전 지연(delay)을 의미한다. 예를 들어, drx-SlotOffset은 시간, 슬롯 개수 등으로 설정될 수 있다.
[수학식 3]
여기서, drx-ShortCycle과 drx-StartOffset은 Short DRX cycle을 시작할 서브프레임을 정의하는데 사용될 수 있다. drx-ShortCycle과 drx-StartOffset은, 예를 들어, 시간, 서브프레임 개수, 슬롯 개수 등으로 설정될 수 있다.
지금까지 도 14를 참조하여, DRX 동작을 설명하였다. 일 실시예에 따르면, 단말은 DRX 동작을 수행함으로써 단말의 전력 소모를 줄일 수 있다. 다만, 단말이 DRX 동작을 수행하더라도, 단말이 항상 Active Time(1405)에서 단말과 관련된 PDCCH를 수신하게 되는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에서는 더 효율적으로 단말의 전력을 절약하기 위해서 단말의 동작을 제어하는 신호를 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 5G 시스템에서는 수 Gbps에 이르는 초고속 데이터 서비스를 달성하기 위해, 초광대역폭의 신호 송수신이 지원되거나 다수의 송수신 안테나를 사용한 공간 다중화 (Spatial multiplexing) 방법을 활용하는 반면, 단말의 파워 소모를 감소시키기 위해 다양한 파워 절감 모드를 지원한다. 기지국 역시 과도한 파워 소모가 발생한다. 예를 들어, 기지국 또는 단말에 구비되는 송신 안테나 개수에 비례하여 필요한 파워앰프 (Power amplifier, PA) 개수도 증가한다. 기지국과 단말의 최대출력은 파워앰프 특성에 의존하며, 일반적으로 기지국 최대출력은 기지국이 커버하는 셀 크기에 따라 달라진다. 보통 최대출력은 dBm 단위로 표시한다. 단말의 최대출력은 보통 23dBm 또는 26dBm이다. 상용 5G 기지국의 일례로, 기지국은 3.5GHz 주파수 대역에서 64 개의 송신 안테나와 그에 상응하는 64개의 파워앰프를 구비하고 100MHz 대역폭으로 동작할 수 있다. 결국 파워앰프의 출력과 파워앰프의 동작 시간에 비례하여 기지국의 에너지 소모량이 커지게 된다. LTE 기지국과 비교하면, 5G 기지국은 동작 주파수 대역이 상대적으로 높아서 넓은 대역폭과 많은 송신 안테나를 구비하는 특징이 있다. 이러한 특징은 데이터 레이트를 높이는 효과가 있는 반면에, 기지국 에너지 소모량이 커지는 비용이 발생한다. 따라서 이동통신 네트워크를 구성하는 기지국이 많으면 많을수록 그에 비례하여 전체 이동통신 네트워크의 에너지 소모가 커진다.
상술한 바와 같이, 기지국의 에너지 소모는 파워앰프 동작에 의해 크게 의존한다. 파워앰프는 기지국 전송 동작에 관여하므로, 기지국의 하향링크 (DL) 전송 동작이 기지국의 에너지 소모와 높은 관련이 있다. 기지국의 상향링크 (UL) 수신 동작은 상대적으로 기지국의 에너지 소모에서 차지하는 비중이 높지 않다. 기지국이 하향링크로 전송하는 물리채널 (Physical channel) 과 물리신호 (Physical signal)는 다음과 같다.
- PDSCH (Physical Downlink Shared Channel): 하나 또는 다수의 단말에게 전송할 데이터를 포함하는 하향링크 데이터채널
- PDCCH (Physical Downlink Control Channel): PDSCH 와 PUSCH (Physical Uplink Control Channel)에 대한 스케줄링 정보를 포함하는 하향링크 제어채널. 또는 스케줄링 하고자 하는 PDSCH 나 PUSCH 없이 PDCCH 단독으로 슬롯 포맷, 전력 제어 명령 등의 제어 정보를 전송할 수 있다. 상기 스케줄링 정보는 PDSCH 또는 PUSCH 가 매핑되는 자원정보, HARQ 관련 정보, 전력제어 정보 등을 포함한다.
- PBCH (Physical Broadcast Channel): 단말의 데이터 채널 및 제어 채널 송수신에 필요한 필수 시스템 정보인 MIB (Master Information Block)를 제공하는 하향링크 방송 채널.
- PSS (Primary Synchronization Signal): DL 시간/주파수 동기의 기준이 되는 신호로 셀 ID 일부 정보를 제공한다.
- SSS (Secondary Synchronization Signal): DL 시간 및/또는 주파수 (이하 시간/주파수) 동기의 기준이 되고 셀 ID 나머지 일부 정보를 제공하는 신호.
- DM-RS (Demodulation Reference Signal): PDSCH, PDCCH, PBCH 각각에 대한 단말의 채널추정을 위한 기준신호
- CSI-RS (Channel-state Information Reference Signal): 단말의 하향링크 채널상태 측정의 기준이 되는 하향링크 신호
- PT-RS (Phase-tracking Reference Signal): phase tracking을 위한 하향링크 신호
기지국 에너지 절감 관점에서, 기지국이 하향링크 송신 동작을 멈추게 되면 이에 따라 파워앰프 동작이 중지되므로 기지국 에너지 절감 효과를 높일 수 있고, 파워앰프 뿐만 아니라 베이스밴드 (Baseband) 장치 등 나머지 기지국 장치의 동작도 줄어들어 추가적인 에너지 절감이 가능하다. 마찬가지로, 비록 기지국의 전체 에너지 소모에서 차지하는 비중이 상대적으로 작은 상향링크 수신 동작일지라도, 상향링크 수신 동작을 중지할 수 있다면 추가적인 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.
기지국의 하향링크 송신 동작은 기본적으로 하향링크 트래픽의 양에 의존한다. 예를 들어, 하향링크로 단말에게 전송할 데이터가 없다면 기지국은 PDSCH 또는 PDSCH를 스케줄링하기 위한 PDCCH를 전송할 필요가 없다. 또는 상기 데이터가 전송 지연에 민감하지 않는 등의 이유로 잠시 전송을 유예할 수 있다면, 기지국은 PDSCH 또는/및 PDCCH 전송을 하지 않을 수 있다.
