KR20240045844A - 무선 통신 시스템에서 진화된 저복잡도 단말의 통신 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 진화된 저복잡도 단말의 통신 방법 및 장치 Download PDF

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KR20240045844A
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Abstract

본 개시는 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 6G 통신 시스템에 관련된 것이다.

Description

무선 통신 시스템에서 진화된 저복잡도 단말의 통신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR COMMUNICATION OF ENHANCED REDUCED CAPABILITY USER EQUIPMENT IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시는 무선 통신 시스템에서 진화된 저복잡도 단말을 위한 통신 방법 및 장치에 대한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 진화된 저복잡도 단말의 상하향 데이터 송수신 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.
또한 3GPP에서는 센서, 감시카메라, 스마트 워치 등과 같은 기술의 지원을 위해 단말의 복잡도를 줄이면서도 5G 통신 시스템에 접속하여 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 NR RedCap(Reduced Capability, 저복잡도) 단말 표준에 대한 논의를 완료하였다.
본 개시는 NR 시스템에서의 일반적인 저복잡도 단말보다 복잡도를 더욱 감소시킨 단말인 진화된 저복잡도 (eRedCap, enhanced Reduced Capability) 단말을 위한 상하향 데이터 송수신 방법을 제안한다.
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 실시예에 따르면, NR 시스템에서 진화된 저복잡도 단말이 효율적으로 상하향 데이터를 송수신할 수 있다.
도 1은 본 개시가 적용되는 무선 통신 시스템에서 무선 자원 영역인 시간-주파수 영역의 기본 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시가 적용되는 무선 통신 시스템에서 고려하는 슬롯 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시가 적용되는 무선 통신 시스템에서 고려되는 동기화 신호 블록을 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시가 적용되는 무선 통신 시스템에서 고려되는 6GHz 이하 주파수 대역에서 동기화 신호 블록의 전송 케이스들을 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시가 적용되는 무선 통신 시스템에서 고려되는 6GHz 이상 주파수 대역에서 동기화 신호 블록의 전송 케이스들을 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시가 적용되는 무선 통신 시스템에서 5ms 시간 내 부반송파 간격에 따른 동기화 신호 블록의 전송 케이스들을 도시한 도면이다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따른 진화된 저복잡도 단말이 제어영역#0 혹은 제어영역을 통한 제어 채널을 수신하고 관련한 하향 데이터를 수신하는 것을 도시한 도면이다.
도 8는 본 개시의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 진화된 저복잡도 단말을 위한 5MHz 자원 영역을 지시하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따른 진화된 저복잡도 단말이 제어영역#0 혹은 제어영역을 통한 제어 채널을 수신하고 관련된 상향 데이터를 전송하는 것을 도시한 도면이다.
도 10는 본 개시의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 절차를 나타낸 순서도이다.
도 11은 본 개시의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국 절차를 나타낸 순서도이다.
도 12는 본 개시의 실시 예에 따른 단말의 블록도이다.
도 13는 본 개시의 실시 예에 따른 기지국의 블록도이다.
이하, 본 개시의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 개시가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 개시와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 개시의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부된 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성 요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 설명되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 기술적 사상의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어서 관련된 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 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, 기지국은 단말의 자원 할당을 수행하는 주체로서, gNode B, eNode B, Node B, BS(Base Station), AP(Access Point), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), terminal, 셀룰러폰, 스마트폰, 스마트워치, wearable 장치, 컴퓨터, 통신 기능을 수행할 수 있는 각 종 멀티미디어 장치 중 적어도 하나일 수 있다.. 본 개시에서 하향 링크(Downlink; DL)는 기지국이 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송 경로이고, 상향 링크는(Uplink; UL)는 단말이 기국에게 전송하는 신호의 무선 전송 경로를 의미한다. 또한, 이하에서 LTE 또는 LTE-A 시스템을 일 예로서 설명할 수도 있지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널 형태를 갖는 여타의 통신 시스템에도 본 개시의 실시 예가 적용될 수 있다. 예를 들어 LTE-A 이후에 개발되는 5세대 이동통신 기술(5G, new radio, NR)이 이에 포함될 수 있으며, 이하의 5G는 기존의 LTE, LTE-A 및 유사한 다른 서비스를 포함하는 개념일 수도 있다. 또한, 본 개시는 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로써 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신 시스템에도 적용될 수 있다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 명령들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 명령들은 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 명령들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 명령들은 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 명령들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 명령 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 명령들은 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 명령들은 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 명령들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 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.
이 때, 본 실시 예에서 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.
이하 본 개시의 실시 예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 이하 본 개시의 실시 예에서 제안하는 방법 및 장치는 IoT 서비스(IWSN, Surveillance camera, wearable 등)를 예로 들어 본 개시의 실시 예를 설명하지만, 각 실시 예에 국한되어 적용되지 않고, 발명에서 제안하는 하나 이상의 실시예 전체 또는 일부 실시예들의 조합을 이용하여 다른 추가적인 서비스에 해당하는 하향 수신 및 상향 전송 방법에 활용하는 것도 가능할 것이다. 따라서, 본 개시의 실시 예는 숙련된 기술적 지식을 가진 자(즉 당업자)의 판단으로써 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 적용될 수 있다.
또한, 본 개시를 설명함에 있어서 관련된 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 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.
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 예인 LTE 시스템에서 하향 링크(downlink, DL)에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 채용하고 있고, 상향 링크(uplink, UL)에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있다. 상향 링크는 단말이 기지국으로 데이터 또는 제어 신호를 전송하는 무선 링크를 의미하고, 하향 링크는 기지국이 단말로 데이터 또는 제어 신호를 전송하는 무선 링크를 의미한다. 또한 전술한 다중 접속 방식은, 통상 각 사용자 별로 데이터 또는 제어 정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원이 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성(orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 또는 제어 정보가 구분되도록 한다.
LTE 이후의 통신 시스템인 5G 통신 시스템은 사용자 및 서비스 제공자 등의 다양한 요구 사항을 자유롭게 반영할 수 있도록 다양한 요구 사항을 동시에 만족하는 서비스를 지원하여야 한다. 5G 통신 시스템을 위해 고려되는 서비스로는 향상된 모바일 광대역 통신(enhanced mobile broadband, eMBB), 대규모 기계형 통신(massive machine type communication, mMTC), 초신뢰 저지연 통신(ultra reliability low latency communciation, URLLC) 등이 있다.
eMBB는 기존의 LTE, LTE-A 또는 LTE-Pro가 지원하는 데이터 전송 속도보다 더욱 향상된 데이터 전송 속도를 제공하는 것을 목표로 한다. 예를 들어, 5G 통신 시스템에서 eMBB는 하나의 기지국 관점에서 하향 링크에서는 20Gbps의 최대 전송 속도(peak data rate), 상향 링크에서는 10Gbps의 최대 전송 속도를 제공할 수 있어야 한다. 또한 5G 통신 시스템은 최대 전송 속도를 제공하는 동시에, 증가된 단말의 실제 체감 전송 속도(User perceived data rate)를 제공해야 한다. 이와 같은 요구 사항을 만족시키기 위해, 더욱 향상된 다중 안테나(multi input multi output, MIMO) 전송 기술을 포함하여 다양한 송수신 기술의 향상이 요구될 수 있다. 또한 LTE 시스템에서는 2GHz 대역에서 최대 20MHz 전송대역폭을 사용하여 신호가 전송되는 반면에 5G 통신 시스템은 3 내지 6GHz 또는 6GHz 이상의 주파수 대역에서 20MHz 보다 넓은 주파수 대역폭을 사용함으로써 5G 통신 시스템에서 요구하는 데이터 전송 속도를 만족시킬 수 있다.