이에 반해, PSS, SSS, PBCH, CSI-RS 등의 물리채널 및 물리신호는 단말에 대한 데이터 전송과는 무관하게 소정의 약속된 주기로 반복적으로 전송되는 특징이 있다. 따라서 단말은 비록 데이터 수신을 하지 않더라도, 하향링크 시간/주파수 동기, 하향링크 채널 상태, 라디오 링크 품질 등을 계속해서 업데이트 할 수 있다. 즉, 상기 PSS, SSS, PBCH, CSI-RS는 하향링크 데이터 트래픽과 무관하게 필수적으로 하향링크로의 전송이 필요하고, 이에 따른 기지국 에너지 소모를 유발한다. 따라서, 데이터 트래픽과 무관한 (또는 관련성이 낮은) 상기 신호의 전송이 덜 빈번하게 발생하도록 조절함으로써 기지국 에너지 절감을 이룰 수 있다.
상기 두 가지 기지국 에너지 절감 방법을 통해 기지국이 하향링크 전송을 하지 않는 시간 구간 동안, 기지국의 파워앰프의 동작과 관련 RF 장치, 베이스밴드 장치 등의 동작을 중지 또는 최소화함으로써 기지국의 에너지 절감 효과를 최대화할 수 있다.
다른 방법으로, 기지국의 안테나 또는 파워앰프의 일부를 끔으로써 (switch-off), 기지국의 에너지 소모를 절감할 수 있다 (이하 '기지국 에너지 절감 방법 2'). 이 경우, 기지국의 에너지 절감 효과에 대한 반작용으로서, 셀 커버리지의 감소 또는 처리량(throughput) 감소 등의 역효과가 수반될 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같은 3.5GHz 주파수 대역에서 64 개의 송신 안테나와 그에 상응하는 64개의 파워앰프를 구비하고 100MHz 대역폭으로 동작하는 기지국이, 기지국 에너지 절감을 위해서 소정의 시간 구간 동안 4개의 송신 안테나와 4개의 파워앰프만 활성화시키고 나머지는 스위치오프 시키는 경우, 해당 시간 구간 동안 기지국 에너지 소모는 약 1/16 (=4/64) 로 줄어들겠지만, 최대 전송 전력의 감소와 빔포밍 이득의 감소로 인해 기존 64개의 안테나 및 파워앰프를 가정했을 때의 셀 커버리지와 throughput을 달성하기 어렵게 된다.
상기 기지국 에너지 절감 방법들은 다시 3가지로 재분류할 수 있다. 기지국의 트래픽에 따라 BWP의 크기를 조절하는 주파수 도메인에서의 기지국 에너지 절감 방법, 안테나 포트의 수를 적응적으로 줄이는 공간 도메인에서의 기지국 에너지 절감 방법, 그리고 CSI-RS, SSB, DRX의 주기를 조절하는 시간 도메인에서의 기지국 에너지 절감 방법이 있다. 이러한 세 가지 방식의 기지국 에너지 절감 방법은 기지국 트래픽이나 커버리지 등 기지국 특성에 맞게 단독으로 특정 방법만 사용되거나 혼합되어 사용되며, 해당 변경 정보들은 단말에게 공유되어야 한다.
이하 구체적인 실시 예를 통해 본 개시에서 제안하는 기지국 에너지 절감 모드를 지시하는 방법을 설명한다.
<제 1 실시 예>
제 1 실시 예는 기지국 에너지 절감 (Energy saving)을 위해, 기지국이 단말에 기지국 에너지 절감 모드를 지시하는 방법에 대한 각 동작에 대해 설명한다.
도 15는 기지국 에너지 절감을 위해 기지국이 단말에게 기지국 에너지 절감 모드를 지시하는 방법에 대한 시그널링 하는 방법을 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 기지국 내 트래픽의 양이 많아 충분한 전송 능력 (송신 전력, 안테나 수)이 필요한 경우, 기지국은 normal mode(1510)로 단말을 서비스한다. 단말은 SIB를 통해 기지국의 시스템 정보를 획득할 수 있어 주파수 대역이나 안테나 포트 수 등에 대한 정보를 모두 알고 있다. 그러다가 기지국 내 트래픽의 양이 감소하는 경우, 동일 normal mode로 송수신이 이루어지면 기지국에 과도한 전력 소모가 발생한다. 이를 제한하기 위해 기지국은 기지국 에너지 절감 모드를 위한 절차를 수행한다. 위에서 설명한 주파수, 공간, 시간 도메인에 대한 3가지 기지국 에너지 절감 모드의 분류에 대해 각 기지국은 기지국내 서비스되고 있는 단말들의 성능을 크게 감소시키지 않는 선에서 기지국 에너지 절감을 위한 세부 파라미터를 조정을 고려하며, 이를 단말에 시그널링을 통해 알려준다. 예를 들어, 기지국 에너지를 절감하기 위해서 기지국은 일정 주기마다 데이터 정보와 제어 정보를 송수신하는 불연속 송수신(Discontinuous Transmission and Reception, DTRX) 동작을 할 수 있다. 이는 단말에 적용되고 있는 DRX와 유사한 것으로 DTRX 동작은 기지국의 동작에 따라 송수신을 모두 하는 송수신 모드 (TRX mode), 상향링크를 수신만 하는 수신 모드 (RX-only mode), 하향링크 송신만 하는 송신 모드 (TX-only mode)로 구분될 수 있다. 이 때, 하나의 수면 모드에 다수의 DTRX 동작이 설정될 수 있다.
기지국이 정보를 송수신할 수 있는 기간은 DTRX 모드가 설정된 슬롯 n, 기지국이 정보를 송수신하는 빈도를 나타내는 DTRX 주기(DTRX periodicity), 기지국이 한 번 정보를 송수신할 때 기지국이 활동이 지속되는 시간(DTRX wakeup-duration)에 따라 결정된다. 기지국이 수면 모드로 동작할 때, 다수의 DTRX 설정 값에 따라 결정된 DTRX wakeup-duration을 제외한 시간은 수면 기간(DTRX sleep-duration)이며 수면 기간 동안에 기지국은 어떤 동작도 하지 않음으로써 에너지를 절감할 수 있다.
기지국의 DTRX 동작의 주기는 단말이 송수신하는 신호의 주기를 기반으로 설정될 수 있으며 기존의 설정 가능한 값보다 더 큰 값을 적용하여 기지국의 에너지 소모를 감소시킬 수 있다. 예를 들면, SS/PBCH 블록의 주기는 5ms, 10ms, 20ms, 40ms, 80ms, 160ms 중에서 하나로 설정될 수 있는데, DTRX 동작의 주기는 이보다 더 긴 주기인 320ms, 640ms 등으로 설정될 수 있다. 또한, 해당 주기가 1280ms 이상일 때는 깊은 수면 (Deep sleep), 640ms 이하 일 때는 얕은 수면 (Light sleep) 등으로 구분하여 수면 모드를 구분할 수도 있다.
즉 이와 같이 DTRX의 주기를 파라미터화하여 기지국은 기지국 에너지 절감 모드를 수행할 수 있다.
기지국 에너지 절감 모드를 알려주기 위해서는 크게 두 가지 방법이 있다. 먼저, 기지국과 단말이 기지국 에너지 절감을 위해 사전에 미리 정해진 파라미터가 집합으로 구성되어 이를 매우 적은 bit로 normal mode(1510)에서 기지국 에너지 절감 모드(1540)로 전환될 것을 지시하는 방법(1520)이다. 스페셜 케이스로는 1bit을 사용하여 기지국 에너지 절감 모드를 on/off할 수 있다. 이 방법은 시그널링 오버헤드가 작지만 동적인 기지국 에너지 절감이 제한적이라는 단점이 있다. 이를 'bit 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'라 칭한다. 다음으로 기지국이 단말에 기지국 에너지 절감을 위한 세부 파라미터를 전송하는 방법이 있다. 앞선 방법과 반대로 동적인 기지국 에너지 절감이 가능하나 큰 시그널링 오버헤드가 발생하며, 이를 '파라미터 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'라 칭한다. 기지국 에너지 절감 모드 지시에는 RRC, MAC-CE, 혹은 DCI를 이용하여 시그널링할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 실시 예는 제 2 실시 예를 통해 설명한다.
기지국 에너지 절감 모드 지시가 단말에 시그널링되면, 단말은 제대로 기지국 에너지 절감 모드 지시를 수신 했는지 여부를 기지국에 ACK/NACK(1530) 형태로 전송한다 (이후 실시 예를 통해 ACK/NACK이 없거나 변형된 방법이 제시된다). 기지국은 단말로부터 성공적으로 ACK를 수신한 뒤, 기지국 에너지 절감 모드(1540)로 전환하여 서비스한다.
<제 2 실시 예>
제 2 실시 예에서 설명하는 기지국의 기지국 에너지 절감 모드를 지시하는 시그널링 방법은 상기 제 1 실시 예에서 설명된 기지국의 기지국 에너지 절감 모드를 지시하는 절차를 기반으로 설명되지만, 이에 국한하지 않는다.
기지국은 전송 혹은 모니터링 하는 채널 목록이나 주기적으로 전송되는 신호의 주기 혹은 주파수 자원의 크기 등과 같이 기지국의 동작과 관련된 파라미터들을 단말의 수면 모드와 유사하게 기지국의 수면 모드에 따라 설정할 수 있다. 단말의 불필요한 에너지 소모를 줄이고 기지국의 동작에 알맞게 적응하여 성능을 높이기 위해서는 단말도 기지국의 상태 전환에 따른 동작의 변화를 인지하고 있어야 한다. 이러한 과정에서 기지국은 단말에 RRC, MAC-CE, 혹은 DCI의 시그널링을 통해 기지국 에너지 절감 모드 지시할 수 있으며, 이를 하나씩 살펴본다.
기지국 에너지 절감 모드가 RRC 메시지를 통해 'bit 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'가 되면 표 37과 같이 구성될 수 있다.
[표 37]
기지국은 트래픽이나 소모할 파워 레벨에 따라 sleep mode에 따라 사전에 정의된 기지국 에너지 절감 설정, 기지국 에너지 절감 모드의 지속시간과 시작 slot 위치를 단말에 알려준다.
하지만 RRC 메시지의 경우, MAC-CE나 DCI에 기반 시그널링 보다 상대적으로 시그널링 오버헤드에 대한 제한이 적기 때문에 위와 같은 'bit 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'로 구성은 가능하나, '파라미터 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'가 더 합리적일 수 있다. 이 경우에는 BWP, CSI-RS, SSB 등 기존 RRC 메시지들의 값을 업데이트 하여 단말에게 시그널링 하거나 표 38과 같이 파라미터를 업데이트하는 방식으로 사용될 수 있다.
[표 38]
예를 들어, 기지국 에너지 절감 모드를 통해 BWP의 크기를 조절하고자 할 때, 구체적으로 BWP에 대한 RRC 메시지를 다시 불러와 BWP의 위치와 대역폭크기를 조정하는 메시지를 전달할 수 있다. 또한 'bit 기반 기지국 에너지 절감 모드'와 마찬가지로 기지국 에너지 절감 모드의 지속시간과 시작 slot 위치를 알려준다.
MAC CE의 경우, DL-SCH를 위한 LCID에서 특정 기능의 activation이나 deactivation을 수행할 수 있다. 예를 들어, SCID index 111001 과 111010의 경우, SCell의 activation/deactivation에 대한 정보가 시그널링 된다. 현재 100001-101111의 약 15bit가 향후 표준화 될 다른 기능에 대한 activation/deactivation에 대해 reserve가 되어 있기 때문에 기지국 에너지 절감 모드 역시 single bit 혹은 multi bit으로 지시될 수 있다. 하지만 MAC CE의 LCID에서는 activation/deactivation을 다루고 있기 때문에 single bit으로 기지국 에너지 절감 모드의 activation/deactivation을 표현하는 것이 더 현실적이다. 구체적인 실시 예는 아래 L1 시그널링의 예와 유사하므로 L1 시그널링의 실시 예를 참고한다.
RRC나 MAC 시그널링을 통한 기지국 에너지 절감 모드 지시는 L1 시그널링에 비해 높은 reliability를 갖지만 기지국 에너지 절감 모드로의 변경에 지연시간이 길어 동적으로 적용되지 않아 기지국의 상태 전환에 따라 즉각적으로 대응하기 힘들다. 단말이 수행해야 하는 특정 채널의 송수신을 생략하도록 지시하는 방법도 채널의 종류에 따라 다르며, 각 채널에 대해서 별도로 지시해야 하기 때문에 기지국의 상태 전환에 맞게 단말의 동작을 적응시키는 데 시그널링 오버헤드가 많이 소요된다. 반면 L1 시그널링은 지연 시간이 짧은 대신 시그널링 오버헤드에 대한 확실한 제한이 있어 compact한 지시가 필요하며, reliability가 낮다 (약 1%의 확률로 에러 발생).