동시에, 5G 통신 시스템에서 사물 인터넷(Internet of Thing, IoT)과 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 등을 필요로 한다. 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 음영 지역에 위치할 가능성이 높으므로 5G 통신 시스템에서 제공하는 다른 서비스 대비 더욱 넓은 커버리지를 요구한다. mMTC를 지원하는 단말은 통상적으로 저가의 단말로 구성되며, 단말의 배터리를 자주 교환하기 힘들기 때문에 대략 10 내지 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 서비스이다. 예를 들어, 로봇(robot) 또는 기계 장치(machinery)에 대한 원격 제어(remote control), 산업 자동화(industrial automation), 무인 비행장치(unmaned aerial vehicle), 원격 건강 제어(remote health care), 비상 상황 알림(emergency alert) 등에 사용되는 서비스 등을 고려할 수 있다. 따라서 URLLC가 제공하는 통신은 매우 낮은 저지연 및 매우 높은 신뢰도를 제공해야 한다. 예를 들어, URLLC을 지원하는 서비스는 0.5 밀리 초보다 작은 무선 접속 지연 시간(Air interface latency)을 만족해야 하며, 동시에 10-5 이하의 패킷 오류율(Packet Error Rate)의 요구사항을 만족해야 한다. 따라서, URLLC을 지원하는 서비스를 위해 5G 시스템은 다른 서비스보다 작은 전송 시간 구간(transmit time interval, TTI)을 제공해야 하며, 동시에 통신 링크의 신뢰성을 확보하기 위해 주파수 대역에서 넓은 자원을 할당해야 한다.
5G 통신 시스템(이하 5G 시스템과 혼용 가능하다)의 세가지 서비스들, 즉 eMBB, URLLC, mMTC는 하나의 시스템에서 다중화되어 전송될 수 있다. 이 때, 각각의 서비스들이 갖는 상이한 요구사항을 만족시키기 위해 서비스간에 서로 다른 송수신 기법 및 송수신 파라미터가 사용될 수 있다.
이하 5G 시스템의 프레임 구조에 대해 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 이하 본 개시가 적용되는 무선 통신 시스템은 설명의 편의 상 5G 시스템의 구성을 예로 들어 설명될 것이나, 본 개시가 적용 가능한, 5G 이상의 시스템 또는 다른 통신 시스템에서도 동일 또는 유사한 방식으로 본 개시의 실시 예들은 적용될 수 있다.
도 1은 본 개시가 적용되는 무선 통신 시스템에서 무선 자원 영역인 시간-주파수 영역의 기본 구조를 도시한 도면이다.
도 1에서, 가로 축은 시간 영역을 나타내고, 세로 축은 주파수 영역을 나타낸다. 시간 및 주파수 영역에서 자원의 기본 단위는 자원 요소(resource element, RE, 101)로서 시간 축으로 1개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼(또는 DFT-s-OFDM(discrete Fourier transform spread OFDM) 심볼)(102) 및 주파수 축으로 1개의 부반송파(subcarrier, 103)로 정의될 수 있다. 주파수 영역에서 자원 블록(RB) 당 부반송파의 수를 나타내는 (일례로 12) 개의 연속된 RE들은 하나의 자원 블록(resource block, RB, 104)을 구성할 수 있다. 또한, 시간 영역에서 서브프레임 당 심볼 수를 나타내는 개의 연속된 OFDM 심볼들은 하나의 서브프레임(subframe, 110)을 구성할 수 있다. 5G 시스템에서 자원 구조에 대한 보다 구체적인 설명은 TS 38.211 section 4 규격을 참조할 수 있다.
도 2는 본 개시가 적용되는 무선 통신 시스템에서 고려하는 슬롯 구조를 도시한 도면이다.
도 2에는 프레임(frame, 200), 서브프레임(201), 슬롯(slot, 202) 구조의 일례가 도시되어 있다. 1개의 프레임(200)은 10ms로 정의될 수 있다. 1개의 서브프레임(201)은 1ms로 정의될 수 있으며, 따라서 1개의 프레임(200)은 총 10개의 서브프레임(201)으로 구성될 수 있다. 또한, 1개의 슬롯(202, 203)은 14개의 OFDM 심볼들로 정의될 수 있다(즉, 1개의 슬롯 당 심볼 수())=14). 1개의 서브프레임(201)은 하나 또는 다수개의 슬롯(202, 203)으로 구성될 수 있으며, 1개의 서브프레임(201)당 슬롯(202, 203)의 개수는 부반송파 간격에 대한 설정 값인 μ(204, 205)에 따라 다를 수 있다.
도 2의 일례에서는 부반송파 간격 설정 값으로 μ=0(204)인 경우와 μ=1(205)인 경우의 슬롯 구조가 도시되어 있다. μ=0(204)일 경우, 1개의 서브프레임(201)은 1개의 슬롯(202)으로 구성될 수 있고, μ=1(205)일 경우, 1개의 서브프레임(201)은 2개의 슬롯(203)으로 구성될 수 있다. 즉 부반송파 간격에 대한 설정 값 μ에 따라 1개의 서브프레임 당 슬롯 수()가 달라질 수 있고, 이에 따라 1개의 프레임 당 슬롯 수()가 달라질 수 있다. 각 부반송파 간격 설정 μ에 따른 및 는 하기의 표 1로 정의될 수 있다.
μ
0 14 10 1
1 14 20 2
2 14 40 4
3 14 80 8
4 14 160 16
5 14 320 32
5G 무선 통신 시스템에서는 단말의 초기 접속을 위해 동기화 신호 블록(synchronization signal block, SSB, SS 블록(SS block), SS/PBCH 블록(SS/PBCH block) 등과 혼용될 수 있다)을 전송할 수 있고, 동기화 신호 블록은 PSS(primary synchronization signal), SSS(secondary synchronization signal), PBCH(physical broadcast channel)를 포함할 수 있다. 단말이 시스템에 접속하는 초기 접속(initial access) 단계에서, 단말은 먼저 셀 탐색(cell search)을 통해 동기화 신호(synchronization signal)로부터 하향 링크 시간 및 주파수 영역 동기를 획득하고 셀 ID (cell ID)를 획득한다. 상기 동기화 신호에는 PSS 및 SSS가 포함된다. 그리고 단말은 기지국으로부터 마스터 정보 블록(master information block, MIB)을 전송하는 PBCH를 수신하여 시스템 대역폭 또는 관련 제어 정보 등 송수신 관련한 시스템 정보 및 기본적인 파라미터 값을 획득한다. 이 정보를 바탕으로 단말은 PDCCH(physical downlink control channel) 및 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)에 대한 디코딩을 수행하여 시스템 정보 블록(system information block, SIB)을 획득할 수 있다. 이후 단말은 랜덤 액세스(random access) 단계를 통해 기지국과 단말의 식별 관련 정보를 교환하고 등록, 인증 등의 단계를 거쳐 네트워크에 초기 접속하게 된다.
이하에서는 5G 무선 통신 시스템의 셀 초기 접속 동작 절차에 대해 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
동기화 신호는 셀 탐색의 기준이 되는 신호로서, 주파수 대역 별로 위상 잡음(phase noise) 등 채널 환경에 적합한 부반송파 간격이 적용되어 전송된다. 5G 기지국은 운용하고자 하는 아날로그 빔의 개수에 따라서 동기화 신호 블록을 다수개 전송할 수 있다. 예를 들어 PSS와 SSS는 12 RB에 걸쳐서 매핑되어 전송되고 PBCH는 24 RB에 걸쳐서 매핑되어 전송될 수 있다. 하기에서 5G 통신 시스템에서 동기화 신호 및 PBCH가 전송되는 구조에 대해 설명한다.
도 3은 본 개시가 적용되는 무선 통신 시스템에서 고려되는 동기화 신호 블록을 도시한 도면이다.
도 3에 따르면, 동기화 신호 블록(SS block)(300)은 PSS(301), SSS(303), PBCH(Broadcast Channel, 302)를 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이 동기화 신호 블록(300)은 시간 축에서 4개의 OFDM 심볼(304)에 매핑된다. PSS(301)와 SSS(303)는 주파수 축으로 12 RB(305), 시간 축으로 각 첫 번째, 세 번째 OFDM 심볼에서 전송될 수 있다. 5G 시스템에서는 예를 들어 총 1008개의 서로 다른 셀 ID가 정의될 수 있고, 셀의 물리계층 ID에 따라 PSS(301)는 3개의 서로 다른 값을 가질 수 있고, SSS(303)는 336개의 서로 다른 값을 가질 수 있다. 단말은 PSS(301)와 SSS(303)에 대한 검출을 통해 그 조합으로 (336X3=)1008개의 셀 ID 중 한 가지를 획득할 수 있다. 이를 하기 수학식 1로 표현할 수 있다.
[수학식 1]
여기서 N(1) ID는 SSS(303)로부터 추정될 수 있고 0에서 335 사이의 값을 가진다. N(2) ID는 PSS(301)로부터 추정될 수 있고, 0에서 2 사이의 값을 가진다. 단말은 N(1) ID과 N(2) ID의 조합으로 셀 ID인 Ncell ID값을 추정할 수 있다.
PBCH(302)는 주파수 축으로 24 RB(306), 시간 축으로 SS 블록의 2번째 내지 4번째 OFDM 심볼에서 SSS(303)가 전송되는 가운데 12 RB를 제외한 양 쪽 6 RB(307, 308)를 포함한 자원에서 전송될 수 있다. PBCH(302)에서는 MIB로 불리는 다양한 시스템 정보들이 전송될 수 있으며, 보다 구체적으로 MIB는 하기의 표 2와 같은 정보를 포함할 수 있으며, PBCH 페이로드(PBCH payload) 및 PBCH DMRS(demodulation reference singal)는 하기의 추가적인 정보를 포함하고 있다. 5G 시스템에서 MIB에 대한 보다 구체적인 설명은 TS 38.331 규격을 참조할 수 있다.
MIB ::= SEQUENCE {
systemFrameNumber BIT STRING (SIZE (6)),
subCarrierSpacingCommon ENUMERATED {scs15or60, scs30or120},
ssb-SubcarrierOffset INTEGER (0..15),
dmrs-TypeA-Position ENUMERATED {pos2, pos3},
pdcch-ConfigSIB1 PDCCH-ConfigSIB1,
cellBarred ENUMERATED {barred, notBarred},
intraFreqReselection ENUMERATED {allowed, notAllowed},
spare BIT STRING (SIZE (1))
}
- 동기화 신호 블록 정보: MIB내의 4비트(ssb-SubcarrierOffset)를 통해 동기화 신호 블록의 주파수 영역의 오프셋이 지시된다. 상기 PBCH가 포함된 동기화 신호 블록의 인덱스는 PBCH DMRS와 PBCH의 디코딩을 통해 간접적으로 획득할 수 있다. 보다 구체적으로, 6GHz 이하 주파수 대역에서는 PBCH DMRS의 디코딩을 통해 획득된 3비트가 동기화 신호 블록 인덱스를 지시하며, 6GHz 이상 주파수 대역에서는 PBCH DMRS의 디코딩을 통해 획득된 3비트와 PBCH 페이로드에 포함되어 PBCH 디코딩에서 획득되는 3비트를 포함한, 총 6비트가 PBCH가 포함된 동기화 신호 블록 인덱스를 지시할 수 있다.
- PDCCH(physical downlink control channel) 정보: MIB내의 1비트(subCarrierSpacingCommon)를 통해 공통 하향링크 제어 채널의 부반송파 간격이 지시되며, 8비트(pdcch-ConfigSIB1)를 통해 식별자(Identity, ID) 0의 CORESET(control resource set) 및 검색 영역(search space, SS)의 시간-주파수 자원 구성 정보를 지시한다. 상기의 식별자 0의 CORESET은 controlResourceSetZero, 식별자 0의 검색영역은 searchspaceZero로 칭할 수 있다. 본 개시에서는 식별자 0의 CORESET를 편의상 CORESET#0 또는 제어영역#0, 식별자 0의 검색영역은 편의상 검색영역#0라고 부르도록 한다. 단말은 셀의 초기 접속 동안에 Type0-PDCCH CSS set의 공통탐색공간 세트를 포함하는 CORESET#0의 RB 개수 등을 지시하는 주파수 자원 및 OFDM 심볼 개수 등을 지시하는 시간 자원을 상기 pdcch-ConfigSIB1에 의해 설정 받을 수 있다.
- SFN(system frame number): MIB 내에서 6비트(systemFrameNumber)가 SFN의 일부를 가리키는데 사용된다. SFN의 LSB(Least Significant Bit) 4비트는 PBCH 페이로드에 포함되어 단말은 PBCH 디코딩을 통해 간접적으로 획득할 수 있다.
- 무선 프레임(radio frame) 내의 타이밍(timing) 정보: 상기 설명한 동기화 신호 블록 인덱스와 PBCH 페이로드에 포함되어 PBCH 디코딩을 통해 획득되는 1비트(half frame)로 단말은 동기화 신호 블록이 라디오 프레임의 첫 번째 또는 두 번째 하프 프레임(half frame)에서 전송되었는지 간접적으로 확인할 수 있다.
PSS(301)와 SSS(303)의 전송 대역폭(12RB(305))과 PBCH(302)의 전송 대역폭(24RB(306))이 서로 다르므로, PBCH(302) 전송 대역폭 내에서 PSS(301)가 전송되는 첫 번째 OFDM 심볼에서는 PSS(301)가 전송되는 가운데 12 RB를 제외한 양 쪽 6 RB(307, 308)가 존재하며, 상기 영역은 다른 신호를 전송하는데 사용되거나 또는 비어있을 수 있다.
동기화 신호 블록은 모두 동일한 아날로그 빔(analog beam)을 이용해 전송될 수 있다. 즉 PSS(301), SSS(303), PBCH(302)는 모두 동일한 빔으로 전송될 수 있다. 아날로그 빔은 주파수 축으로는 다르게 적용될 수 없는 특성이 있으므로, 특정 아날로그 빔이 적용된 특정 OFDM 심볼 내의 모든 주파수 축 RB에서는 동일한 아날로그 빔이 적용된다. 즉, PSS(301), SSS(303), PBCH(302)가 전송되는 4개의 OFDM 심볼들은 모두 동일한 아날로그 빔으로 전송될 수 있다.
도 4는 본 개시가 적용되는 통신 시스템에서 고려되는 6GHz 이하 주파수 대역에서 동기화 신호 블록의 다양한 전송 케이스들을 도시한 도면이다.
5G 통신 시스템에서 6GHz 이하 주파수 대역에서는 동기화 신호 블록 전송에 15kHz(420)의 부반송파 간격(subcarrier spacing, SCS)과 30kHz(430, 440)의 부반송파 간격이 사용될 수 있다. 15kHz 부반송파 간격에서는 동기화 신호 블록에 대한 하나의 전송 케이스(케이스#1(401))이 존재하고, 30kHz 부반송파 간격에서는 동기 신호 블록에 대한 두 개의 전송 케이스(케이스#2(402)과 케이스#3(403))이 존재할 수 있다.
도 4에서 부반송파 간격 15kHz(420)에서의 케이스#1(401)에서 동기화 신호 블록은 1ms(404) 시간 내(또는 1 슬롯이 14 OFDM 심볼로 구성되어 있을 경우, 1 슬롯 길이에 해당)에서 최대 두 개가 전송될 수 있다. 도 4의 일례에서는 동기화 신호 블록#0(407)과 동기화 신호 블록#1(408)이 도시되어 있다. 예를 들어 동기화 신호 블록#0(407)은 3번째 OFDM 심볼부터 연속된 4개의 심볼들에 매핑될 수 있고, 동기화 신호 블록#1(408)은 9번째 OFDM 심볼부터 연속된 4개의 심볼들에 매핑될 수 있다.
상기 동기화 신호 블록#0(407)과 동기화 신호 블록#1(408)에 대해 서로 다른 아날로그 빔이 적용될 수 있다. 그리고 동기화 신호 블록#0(407)이 매핑된 3 내지 6번째 OFDM 심볼에는 모두 동일한 빔이 적용될 수 있고, 동기화 신호 블록#1(408)이 매핑된 9 내지 12번째 OFDM 심볼에는 모두 동일한 빔이 적용될 수 있다. 동기화 신호 블록이 매핑되지 않는 7, 8, 13, 14번째 OFDM 심볼에서는 어떤 빔이 사용될지 기지국의 판단 하에 자유롭게 아날로그 빔이 결정될 수 있다.