L1 시그널링으로 기지국 에너지 절감 모드를 지시하기 위해서는 세 가지 포인트가 존재한다.
- Cell-specific DCI vs. UE-specific DCI
■ 단말 하나의 파워 절감을 위한 모드와는 달리, 기지국 에너지 절감 모드는 셀 내 모든 단말에 영향을 미치기 때문에 오버헤드를 고려하면 cell-specific DCI를 사용하는 것이 적절하다.
- CSS vs. USS
■ 셀 내 RRC_CONNECTED 단말 외에도 RRC_IDLE 단말 역시 기지국이 기지국 에너지 절감 모드를 들어가야 한다는 것을 알려주어야 하는데, USS는 보다는 CSS를 통해 운용하는 것이 합리적이다.
- Scheduling DCI vs. non-scheduling DCI
■ 굳이 scheduling DCI에 얽매여 있을 필요는 없다.
위 세 가지 포인트를 만족하기 위한 DCI format은 1_0 혹은 기지국 에너지 절감 모드를 위한 새로운 DCI format 2_x가 적절하다. 위에서 설명하였듯이 DCI format 1_0은 C-RNTI, SI-RNTI, RA-RNTI, MsgB-RNTI 등 여러 종류의 RNTI과 스크램블 된다. 이 중 P-RNTI와 스크램블된 DCI format 1_0은 표 39와 같다.
[표 39]
여기서 
은 CORESET 0의 size이다. 첫 행의 Short Messages Indicator는 2bits 정보로 표 40과 같이 short message 정보인지 혹은 페이징 정보인지 혹은 둘 다인지를 나타내는 역할을 한다.
[표 40]
여기서 short message란 표 41과 같이 시스템 정보가 바뀌거나 재난에 관련된 정보가 포함되어 있다.
[표 41]
MAC CE와 마찬가지로 많은 양의 reserved bit이 존재 한다. 특히 표 39의 첫 번째 note를 통해 short message만 전달되는 경우 (즉, short message indicator='10')에는 * 표시된 행의 모든 bits가 reserved bit으로 변경되므로 기지국 에너지 절감 모드를 위한 다양한 지시를 할 수 있다.
하기의 실시 예들은 단독으로 사용되거나 상황에 따라 동시에 사용될 수 있다.
- short message indicator='00'
■ Reserved bit인 short message indicator='00'을 기지국 에너지 절감 모드 지시로 설정할 수 있다. 이 경우에는 한 가지의 정보만 전달될 수 있으므로 기지국 에너지 절감 모드 on/off로만 사용된다. 필요에 따라 다른 reserved bit과 같이 활용될 수 있다.
■ 이 경우, short message indicator={'01', '10', '11'}와 같이 페이징 정보 유무를 표현할 수 없으므로 다음과 같은 대안들이 사용될 수 있다.
◆ short message indicator='00'이면, short message와 페이징 정보가 모두 없다.
◆ short message indicator='00'이면, short message는 Short Message 필드에서 확인을 하고, 페이징 정보는 없다.
◆ short message indicator='00'이면, short message는 기지국 에너지 절감 모드의 세부 파라미터 지시를 위해 사용되며, 페이징 정보는 항상 존재한다.
◆ short message indicator='00'이면, short message는 Short Message 필드에서 확인을 하고, 페이징 정보는 항상 존재한다.
◆ short message indicator='00'이면, Short Message 필드는 예약되며, 페이징 정보는 항상 존재한다.
- Short Message 5-8bit 재사용
■ 표 41과 같이 Short Message에 대한 5-8번째 bit이 예약되어 있기 때문에 이를 기지국 에너지 절감 모드로 사용할 수 있다. Short message indicator와 마찬가지로 1bit 정보로 on/off로 활용하거나 4bit를 모두 활용하여 사전 정의된 기지국 에너지 절감 모드를 에너지 레벨에 따라 설정할 수 있다.
■ 물론 Short message indicator가 '01'로 설정된 경우에는 Short Message가 모두 예약되므로 8bit를 모두 활용할 수 있다.
- Reserved bit 재사용
■ Short Message Indicator와 Short Message field가 아닌 reserved bit에 대한 field는 표 39의 ***의 6-M bit의 reserved bit만을 활용하거나 Short Message Indicator='10'로 설정되어 주파수 도메인 자원 할당 (frequency domain resource assignment, FDRA) bits를 포함한 *의 field가 모두 예약되어 이를 모두 기지국 에너지 절감 모드로 활용하는 방법이다. 전자의 경우에는 가용 가능한 bit 수가 크지 않아 제한적으로 사전 정의된 기지국 에너지 절감 모드를 설정하여 운용할 수 있는 반면, 후자의 경우에는 표현 가능한 bit 수가 많기 때문에 '파라미터 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'도 운용할 수 있다.
■ 하지만 '파라미터 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'로 운용할 경우, 단말이 기지국 에너지 절감 모드 지시로 동작을 하는지 인지해야 하므로 앞서 설명한 Short Message Indicator='00'과 동시에 운용되면 파라미터 별로 이것이 기지국 에너지 절감 모드임을 지시하는 추가 bit를 절약할 수 있다.
앞서 말했다시피 DCI format 1_0은 P-RNTI 뿐만 아니라 C-RNTI, SI-RNTI, RA-RNTI, MsgB-RNTI, TC-RNTI와도 스크램블될 수 있다. DCI format 1_0의 경우 어떠한 RNTI와 스크램블되어도 총 bit 수는 일정하기 때문에 P-RNTI의 경우와 유사하게 reserved bit이 존재하게 되므로, 가용 가능한 bit 수에 따라 'bit 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시' 혹은 '파라미터 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'를 이용할 수 있다. 예를 들어, PDCCH order를 위해서 DCI format 1_0이 C-RNTI로 스크램블되고, FDRA에 해당하는 field가 모두 1인 경우 표 42와 같다.
[표 42]
기본적으로 reserved bit이 10bits 존재하고, 추가로 Random Access Preamble index field가 모두 0일 경우, *에 해당하는 field들이 모두 reserve되므로 'bit 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시' 혹은 '파라미터 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'가 모두 사용 가능하다.
DCI format 1_0이 SI-RNTI로 스크램블된 경우, 표 43과 같이 추가 조건 없이 명시된 reserved bits만을 사용하여 기지국 에너지 절감 모드 지시를 수행할 수 있다.
[표 43]
DCI format 1_0이 RA-RNTI, 혹은 MsgB-RNTI로 스크램블된 경우, 표 44와 같이 추가 조건 없이 명시된 reserved bits만을 사용하여 기지국 에너지 절감 모드 지시를 수행할 수 있다.
[표 44]
DCI format 1_0이 TC-RNTI로 스크램블된 경우, 표 44과 같이 명시된 reserved bits와 reserve된 Downlink assignment index 필드를 사용하여 기지국 에너지 절감 모드 지시를 수행할 수 있다. 이 경우에는 가용할 수 있는 bit가 많이 없기 때문에 'bit 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'로 수행되는 것이 합리적이다.
이외에도 기지국 에너지 절감 모드를 위한 새로운 RNTI를 이용해 DCI format 1_0을 스크램블 하는 방법이 있다. 예를 들어, NES-RNTI를 신설하여 DCI format 1_0을 스크램블하는 경우, 
bits가 기지국 에너지 절감 모드로 사용 가능하다. 가용 가능한 bit수가 많기 때문에 ‘파라미터 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'로 수행되는 것이 합리적이다.
상기에서 명시한 'bit 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'는 표 45내지 표 46과 같은 실시 예로 운용될 수 있다.
[표 45]
[표 46]
상기 'Network saving mode indicator'는 사전 설정된 N개의 'Network saving mode'를 지시하는 역할을 하며, 예에서는 N=4이므로 2bits를 갖지만 실제 적용에는 DCI format 1_0에서 가용 가능한 선에서 
bits로 설정된다. 스페셜 케이스로 N=2인 경우, 'Network saving mode'를 on/off하는 역할을 수행한다.
사전 정의된 'Network saving mode'의 경우, 다음과 같이 {SSB/CSI-RS 송신 설정 혹은 전력 레벨, DTRX 설정, 기지국 송수신 bandwidth, 기지국 송수신 안테나 포트 수 등}으로 구성될 수 있다. 아래 사전 정의된 'Network saving mode'는 RRC 혹은 SIB에 정의가 되어 있을 수 있으며, DCI는 해당 mode를 칭하는데 사용된다.
상기 ‘Network saving mode’는 각 모드 하부에 세부 옵션, 예를 들어, 어떤 BWP_ID를 선택할 지에 대한 추가적인 정보가 필요하다. 이는 상술한 바와 같이 RRC 혹은 SIB에 정의가 되어 있을 수 있다. 반면에 하기의 실시 예는 상기 ‘Network saving mode’에 대한 변형된 실시 예를 나타낸다.
- Network saving mode 0:
■ nrofPorts (안테나 포트 수) = 64
■ BW=100MHz
■ PSD=33dBM/Hz
- Network saving mode 1
■ nrofPorts (안테나 포트 수) = 32
■ BW=50MHz
■ PSD=30dBM/Hz
- Network saving mode 2
■ nrofPorts (안테나 포트 수) = 16
■ BW=25MHz
■ PSD=27dBM/Hz
- Network saving mode 3
■ nrofPorts (안테나 포트 수) = 8
■ BW=10MHz
■ PSD=24dBM/Hz
상기 변형된 'Network saving mode’에 대한 실시 예는 각 모드 하부의 세부 설정이 없는 단일 옵션이므로, 단말이 추가로 각 세부 설정에 대한 RRC 메시지를 수신 하지 않을 수 있다. BW의 시작 위치 등은 RRC 메시지로 따로 전달될 수 있다 (예를 들어, point A를 기준으로 offset). 하기 실시 예는 상기 단일 옵션 모드의 변형된 모드에 대한 실시 예이다.
- Network saving mode 0:
■ (k,m,n)= (1,1,1)
- Network saving mode 1
■ (k,m,n)= (1,0.5,0.5)
- Network saving mode 2
■ (k,m,n)= (0.5,0.5,0.5)
- Network saving mode 3
■ (k,m,n)= (0.25,0.25,0.5)
상기 실시 예는 {nrofPorts (안테나 포트 수) = 64, BW=100MHz, PSD=33dBM/Hz}에 대한 기준 하에서 각 파라미터의 스케일링 요소 (k,m,n)을 나타낼 수 있다. 예를 들어, Network saving mode 1에서는 (1,0.5,0.5)로 각 요소가 스케일링 되어 {nrofPorts (안테나 포트 수) = 64, BW=50MHz, PSD=30dBM/Hz}과 같이 동작할 수 있다. (k,m,n) 값은 사전 정의가 되어 있거나 RRC 메시지를 통해 수신될 수 있다.
또한 표 45의 'Network energy saving mode offset' field는 DCI를 받은 시점으로 offset 후에 기지국 에너지 절감 모드가 실시될 수 있다. 물론 도 16에서 명시한 것처럼 셀 내 모든 단말들로부터 ACK을 받고 수행되기도 하지만 ACK/NACK 없이 기지국 자체 판단하에 기지국 에너지 절감 모드가 수행될 수도 있다. 사전 정의된 값으로 
와 같이 구성될 수 있다. 'Network energy saving mode duration'은 기지국 에너지 절감 모드를 수행하는 기간을 의미하며, {20, 40, 160, 320 slots or symbols}와 같이 구성될 수 있다.
즉, 상기 사전 정의된 기지국 에너지 절감 방법은 도 16과 같이 운용될 수 있다. 예를 들어, slot 0(1604)의 1) PDCCH(1601)에서 CSI-RS(1602) periodicity와 안테나 포트 수 조절에 관한 'Network saving mode'에 관한 'Network saving mode indicator', 2) K3(1603)=2slots, 3) 'Network energy saving mode duration'=4slots 에 대한 DCI를 받았을 때, (1601)에서 K3 후에 기지국 에너지 절감 모드가 4slots 동안 실시되고, (1602)에 대한 주기와 밀도를 조절하여 운용한다. Slot 6(1611)에서는 기지국 에너지 절감 모드가 끝나 다시 일반 모드로 돌아오게 된다.