도 4에서 부반송파 간격 30kHz(430)에서의 케이스#2(402)에서 동기화 신호 블록은 0.5ms(405) 시간 내(또는 1 슬롯이 14 OFDM 심볼로 구성되어 있을 경우, 1 슬롯 길이에 해당)에서 최대 두 개가 전송될 수 있고, 이에 따라 1ms(또는 1 슬롯이 14 OFDM 심볼로 구성되어 있을 경우, 2 슬롯 길이에 해당) 시간 내에서 최대 4 개의 동기화 신호 블록이 전송될 수 있다. 도 4의 일 예에서는 동기화 신호 블록#0(409), 동기화 신호 블록#1(410), 동기화 신호 블록#2(411), 및 동기화 신호 블록#3(412)이 1ms(즉, 두 슬롯) 시간 내에서 전송되는 경우가 도시되어 있다. 이 때, 동기화 신호 블록#0(409)과 동기화 신호 블록#1(410)은 각각 첫 번째 슬롯의 5번째 OFDM 심볼, 9번째 OFDM 심볼부터 매핑될 수 있고, 동기화 신호 블록#2(411)과 동기화 신호 블록#3(412)은 각각 두 번째 슬롯의 3번째 OFDM 심볼, 7번째 OFDM 심볼부터 매핑될 수 있다.
상기 동기화 신호 블록#0(409), 동기화 신호 블록#1(410), 동기화 신호 블록#2(411), 동기화 신호 블록#3(412)에는 각각 서로 다른 아날로그 빔이 적용될 수 있다. 그리고 동기화 신호 블록#0(409)이 전송되는 첫 번째 슬롯의 5 내지 8번째 OFDM 심볼, 동기화 신호 블록#1(410)이 전송되는 첫 번째 슬롯의 9 내지 12번째 OFDM 심볼, 동기화 신호 블록#2(411)가 전송되는 두 번째 슬롯의 3 내지 6번째 심볼, 동기화 신호 블록#3(412)이 전송되는 두 번째 슬롯의 7 내지 10번째 심볼들에는 각각 모두 동일한 아날로그 빔이 적용될 수 있다. 동기화 신호 블록이 매핑되지 않는 OFDM 심볼들에서는 어떤 빔이 사용될지 기지국의 판단 하에 자유롭게 아날로그 빔이 결정될 수 있다.
도 4에서 부반송파 간격 30kHz(440)에서의 케이스#3(403)에서 동기화 신호 블록은 0.5ms(406) 시간 내(또는 1 슬롯이 14 OFDM 심볼로 구성되어 있을 경우, 1 슬롯 길이에 해당)에서 최대 두 개가 전송될 수 있고, 이에 따라 1ms(또는 1 슬롯이 14 OFDM 심볼로 구성되어 있을 경우, 2 슬롯 길이에 해당) 시간 내에서 최대 4 개의 동기화 신호 블록이 전송될 수 있다. 도 4의 일 예에서는 동기화 신호 블록#0(413), 동기화 신호 블록#1(414), 동기화 신호 블록#2(415), 및 동기화 신호 블록#3(416)이 1ms(즉, 두 슬롯) 시간 내에서 전송되는 것이 도시되어 있다. 이 때, 동기화 신호 블록#0(413)과 동기화 신호 블록#1(414)은 각각 첫 번째 슬롯의 3번째 OFDM 심볼, 9번째 OFDM 심볼부터 매핑될 수 있고 동기화 신호 블록#2(415)와 동기화 신호 블록#3(416)은 각각 두 번째 슬롯의 3번째 OFDM 심볼, 9번째 OFDM 심볼부터 매핑될 수 있다.
상기 동기화 신호 블록#0(413), 동기화 신호 블록#1(414), 동기화 신호 블록#2(415), 동기화 신호 블록#3(416)에는 각각 서로 다른 아날로그 빔이 사용될 수 있다. 상기한 예들에서 설명한 바와 같이 각 동기화 신호 블록이 전송되는 4개의 OFDM 심볼들에서는 모두 동일한 아날로그 빔이 사용될 수 있고, 동기화 신호 블록이 매핑되지 않는 OFDM 심볼들에서는 어떤 빔이 사용될지 기지국의 판단 하에 자유롭게 결정될 수 있다.
도 5는 본 개시가 적용되는 무선 통신 시스템에서 고려되는 6GHz 이상 주파수 대역에서 동기화 신호 블록의 전송 케이스들을 도시한 도면이다.
5G 통신 시스템에서 6GHz 이상 주파수 대역에서는 동기화 신호 블록 전송에 케이스#4(510)의 예와 같이 120kHz(530)의 부반송파 간격과 케이스#5(520)의 예와 같이 240kHz(540)의 부반송파 간격이 사용될 수 있다.
부반송파 간격 120kHz(530)의 케이스#4(510)에서 동기화 신호 블록은 0.25ms(501) 시간 내(또는 1 슬롯이 14 OFDM 심볼로 구성되어 있을 경우, 2 슬롯 길이에 해당)에서 최대 4 개가 전송될 수 있다. 도 5의 일례에서는 동기화 신호 블록#0(503), 동기화 신호 블록#1(504), 동기화 신호 블록#2(505), 동기화 신호 블록#3(506)이 0.25ms(즉, 두 슬롯)에서 전송되는 경우가 도시되어 있다. 이 때, 동기화 신호 블록#0(503)과 동기화 신호 블록#1(504)은 각각 첫 번째 슬롯의 5번째 OFDM 심볼부터 연속된 4개의 심볼들에 매핑될 수 있고, 9번째 OFDM 심볼부터 연속된 4개의 심볼들에 매핑될 수 있고, 동기화 신호 블록#2(505)와 동기화 신호 블록#3(506)은 각각 두 번째 슬롯의 3번째 OFDM 심볼부터 연속된 4개의 심볼들에 매핑될 수 있고, 7번째 OFDM 심볼부터 연속된 4개의 심볼들에 매핑될 수 있다.
상기한 실시 예에서 설명한 바와 같이 동기화 신호 블록#0(503), 동기화 신호 블록#1(504), 동기화 신호 블록#2(505), 동기화 신호 블록#3(506)에는 각각 서로 다른 아날로그 빔이 사용될 수 있다. 그리고 각 동기화 신호 블록이 전송되는 4개의 OFDM 심볼들에서는 모두 동일한 아날로그 빔이 사용될 수 있고, 동기화 신호 블록이 매핑되지 않는 OFDM 심볼들에서는 어떤 빔이 사용될지 기지국의 판단 하에 자유롭게 결정될 수 있다.
부반송파 간격 240kHz(540)에서의 케이스#5(520)에서 동기화 신호 블록은 0.25ms(502) 시간 내(또는 1 슬롯이 14 OFDM 심볼로 구성되어 있을 경우, 4 슬롯 길이에 해당)에서 최대 8 개가 전송될 수 있다. 도 5의 일례에서 동기화 신호 블록#0(507), 동기화 신호 블록#1(508), 동기화 신호 블록#2(509), 동기화 신호 블록#3(510), 동기화 신호 블록#4(511), 동기화 신호 블록#5(512), 동기화 신호 블록#6(513), 동기화 신호 블록#7(514)가 0.25ms(즉 4 슬롯)에서 전송되는 경우가 도시되어 있다. 이 때, 동기화 신호 블록#0(507)과 동기화 신호 블록#1(508)은 각각 첫 번째 슬롯의 9번째 OFDM 심볼부터 연속된 4개의 심볼들에 매핑될 수 있고, 13번째 OFDM 심볼부터 연속된 4개의 심볼들에 매핑될 수 있고, 동기화 신호 블록#2(509)와 동기화 신호 블록#3(510)은 각각 두 번째 슬롯의 3번째 OFDM 심볼부터 연속된 4개의 심볼들에 매핑될 수 있고, 7번째 OFDM 심볼부터 연속된 4개의 심볼들에 매핑될 수 있고, 동기화 신호 블록#4(511), 동기화 신호 블록#5(512), 동기화 신호 블록#6(513)은 각각 세 번째 슬롯의 5번째 OFDM 심볼부터 연속된 4개의 심볼들에 매핑될 수 있고, 9번째 OFDM 심볼부터 연속된 4개의 심볼들에 매핑될 수 있고, 13번째 OFDM 심볼부터 연속된 4개의 심볼들에 매핑될 수 있고, 동기화 신호 블록#7(514)는 4 번째 슬롯의 3번째 OFDM 심볼부터 연속된 4개의 심볼들에 매핑될 수 있다.