다음으로 '파라미터 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'는 표 47과 같은 실시 예로 운용될 수 있다. 'bit 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'와의 차별점은 사전 정의된 기지국 에너지 절감 모드와 달리 기지국 상황에 맞는 유연한 기지국 에너지 절감을 위한 파라미터를 조정한다는 점이다. 물론 해당 파라미터의 값은 bit로 표현되어야 하므로 사전 정의된 set 안에 놓여 있어야 한다.
[표 47]
예를 들어, 'Network energy saving mode indicator'를 1bit로 할당해 해당 DCI가 기지국 에너지 절감 모드임을 명시하고, 구체적인 BWP나 DTRX 주기를 조정한다. 이외의 K3 및 duration은 'bit 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'의 경우와 동일하게 적용될 수 있다.
추가적인 DCI를 통해 기지국 에너지 절감 모드를 종료하거나 다른 기지국 에너지 절감 모드로 전환될 수 있다. 예를 들어, 'Network energy saving mode 1'로 동작을 하다가 'Network energy saving mode 2'에 대한 추가적인 DCI가 내려오면 해당 추가적인 DCI를 받은 시점부터 다시 K3 slot 후에 'Network energy saving mode 2'로 gNB는 전환하며, 단말 역시 해당 모드로 동작을 수행한다.
마지막으로 기지국 에너지 절감 모드를 위해 DCI format 1_0이 아닌 새로운 DCI format 2_8을 NES-RNTI로 스크램블 하는 방법이 있다. 새로운 DCI format 2_8은 기지국 에너지 절감 모드를 위해 사용되며, 기지국 내 모든 단말에 지시된다. 기존 DCI format 2_1~7과 유사하게 다음과 같이 정의될 수 있다.
DCI format 2_8은 기지국 에너지 절감 모드를 위해 사용되며, 기지국 에너지 절감 모드에 관한 정보가 기지국 내 모든 단말에 전송될 수 있다. 다음 정보는 NES-RNTI에 의해 스크램블된 CRC로 DCI 포맷 2_8에 의해 전송된다.
- block number 1, block number 2, ... , block number N
여기서 블록의 시작 위치는 블록으로 구성된 단말에 대해 상위 계층에서 제공하는 파라미터 nes-PositionDCI-2-8에 의해 결정된다. 여기서 N개의 블록이 기지국 내 모든 단말에 알려주도록 단말들을 그룹화할 경우에는 N=1로 설정된다.
UE가 상위 layer parameter NES-RNTI와 DCI format 2_8로 구성되는 경우, 상위 layer별로 하나의 block을 구성하며, 해당 block에 대해 정의된 필드는 다음과 같다.
- Network energy saving mode indication:1bit
- Network saving mode: 8bit
DCI format 2_8의 크기는 상위 계층 파라미터 sizeDCI-2-8로 표시된다.
상기 예시는 ‘bit 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'를 기반으로 DCI format 2_8을 구성한 것이며, 필요에 따라 '파라미터 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시'로도 구성될 수 있다. DCI format 2_8은 reserved bit을 사용하는 DCI format 1_0과 달리, 단독으로 정의되기 때문에 더 높은 해상도의 기지국 에너지 절감 모드를 지원할 수 있도록 효율적으로 구성할 수 있다.
<제 3 실시 예>
제 3 실시 예는 도 15의 3번 절차인 기지국 에너지 절감 모드 지시를 셀 내 단말이 수신한 뒤 이에 대한 수신여부 (ACK/NACK)를 기지국에 전송하는 방법에 대해 설명한다. {ACK/NACK을 보내지 않는 경우, ACK/NACK을 보내는 경우, ACK만 보내는 경우, NACK만 보내는 경우} 이렇게 총 4가지 방식이 존재 할 수 있다.
- ACK/NACK을 보내지 않는 경우
■ gNB가 표 45에서 정의한 대로 DCI 수신 시점을 기준으로 특정 시간 (예를 들면, K3) 후에 기지국 에너지 절감 모드로 전환한다.
- ACK/NACK을 보내는 경우
■ gNB가 셀 내 모든 단말들로부터 성공적으로 ACK을 수신한 뒤, 기지국 에너지 절감 모드로 전환한다.
- ACK만 보내는 경우
■ gNB가 셀 내 모든 단말들로부터 성공적으로 ACK을 수신한 뒤, 기지국 에너지 절감 모드로 전환한다.
- NACK만 보내는 경우
■ gNB가 셀 내 모든 단말들로부터 NACK 수신을 하지 않으면, 기지국 에너지 절감 모드로 전환한다.
위 4가지 방법에 따라 gNB는 기지국 에너지 절감 모드로의 전환 시점을 정할 수 있다. 기지국 내 모든 단말들에 기지국 에너지 절감 모드 지시를 그룹 브로드캐스트 시에 모든 단말이 정확히 DCI를 수신하여 ACK을 보내게 될 경우, 기지국은 해당 시점 (ACK 수신) 기준으로 기지국 에너지 절감 모드로 수행된다. 하지만 특정 단말들은 DCI format 1_0 혹은 2_8을 제대로 수신하지 못하는 경우가 발생한다. 이 경우, gNB는 단말들에게서 모두 ACK을 수신할 때까지 추가적인 시그널링을 전송해주는 방법이 있지만 큰 지연 및 시그널링 오버헤드가 발생한다. 다른 방법으로는 ACK/NACK을 보내지 않는 경우처럼 특정 단말들에 상관없이 기지국 에너지 절감 모드로 전환할 수 있다. 이 경우에는 기지국은 K3를 기준으로 기지국 에너지 절감 모드로 전환되지만, DCI를 제대로 수신하지 못한 특정 단말들은 기지국 에너지 절감 모드와 관련된 파라미터 업데이트가 제대로 되지 않을 수 있다. 따라서 이 DCI를 제대로 수신하지 못한 특정 단말들에게 gNB가 DCI로 변경하였던 기지국 에너지 절감 모드와 관련된 파라미터를 RRC 메시지로 다시 업데이트 하여 전송해주거나 해당 단말들이 gNB에 SI update를 요청, 혹은 다시 랜덤 억세스를 수행할 수 있다.
도 17은 기지국 에너지 절감을 위해 기지국이 단말에게 기지국 에너지 절감 모드를 DCI로 지시할 때, DCI를 제대로 수신하지 못한 단말들에 시그널링 하는 구체적인 방법을 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면, 기지국 내 트래픽의 양이 많아 충분한 전송 능력 (송신 전력, 안테나 수)이 필요한 경우, 기지국은 normal mode(1810)로 단말을 서비스한다. 단말은 SIB를 통해 기지국의 시스템 정보를 획득할 수 있어 주파수 대역이나 안테나 포트 수 등에 대한 정보가 모두 알고 있다. 그러다가 기지국 내 트래픽의 양이 감소하는 경우, 동일 normal mode로 송수신이 이루어지면 기지국에 과도한 전력 소모가 발생한다. 이를 제한하기 위해 기지국은 기지국 에너지 절감 모드를 위한 절차를 수행한다. 위에서 설명한 주파수, 공간, 시간 도메인에 대한 3가지 기지국 에너지 절감 모드의 분류에 대해 각 기지국은 기지국내 서비스되고 있는 단말들의 성능을 크게 감소시키지 않는 선에서 기지국 에너지 절감을 위한 세부 파라미터를 조정을 고려하며, 이를 단말에 시그널링을 통해 알려준다. 앞서 설명하였던 'bit 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시' 및 '파라미터 기반 기지국 에너지 절감 모드 지시' 모두 사용될 수 있다.
기지국 에너지 절감 모드 지시가 단말에 시그널링되면, 단말은 제대로 기지국 에너지 절감 모드 지시를 수신 했는지 여부를 기지국에 ACK(1730)/NACK(1735) 형태로 전송한다. 기지국은 단말로부터 ACK/NACK에 수신과 관계없이 특정 시점 (K3) 이후 기지국 에너지 절감 모드(1740)로 전환하여 서비스한다. 만약 ACK을 보낸 단말들의 경우에는 성공적으로 기지국 에너지 절감 모드에 대한 파라미터가 업데이트되었기 때문에 문제없이 기지국 에너지 절감 모드에 맞춰 운용될 수 있다. 하지만 NACK을 보내거나 혹은 아무것도 보내지않은 (ACK only인 경우) 단말들은 기지국 에너지 절감 관련 파라미터가 업데이트 되지 않았기 때문에 추가적으로 이를 업데이트 해주어야 한다. 따라서 gNB는 기지국 에너지 절감 파라미터를 RRC message로 해당 단말들에 알려주어(1750) 파라미터 업데이트가 가능하도록 수행할 수 있다.
<제 4 실시 예>
NR에서 단말은 PUCCH을 통해 제어 정보(uplink control information: UCI)를 기지국으로 송신할 수 있다. PDCCH에 의해 DCI(Downlink Control Information)가 전달됨에 따라 PUCCH에 의해 UCI가 전달된다. DCI와 UCI의 큰 차이점은 UCI는 상황에 따라 PUCCH 또는 PUSCH로 운반할 수 있는 반면 DCI는 PDCCH로만 운반할 수 있다는 것이다(어떤 경우에도 PDSCH로 운반할 수 없다). UCI에는 단말이 PDSCH를 통해 수신한 TB (transport block)에 대한 복조/복호 성공 여부를 지시하는 HARQ-ACK, 단말이 상향링크 데이터 전송을 위해 PUSCH 기지국에 자원 할당을 요청하는 SR (scheduling request), 단말의 채널상태를 보고하기 위한 정보인 채널 상태 정보 (channel state information: CSI) 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
단말은 1비트 제어 정보를 BPSK, 2비트 제어 정보는 QPSK 변조하여 d(0)를 생성 후 d(0)를 주파수 축으로 1 RB의 길이에 해당하는 시퀀스로 곱하여 스크램블링 한다. 스크램블된 시퀀스에 시간 축으로 직교 부호(혹은 직교 시퀀스 혹은 스프레딩 부호)를 이용하여 확산시키고 IFFT 수행 후 전송하는 구조로 되어 있다. UCI bitwidth를 나타내기 위해, 먼저 HARQ-ACK의 경우에는, CBG가 설정되지 않으면 캐리어당 하나의 코드워드에 대해 하나의 비트가 할당되지만 CBG가 설정되면 캐리어당 하나의 CB에 대해 하나의 비트가 할당된다. SR의 경우에는 오직 1bit가 할당된다.
다음으로 CSI의 경우에는 CSI의 종류(예를 들어, PMI 또는 RI/LI/CQI/CRI 또는 CRI/SSBRI/RSRP)에 따라 다르다. 특히 RI/LI/CQI/CRI 등과 같은 MIMO 관련된 파라미터들은 단일패널 혹은 멀티패널 등 코드북 타입과 같은 일부 추가 요인에 따라 bitwidth가 달라진다. 예를 들어, 표 48과 같이 단일패널에서 RI/LI/CQI/CRI에 대한 UCI bitwidth 계산에 관한 것으로 
그리고 
는 각각 허용되는 rank indicator 수, rank 수, 그리고 해당 자원 집합의 CSI-RS 자원 수이다. 여기서 는 CSI-ResourceConfigId에 대한 RRC 메시지로 단말에 전달된다.
[표 48]
유사하게 표 49는 CRI/SSBRI/RSRP에 대한 UCI bitwidth에 관한 것이다. 여기서 
는 'ssb-Index-RSRP'를 보고하기 위해 설정된 해당 자원의 SS/PBCH 블록 수로 역시 RRC 메시지로 시그널링 된다.
따라서 기존 일반 모드로의 동작을 가정할 때, UCI bitwidth 결정은 gNB이 단말에 RRC로 메시지를 보내주어 전송된다. 하지만 기지국 에너지 절감 모드로의 동작을 RRC가 아닌 MAC CE 혹은 L1 시그널링으로 알려주게 되면 해당 정보를 알려주기 위해 기지국 에너지 절감 모드 지시 후에 RRC 시그널링으로 해주어야한다. 하지만 에너지 절감 모드 변경 후 RRC 시그널링 수신 전까지 UCI 전송이 제한된다. 따라서 기지국은 DCI/MAC CE를 이용해서 변경된 에너지 절감 모드 관련 파라미터 (예를 들면, 혹은 )를 전달할 수 있다. 하지만 DCI format의 field에서 이에 대한 추가적인 정의와 가능한 bit 수가 정의되어야 한다. 만약 제 2 실시예에서 언급하였던 것처럼 P-RNTI로 스크램블 된 DCI format 1_0을 통해 기지국 에너지 절감 모드가 'Short Message Indicator'의 00 bit으로 지시되고, 이외에 가용 가능한 bit가 없다면 혹은 은 추가적인 DCI나 MAC/CE, RRC로 시그널링 되어야 한다.