상기한 실시 예에서 설명한 바와 같이 동기화 신호 블록#0(507), 동기화 신호 블록#1(508), 동기화 신호 블록#2(509), 동기화 신호 블록#3(510), 동기화 신호 블록#4(511), 동기화 신호 블록#5(512), 동기화 신호 블록#6(513), 동기화 신호 블록#7(514)에는 각각 서로 다른 아날로그 빔이 사용될 수 있다. 그리고 각 동기화 신호 블록이 전송되는 4개의 OFDM 심볼들에서는 모두 동일한 아날로그 빔이 사용될 수 있고, 동기화 신호 블록이 매핑되지 않는 OFDM 심볼들에서는 어떤 빔이 사용될 기지국의 판단 하에 자유롭게 결정될 수 있다.
도 6은 본 개시가 적용되는 무선 통신 시스템에서 5ms 시간 내 부반송파 간격에 따른 동기화 신호 블록의 전송 케이스들을 도시한 도면이다.
5G 통신 시스템에서는 동기화 신호 블록이 5ms(5개 서브프레임 또는 하프 프레임(half frame)에 해당, 610) 단위로 주기적으로 전송될 수 있다.
3GHz 이하 주파수 대역에서는 동기화 신호 블록이 5ms(610) 시간 내 최대 4개가 전송될 수 있다. 3GHz 초과 6GHz 이하 주파수 대역에서는 동기화 신호 블록이 최대 8개가 전송될 수 있다. 6GHz 초과 주파수 대역에서는 동기화 신호 블록이 최대 64개가 전송될 수 있다. 상기에서 설명한 바와 같이 부반송파 간격 15kHz, 30kHz는 6GHz이하 주파수에서 사용될 수 있다.
도 6의 일례에서는 도 4의 한 개의 슬롯으로 구성된 부반송파 간격 15kHz에서의 케이스#1(401)에서는 3GHz이하 주파수 대역에서 동기화 신호 블록이 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯에 매핑될 수 있어 최대 4개(621)가 전송될 수 있고, 3GHz 초과 6GHz 이하 주파수 대역에서는 동기화 신호 블록이 첫 번째, 두 번째, 세 번째, 네 번째 슬롯에 매핑될 수 있어 최대 8개(622)가 전송될 수 있다. 도 4의 두 개의 슬롯으로 구성된 부반송파 간격 30kHz에서의 케이스#2(402) 또는 케이스#3(403)에서는 3GHz 이하 주파수 대역에서 동기화 신호 블록이 첫 번째 슬롯을 시작으로 매핑될 수 있어 최대 4개(631, 641)가 전송될 수 있고 3GHz 초과 6GHz 이하 주파수 대역에서는 동기화 신호 블록이 첫 번째, 세 번째 슬롯을 시작으로 매핑될 수 있어 최대 8개(632, 642)가 전송될 수 있다.
부반송파 간격 120kHz, 240kHz는 6GHz 초과 주파수에서 사용될 수 있다. 도 6의 일례에서는 도 5의 두 개의 슬롯으로 구성된 부반송파 간격 120kHz에서의 케이스#4(510)에서는 6GHz 초과 주파수 대역에서 동기화 신호 블록이 1, 3, 5, 7, 11, 13, 15, 17, 21, 23, 25, 27, 31, 33, 35, 37 번째 슬롯을 시작으로 매핑될 수 있어 최대 64개(651)가 전송될 수 있다. 도 6의 일례에서는 도 5의 4개의 슬롯으로 구성된 부반송파 간격 240kHz에서의 케이스#5(520)에서는 6GHz 초과 주파수 대역에서 동기화 신호 블록이 1, 5, 9, 13, 21, 25, 29, 33 번째 슬롯을 시작으로 매핑될 수 있어 최대 64개(661)가 전송될 수 있다.
한편, 단말은 수신한 MIB에 포함되어 있는 시스템 정보를 기반으로 PDCCH 및 PDSCH의 디코딩을 수행한 뒤, SIB를 획득할 수 있다. SIB는 적어도 상향 링크 셀 대역폭, 랜덤 액세스 파라미터, 페이징 파라미터, 상향 링크 전력 제어와 관련된 파라미터 등 중 적어도 하나를 포함한다.
한편 3GPP에서는 NR을 기반으로 동작하는 저복잡도 단말(Reduced Capability, RedCap) 표준이 완료되었다. 다시 상기 단말의 복잡도를 더욱더 줄이기 위해 진화된 저복잡도 단말(Enhanced Reduced capability UE)에 대한 논의가 진행 중이다. 상기와 같이 단말의 복잡도를 더욱더 줄이기 위해 RF 대역폭을 20MHz에서 5MHz로 줄이거나 베이스밴드의 대역폭을 20MHz에서 5MHz로 줄이는 등의 방안을 고려하고 있다. 특히, 본 개시에서는 RF 대역폭은 20MHz로 두고, 하향/상향 데이터를 제외한 나머지 채널/신호등은 20MHz의 베이스밴드 대역폭을 유지하며, 하향/상향 데이터 송수신을 위한 베이스밴드의 대역폭은 특정 값 (이하 본 개시에서는 설명의 편의를 위해 상기 특정 값이 5MHz인 경우를 예시로 들지만, 이에 한정되는 것은 아니다)으로 줄이는 방안을 고려한다.
먼저 상기 진화된 저복잡도 단말이 셀(또는 기지국)에 접속하기 위한 초기 셀 접속 과정을 설명한다. 본 개시에서 상기 진화된 저복잡도 단말은 셀(또는 기지국)에 접속하기 위한 초기 셀 접속에서 상기 도 4 또는 도 5의 실시 예와 같이 동기화 신호 블록을 수신하여 셀 동기를 획득한 후, MIB 획득 또는 SIB 획득 또는 랜덤 액세스 과정을 통해 상기 셀이 진화된 저복잡도 단말을 지원하는지의 여부를 판단할 수 있다. 그리고 상기 셀이 진화된 저복잡도 단말을 지원한다고 판단하는 경우, 상기 진화된 저복잡도 단말은 상기 셀에서 상기 진화된 저복잡도 단말이 지원하는 RF 혹은 베이스밴드 대역폭 사이즈, 전이중 (full-duplex) 통신 또는 반이중 (half-duplex) 통신 지원 여부, 구비하고 있는(또는 지원하는) 송신 또는 수신 안테나 개수, 상위 신호에 의해 설정된 단말 전용의 대역폭 부분이 제어영역#0와 동기화 신호 블록을 포함하는 경우를 진화된 저복잡도 단말이 지원하는지 또는 상위 신호에 의해 설정된 단말 전용의 대역폭 부분이 제어영역#0와 동기화 신호 블록을 포함하지 않는 경우도 진화된 저복잡도 단말이 지원하는지 등에 대한 capability 정보를 적어도 1개 이상 상기 기지국에게 전송함으로써, 상기 접속하려고 시도하는 단말이 진화된 저복잡도 단말임을 기지국이 알 수 있도록 할 수 있다. 또는 반이중 통신 지원이 진화된 저복잡도 단말에게 필수 구현인 경우, 상기 반이중 통신 지원 여부는 capability 정보에서 생략될 수 있다.