다른 방안으로는 기존 RRC에서 시그널링 된 값을 그대로 사용하면서 UL power control에 해당하는 파라미터를 DCI/MAC CE를 통해 수신하여 적용하는 방법이 있다.
도 18은 본 개시의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 송수신 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 위해 본 개시와 직접 관련이 없는 장치는 그 도시 및 설명이 생략될 수 있다.
도 18을 참조하면, 단말은 상향링크 송신 프로세싱 블록(1801), 다중화기(1802), 송신 RF 블록(1803)을 포함하는 송신부(1804)와 하향링크 수신 프로세싱 블록(1805), 역다중화기(1806), 수신 RF 블록(1807)을 포함하는 수신부(1808)와 제어부(1809)를 포함할 수 있다. 제어부(1809)는 상술한 바와 같이 기지국이 전송하는 데이터 채널 또는 제어 채널의 수신을 위한 수신부 (1808)의 각각의 구성 블록들과 상향링크 신호 전송을 위한 송신부(1804)의 각각의 구성 블록들을 제어할 수 있다.
단말의 송신부(1804)에서 상향링크 송신 프로세싱 블록(1801)은, 채널 코딩, 변조 등의 프로세스를 수행하여 전송하고자 하는 신호를 생성할 수 있다. 상향링크 송신 프로세싱 블록(1801)에서 생성된 신호는 다중화기(1802)에 의해 다른 상향링크 신호와 다중화된 다음, 송신 RF 블록(1803)에서 신호처리 된 후, 기지국으로 전송될 수 있다.
단말의 수신부(1808)는 기지국으로부터 수신한 신호를 역다중화하여 각각의 하향링크 수신 프로세싱 블록으로 배분한다. 하향링크 수신 프로세싱 블록(1805)은 기지국의 하향링크 신호 대해 복조, 채널 디코딩 등의 프로세스를 수행하여 기지국이 전송한 제어 정보 또는 데이터를 획득할 수 있다. 단말 수신부(1808)는 하향링크 수신 프로세싱 블록의 출력 결과를 제어부(1809)로 인가하여 제어부(1809)의 동작을 지원할 수 있다.
도 19는 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 19에 도시되는 바와 같이, 본 개시의 단말은 프로세서(1930), 송수신부(1910), 메모리(1920)를 포함할 수 있다. 다만 단말의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 단말은 전술한 구성 요소보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 프로세서(1930), 송수신부(1910) 및 메모리(1920)가 하나의 칩(Chip) 형태로 구현될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 도 19의 송수신부(1910)는 도 18의 송신부(1804) 및 수신부(1808)를 포함할 수 있다. 또한, 도 19의 프로세서(1930)는 도 18의 제어부(1809)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(1930)는 상술한 본 개시의 실시 예에 따라 단말이 동작할 수 있는 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 실시 예에 따라 기지국 모드가 기지국 에너지 절감 모드인지 기지국 일반 모드인지에 따라 단말의 송수신 방법을 수행하도록 단말의 구성요소들을 제어할 수 있다. 프로세서(1930)는 하나 또는 복수 개일 수 있으며, 프로세서(1930)는 메모리(1920)에 저장된 프로그램을 실행함으로써 전술한 본 개시의 반송파 묶음을 적용하는 무선 통신 시스템에서 단말의 송수신 동작을 수행할 수 있다.
송수신부(1910)는 기지국과 신호를 송수신할 수 있다. 기지국과 송수신하는 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 송수신부(1910)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 송수신부(1910)는 일 실시 예일 뿐이며, 송수신부(1910)의 구성요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 송수신부(1910)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(1930)로 출력하고, 프로세서(1930)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메모리(1920)는 단말의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1920)는 단말이 송수신하는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1920)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리(1920)는 복수 개일 수 있다 일 실시 예에 따르면, 메모리(1920)는 전술한 본 개시의 실시 예들인 기지국 모드가 기지국 에너지 절감 모드인지 기지국 일반 모드인지에 따라 단말의 송수신 동작을 수행하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 20에 도시되는 바와 같이, 본 개시의 기지국은 프로세서(2030), 송수신부(2010), 메모리(2020)를 포함할 수 있다. 다만 기지국의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기지국은 전술한 구성 요소보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 프로세서(2030), 송수신부(2010) 및 메모리(2020)가 하나의 칩(Chip) 형태로 구현될 수도 있다.
프로세서(2030)는 상술한 본 개시의 실시 예에 따라 기지국이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 실시 예에 따라 기지국 모드가 기지국 에너지 절감 모드인지 기지국 일반 모드인지에 따라 단말을 스케줄링하는 방법을 수행하도록 기지국의 구성 요소들을 제어할 수 있다. 프로세서(2030)는 하나 또는 복수 개일 수 있으며, 프로세서(2030)는 메모리(2020)에 저장된 프로그램을 실행함으로써 전술한 본 개시의 기지국 모드가 기지국 에너지 절감 모드인지 기지국 일반 모드인지에 따라 단말을 스케줄링하는 방법을 수행할 수 있다.
송수신부(2010)는 단말과 신호를 송수신할 수 있다. 단말과 송수신하는 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 송수신부(2010)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 송수신부(2010)는 일 실시 예일 뿐이며, 송수신부(2010)의 구성요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 송수신부(2010)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(2030)로 출력하고, 프로세서(2030)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 메모리(2020)는 기지국의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(2020)는 기지국이 송수신하는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(2020)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리(2020)는 복수 개일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리(2020)는 전술한 본 개시의 실시 예들인 기지국 모드가 기지국 에너지 절감 모드인지 기지국 일반 모드인지에 따라 단말을 스케줄링하는 방법을 수행하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시예들에서, 본 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 개시의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 개시의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용될 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 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (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.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
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| US18/363,925 US20240049130A1 (en) | 2022-08-02 | 2023-08-02 | Method and apparatus for indicating energy saving mode of base station in wireless communication system |
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-
2022
- 2022-08-19 KR KR1020220104313A patent/KR20240018330A/ko unknown
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