기지국은 저복잡도 단말 또는 진화된 저복잡도 단말 각각을 위해 별도의 랜덤 액세스 자원을 구성하고, 상기 랜덤 액세스 자원에 대한 구성 정보를 시스템 정보를 통해 진화된 저복잡도 단말에게 전송할 수 있다. 상기 랜덤 액세스 자원에 대한 정보를 전송하기 위한 시스템 정보는 셀 내에서 다른 버전의 규격을 지원하는 단말을 위한 시스템 정보와 구별되는 별도로 전송되는 시스템 정보일 수 있으며, 상기 기지국은 다른 버전의 규격을 지원하는 단말과 진화딘 저복잡도 단말에 대해 별도의 랜덤 액세스 자원을 설정함으로써, 상기 다른 버전의 규격을 지원하는 단말이 랜덤 액세스를 수행하는지 또는 진화된 저복잡도 단말이 랜덤 액세스를 수행하는지를 구별하는 것이 가능할 수 있다. 또는 기지국은 진화된 저복잡도 단말을 위해 별도의 랜덤 액세스 자원을 설정하지 않고, 셀 내에 모든 단말들을 위한 공통의 랜덤 액세스 자원을 설정할 수 있다. 이 경우 상기 랜덤 액세스 자원에 대한 구성 정보는 시스템 정보를 통해 셀 내의 모든 단말에게 전송될 수 있으며, 상기 시스템 정보를 수신한 단말은 상기의 랜덤 액세스 자원에서 랜덤 액세스를 수행 할 수 있다.
이후 단말은 랜덤 액세스 과정을 완료하여 셀과 데이터를 송수신하기 위한 RRC 접속 모드로 진입할 수 있다.
일반적으로 단말은 셀의 셀 탐색 과정에서 획득한 네트워크와의 동기 및 시스템 정보를 기반으로 랜덤 액세스(random access) 절차를 통하여 네트워크와의 무선 링크를 형성할 수 있다. 랜덤 액세스는 경쟁-기반(contention-based) 또는 비경쟁-기반(contention-free)의 방식이 사용될 수 있다. 셀의 초기 접속 단계에서 단말이 셀 선택 및 재선택을 수행할 경우, 예를 들어 RRC_IDLE(RRC 유휴) 상태에서 RRC_CONNECTED(RRC 연결) 상태로 이동하는 경우 등의 목적으로 경쟁-기반 랜덤 액세스 방식이 사용될 수 있다. 비경쟁-기반 랜덤 액세스는 하향링크 데이터가 도달한 경우, 핸드 오버의 경우, 또는 위치 측정의 경우에 상향링크 동기를 재설정하는 경우에 사용될 수 있다.
아래 표 3은 5G 시스템에서 랜덤 액세스 절차가 트리거 되는 조건들(이벤트들)을 예시한 것이다. 구체적인 설명은 TS 38.300을 참조할 수 있다.
- Initial access from RRC_IDLE;
- RRC Connection Re-establishment procedure;
- DL or UL data arrival during RRC_CONNECTED when UL synchronisation status is "non-synchronised";
- UL data arrival during RRC_CONNECTED when there are no PUCCH resources for SR available;
- SR failure;
- Request by RRC upon synchronous reconfiguration (e.g. handover);
- Transition from RRC_INACTIVE;
- To establish time alignment for a secondary TAG;
- Request for Other SI (see clause 7.3);
- Beam failure recovery;
다음으로 5G 통신 시스템에서 대역폭부분(Bandwidth Part; BWP) 설정에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
5G 통신 시스템에서 기지국은 단말에게 하나 또는 다수 개의 대역폭부분을 설정해줄 수 있으며, 각 대역폭부분에 대하여 하기의 표 4에 포함된 정보들을 설정해 줄 수 있다.
BWP ::= SEQUENCE {
bwp-Id BWP-Id,
(대역폭부분 식별자)
locationAndBandwidth INTEGER (1..65536),
(대역폭부분 위치)
subcarrierSpacing ENUMERATED {n0, n1, n2, n3, n4, n5},
(부반송파 간격)
cyclicPrefix ENUMERATED { extended }
(순환 전치)
}
상기 설정 정보 외에도 대역폭부분과 관련된 다양한 파라미터들이 단말에게 설정될 수 있다. 상기 정보들은 상위 계층 시그널링, 예컨대 RRC 시그널링을 통해 기지국이 단말에게 전달할 수 있다. 설정된 하나 또는 다수 개의 대역폭부분들 중에서 적어도 하나의 대역폭부분이 활성화(Activation)될 수 있다. 설정된 대역폭부분에 대한 활성화 여부는 기지국으로부터 단말에게 RRC 시그널링을 통해 준정적으로 전달되거나 DCI를 통해 동적으로 전달될 수 있다.
RRC 연결 전의 단말은 초기 접속을 위한 초기 대역폭부분 (Initial BWP)을 MIB(Master Information Block) 또는 SIB1(System Information Block 1)를 통해 기지국으로부터 설정받을 수 있다.
제어영역#0, 탐색공간#0 및 초기대역폭부분 설정에 대해 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 PDCCH가 전송될 수 있는 제어영역#0과 탐색 공간#0에 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.
상기 초기 대역폭부분을 설정하는 방법에 있어서, RRC 연결(Connected) 전의 단말들은 초기 접속 단계에서 MIB(Master Information Block)을 통해 초기 대역폭부분(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 대역폭부분으로 간주될 수 있으며, 설정된 초기 대역폭부분을 통해 단말은 SIB가 전송되는 PDSCH를 수신할 수 있다. 초기 대역폭부분은 SIB을 수신하는 용도 외에도, 다른 시스템 정보(Other System Information, OSI), 페이징(Paging), 랜덤 엑세스(Random Access) 용으로 활용될 수도 있다.
저복잡도 단말의 경우 단말의 복잡도를 줄이기 위해 RF 대역폭을 줄이고 (FR1의 경우 100MHz에서 20MHz로 감소, FR2의 경우 200MHz에서 100MHz로 감소), 수신 안테나 개수를 4개 또는 2개에서 1개, 2개에서 1개로 감소시키는 등의 복잡도 절감 방안에 대한 표준화를 완료하였다.
진화된 저복잡도 단말의 경우 단말의 복잡도를 더욱더 줄이기 위해 RF 대역폭을 20MHz에서 5MHz로 줄이거나 베이스밴드의 대역폭을 20MHz에서 5MHz로 줄이는 등의 방안을 고려하고 있다. 특히, 본 개시에서는 RF 대역폭은 20MHz로 두고, 하향/상향 데이터를 제외한 나머지 채널/신호등은 20MHz의 베이스밴드 대역폭을 유지하며, 하향/상향 데이터 송수신을 위한 베이스밴드의 대역폭은 특정 값 (이하 본 개시에서는 설명의 편의를 위해 상기 특정 값이 5MHz인 경우를 예시로 들지만, 이에 한정되는 것은 아니다)으로 줄이는 방안을 고려한다. 한 기지국 내에 진화된 저복잡도 단말, Rel-17 저복잡도 단말, Rel-15~Rel-17 일반 단말이 공존하는 경우, 기존 Rel-17 저복잡도 단말, Rel-15~Rel-17 일반 단말과는 다른 진화된 저복잡도 단말만의 SIB1을 지원하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 또한, 진화된 저복잡도 단말이 5MHz의 하향/상향 데이터 송수신을 위한 베이스밴드로 인해 5MHz에 해당하는 포스트-FFT 버퍼만 구비하고 있는 상황에서 하향 제어 채널 복호 전에 상하향 데이터 채널의 자원 할당을 알 수 없어서 20MHz에 해당하는 수신 신호를 모두 저장할 수 없는 문제가 있다. 따라서, 진화된 저복잡도 단말이 5MHz에 해당하는 상하향 데이터 채널의 자원 할당에 대한 지시를 수신하고, 5MHz의 상하향 데이터 채널을 수신하는 방법 및 장치를 제공한다.
도 7은 진화된 저복잡도 단말을 위한 제어영역#0 혹은 제어영역을 통한 제어 채널을 수신하고 관련한 하향 데이터를 수신하는 것을 도시한 도면이다.
도 7을 사용하여 진화된 저복잡도 단말이 5MHz에 해당하는 상하향 데이터 채널의 자원 할당에 대한 지시를 수신하고, 5MHz의 상하향 데이터 채널을 수신하는 방안에 대하여 설명하도록 한다.
도 3에서 설명한 것처럼 기존 Rel-16 단말 또는 저복잡도 단말 또는 진화된 저복잡도 단말은 동기화 신호 블록에서 PSS, SSS, PBCH를 수신할 수 있다. 단말은 상기 PBCH에서 MIB 내의 pdcch-ConfigSIB1을 통해 동기화 신호 블록과 제어영역#0(701)간의 다중화 패턴 정보, 제어영역#0(701)의 주파수 영역에서의 RB 개수 및 시간 영역에서의 심볼 개수, 제어영역#0(701)의 주파수영역 시작 위치와 동기화 신호 블록의 주파수영역 시작 위치 사이에 오프셋 정보, 제어영역#0(701)의 시간 영역에서의 슬롯 및 심볼 위치를 획득할 수 있다.
일 예로 Rel-16 단말 또는 저복잡도 단말 또는 진화된 저복잡도 단말은 pdcch-ConfigSIB1의 4비트를 통해 다음 표 5에서 0부터 15 사이의 인덱스 값 중 하나의 인덱스 값을 결정할 수 있고, 결정된 인덱스 값에 해당하는 상기 정보들 중 일부 즉, 동기화 신호 블록과 제어영역#0(701)간의 다중화 패턴 정보, 제어영역#0(701)의 주파수 영역에서의 RB 개수 및 시간 영역에서의 심볼 개수, 제어영역#0(701)의 주파수 영역 시작 위치와 동기화 신호 블록의 주파수 영역 시작 위치 사이의 오프셋 정보를 획득할 수 있다. 또한 Rel-16 단말 또는 저복잡도 단말 또는 진화된 저복잡도 단말은 pdcch-ConfigSIB1의 또 다른 4비트를 통해 다음 표 6에서 0부터 15 사이의 인덱스 값 중 하나의 인덱스 값을 결정할 수 있고, 결정된 인덱스 값에 해당하는 상기 정보들 중 일부, 즉 제어영역#0(701)의 시간 영역에서의 슬롯 및 심볼 위치를 획득할 수 있다.
하기 표 5와 표 6는 일 예시에 불과하며, 같은 정보를 맵핑하기 위한 또 다른 표들이 존재할 수 있다. 예를 들어, 표 5와 유사하게, 특정 개수의 비트로 동기화 신호 블록과 제어 영역#0과의 다중화 패턴 정보, 제어 영역#0의 주파수 영역에서의 RB 개수 및 시간 영역에서의 심볼 개수, 제어 영역#0의 주파수 영역 시작 위치와 동기화 신호 블록의 주파수 영역 시간 위치 사이의 오프셋 정보를 함께 지시하기 위한 다수의 표들이 정의 될 수 있고, 상기의 다수의 표들 중에 어떤 표를 상기 진화된 저복잡도 단말이 선택할지는 동기화 신호 블록의 부반송파 간격(subcarrier spacing, SCS), 제어 채널의 SCS, 주파수 밴드의 최소 채널 대역폭, 공유 스펙트럼 채널 접속(shared spectrum channel access) 중 적어도 하나를 기반으로 동작하는 주파수 밴드의 정보에 의해 결정될 수 있다. 또한, 표 6과 유사하게, 특정 개수의 비트로 제어 영역#0의 시간 영역에서의 슬롯 및 심볼 위치를 지시하기 위한 다수의 표들이 정의될 수 있고, 상기의 다수의 표들 중에 어떤 표를 상기 진화된 저복잡도 단말이 선택할지는 동기화 신호 블록의 부반송파 간격(subcarrier spacing, SCS), 제어 채널의 SCS, 주파수 밴드의 최소 채널 대역폭, 공유 스펙트럼 채널 접속(shared spectrum channel access) 중 적어도 하나를 기반으로 동작하는 주파수 밴드의 정보에 의해 결정될 수 있다.
Index SS/PBCH block and CORESET multiplexing pattern Number of RBs Number of Symbols Offset (RBs)
0 1 24 2 0
1 1 24 2 2
2 1 24 2 4
3 1 24 3 0
4 1 24 3 2
5 1 24 3 4
6 1 48 1 12
7 1 48 1 16
8 1 48 2 12
9 1 48 2 16
10 1 48 3 12
11 1 48 3 16
12 1 96 1 38
13 1 96 2 38
14 1 96 3 38
15 Reserved
Index Number of search space sets per slot First symbol index
0 0 1 1 0
1 0 2 1/2 {0, if i is even}, {, if i is odd}
2 2 1 1 0
3 2 2 1/2 {0, if i is even}, {, if i is odd}
4 5 1 1 0
5 5 2 1/2 {0, if i is even}, {, if i is odd}
6 7 1 1 0
7 7 2 1/2 {0, if i is even}, {, if i is odd}
8 0 1 2 0
9 5 1 2 0
10 0 1 1 1
11 0 1 1 2
12 2 1 1 1
13 2 1 1 2
14 5 1 1 1
15 5 1 1 2
상기 정보들을 획득하여 기존 Rel-16 단말 또는 저복잡도 단말 또는 진화된 저복잡도 단말은 제어영역#0(701)의 시간-주파수 위치를 판단할 수 있다.
기존 Rel-16 단말 또는 저복잡도 단말 또는 진화된 저복잡도 단말에게 SIB1에서의 initialDownlinkBWP를 통해 초기대역폭 부분에 대한 설정이 제공되지 않는 경우, 초기대역폭 부분은 상기의 제어영역#0(701)의 주파수 영역 즉, 제어영역#0(701)의 가장 낮은 값의 PRB로부터 시작하고 가장 높은 값의 PRB에서 끝나는 연속적인 PRB들의 위치와 개수에 따른 주파수 자원과 동일한 주파수 자원을 갖는 것으로 정의될 수 있다.
상기 초기 대역폭 부분은 셀 내의 모든 단말 즉, 기존 Rel-16 단말 또는 저복잡도 단말 또는 진화된 저복잡도 단말에게 적용될 수 있는 공통의 초기 대역폭 부분 또는 공통의 제어 영역#0 일 수 있다. 하지만, 진화된 저복잡도 단말의 수신 안테나 개수가 기존 Rel-16 단말에 비해 적을 수 있기 때문에 기존 Rel-16 단말과 유사한 하향링크 커버리지를 제공하기 위해서 초기 대역폭 부분 또는 제어영역#0에서 많은 하향 자원이 필요할 수 있다. 이 때, 기존 Rel-16 단말과의 데이터 송수신에 필요한 초기 대역폭 내의 하향링크 자원에 대한 영향을 최소화하면서 다수의 진화된 저복잡도 단말의 초기 접속 시 전용의 초기 대역폭 부분 및 제어영역#0를 설정할 수 있다.
다음으로, 진화된 저복잡도 단말에게 SIB1 또는 진화된 저복잡도 단말 전용의 새로운 SIB1 을 설정하는 방안에 대하여 설명하도록 한다.
상기 진화된 저복잡도 단말이 전용의 SIB1이 존재하는지 여부를 판단하기 위해 상기 PBCH에서 MIB 내의 가장 마지막 비트인 spare 1 비트를 활용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 기지국이 상기의 spare 1 비트를 이용하여 진화된 저복잡도 단말 전용의 SIB1의 존재 여부를 ENUMERATED {existed, notExisted}로 지시하고, 진화된 저복잡도 단말이 상기 spare 1 비트 내의 상기 값을 수신함으로써 진화된 저복잡도 단말 전용의 SIB1이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.
다음으로 진화된 저복잡도 단말이 상기 단말 전용의 SIB1을 수신하는 방안을 설명하도록 한다.
상기 진화된 저복잡도 단말의 초기 접속 시 공통의 초기 대역폭 부분 및 공통의 제어 영역#0에서 기지국은 상기 진화된 저복잡도 단말 전용의 SIB1을 스케줄링 하는 PDCCH를 전송할 수 있다. 상기 진화된 저복잡도 단말 전용의 SIB1은 항상 5MHz 이내의 자원 할당을 갖도록 제한될 있다.
한편, 상기 공통의 제어 영역#0에는 일반 단말 뿐만 아니라 저복잡도 단말이 수신하는 공통의 SIB1을 스케줄링하는 PDCCH가 존재할 수 있다. 따라서, 상기 PDCCH와 진화된 저복잡도 단말 전용의 SIB1을 스케줄링하는 PDCCH를 구분하기 위해서 RNTI가 구분될 수 있다. 즉, 상기의 공통의 SIB1을 스케줄링하는 PDCCH는 SI-RNTI로 스크램블링 될 수 있지만, 상기 진화된 저복잡도 단말 전용의 SIB1을 스케줄링하는 PDCCH를 스크램블링 하기 위한 RNTI는 상기 SI-RNTI와는 구별되는 new SI-RNTI가 사용될 수 있다. 상기의 new SI-RNTI의 용어는 본 발명에서 편의상 상기 진화된 저복잡도 단말 전용의 SIB을 스케줄링 하는 PDCCH에 적용되는 새로운 SI-RNTI를 일컫는 용어이며, 규격에는 eRedCap_SI-RNTI등 진화된 저복잡도에게 적용되는 RNTI를 의미하는 것으로 정의될 수 있다. 다음으로 진화된 저복잡도 단말이 5MHz의 하향/상향 데이터 송수신을 위한 베이스밴드로 인해 5MHz에 해당하는 포스트-FFT 버퍼만 구비하고 있는 상황에서, 상기 진화된 저복잡도 단말은 하향 제어 채널 복호 전에 상하향 데이터 채널의 자원 할당을 알 수 없기 때문에 20MHz에 해당하는 수신 신호를 모두 저장할 수 없는 문제가 있다. 따라서, 진화된 저복잡도 단말이 5MHz에 해당하는 상하향 데이터 채널의 자원 할당에 대한 지시를 수신하고, 5MHz의 상하향 데이터 채널을 수신하는 방안을 설명하도록 한다.
아래에서 주로 제어영역#0와 SIB1 PDSCH, 상기 SIB1 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH에 대해서 설명하지만, 일반적인 제어영역과 일반적인 PDSCH, 상기 일반적인 PDSCH를 스케줄링하는 일반적인 PDCCH에도 적용될 수 있다. 또한 상기 최대 5MHz에 해당하는 SIB1 PDSCH가 전송되는 자원 영역은 연속적인 PRB들(704)일 수도 있고, 비 연속적인 PRB들 (713)일 수도 있다.
도 7에서 진화된 저복잡도 단말이 20MHz의 제어영역#0(701 혹은 711)에서 진화된 저복잡도 단말 전용의 SIB1 혹은 공통의 SIB1을 스케줄링 하는 PDCCH를 수신할 수 있다. 이 때, 진화된 저복잡도 단말은 PDCCH를 복호 하기 전에 SIB1 PDSCH (703 혹은 713)이 어떤 5MHz에 전송되는지를 알 수가 없으며, 오직 5MHz에 해당하는 데이터만 수신할 수 있는 버퍼를 구비할 수 있다. 상기 5MHz에 해당하는 버퍼에서 상기 SIB1 PDSCH를 수신하기 위한 방안을 제공한다.
첫번째 방안으로써 진화된 저복잡도 단말은 SIB1 PDSCH는 SIB1 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH의 마지막 심볼을 기반으로 X 심볼 혹은 X 슬롯 혹은 X [Tc] 이후 SIB1 PDSCH의 첫번째 심볼 혹은 SIB1 PDSCH가 스케줄링되는 것을 기대할 수 있다. 따라서, 상기 진화된 저복잡도 단말은 상기 SIB1 PDSCH는 SIB1 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH의 마지막 심볼을 기반으로 X 심볼 혹은 X 슬롯 혹은 X [Tc] 이전에 SIB1 PDSCH의 첫번째 심볼 혹은 SIB1 PDSCH가 스케줄링되는 것을 기대하지 않을 수 있다. 상기 X는 미리 정의된 값일 수 있으며, 특정 값들이 표의 형태로 정의되거나 상위 신호(가령, SIB, RRC 혹은 MAC CE)에서 미리 설정되어 어떤 값이 선택될지 PDCCH 혹은 또 다른 상위 신호(가령 SIB, RRC 혹은 MAC CE)를 통해 지시될 수 도 있다.
두번째 방안으로써 진화된 저복잡도 단말은 PDCCH 복호 프로세싱 타임(702 또는 712)과 관련한 capability를 기지국에게 상위 신호로 보고하고, 기지국은 상기 PDCCH 복호 프로세싱 타임(702 또는 712)을 고려하여 SIB1 PDSCH를 상기 PDCCH 복호 프로세싱 타임(702 또는 712) 이후에 스케줄링해 줄 수 있다. 따라서, 상기 진화된 저복잡도 단말은 상기 PDCCH 복호 프로세싱 타임(702 또는 712)내에서 상기 PDCCH를 복호하여 5MHz에 해당하는 SIB1 PDSCH을 저장할 수 있다. 이 때, 상기 진화된 저복잡도 단말은 상기 PDCCH 복호 프로세싱 타임(702 또는 712) 이후에 상기 SIB1 PDSCH가 수신되는 것을 기대할 수 있다. 혹은 상기 진화된 저복잡도 단말은 상기 PDCCH 복호 프로세싱 타임(702 또는 712) 이전에 상기 SIB1 PDSCH가 수신되는 것을 기대하지 않을 수 있다.
세번째 방안으로써 어떤 5MHz 자원 영역에서 SIB1 PDSCH가 전송될 수 있는지는 미리 지시될 수 있다. 상기 첫번째, 두번째 방안처럼 PDCCH를 통해 지시되는 것도 가능하며, 또 다른 방안으로써 상위 신호에 의해 진화된 저복잡도 단말에게 미리 설정되는 것도 가능하다.
이 때, 상기 SIB1 PDSCH가 전송될 수 있는 진화된 저복잡도 단말의 공통의 초기 대역폭 부분 혹은 전용의 초기 대역폭 부분, 혹은 일반적인 초기 대역폭 부분은 5MHz 이내의 서브 밴드로 나뉘어질 수 있다. 상기 서브 밴드는 SIB1 PDSCH가 전송된다고 지시될 수 있는 자원 영역의 최소 단위를 의미할 수 있다. 서브 밴드의 사이즈는 SCS(subcarrier spacing)별로 달라질 수 있다. 가령, 15kHz의 경우 서브 밴드의 사이즈는 25RB, 30kHz의 경우 서브 밴드의 사이즈는 11RB일 수 있다.
도 8을 통해 상기 대역폭 부분들은 각각의 서브 밴드로 나누고 진화된 저복잡도 단말에게 어떤 서브 밴드에서 SIB1 PDSCH가 전송될 수 있는지를 지시하는 방안을 설명하도록 한다.
도 8는 본 개시의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 진화된 저복잡도 단말을 위한 5MHz 자원 영역을 지시하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 8에서 대역폭 부분은 106RB로 가정될 수 있으며, SCS는 15kHz이며, 서브밴드 사이즈 P는 25RB일 수 있다. 상기의 106RB의 대역폭 부분은 총 5개의 서브밴드로 구성될 수 있다(N_SB로부터 계산될 수 있다.). 서브밴드 0(SB0)는 대역폭 부분의 시작 PRB인 4로부터 시작하며, 총 21RB로 구성된다(로부터 계산될 수 있다). SB1, SB2, SB3는 25RB로 구성된다(모든 다른 SB의 사이즈는 P로부터 계산될 수 있다). 마지막으로 SB4는 총 10RB로 구성된다(로부터 계산될 수 있다). 상기의 서브밴드 구성을 통해 어떤 서브 밴드가 선택되어 SIB1 PDSCH가 전송될 수 있는지가 N 비트로 지시되거나(도 8에서는 3비트로 SB0은 000, SB1은 001, SB2는 010, SB3은 011, SB4는 100으로 지시될 수 있다.) 혹은 도 8에서와 같이 가령 5비트의 비트맵으로 구성되어 SIB1 PDSCH가 전송될 수 있는 하나 이상의 서브 밴드가 지시될 수 있다.
본 개시의 또다른 실시예에서 진화된 저복잡도 단말은 상기 PDCCH를 복호하여 SIB1 PDSCH를 수신하기 전에 또 다른 PDCCH를 수신하는 것을 기대하지 않을 수 있다. 혹은 진화된 저복잡도 단말은 상기 PDCCH의 마지막 심볼을 복호하여 SIB1 PDSCH의 첫번째 심볼을 수신하기 전에 또 다른 PDCCH를 수신하는 것을 기대하지 않을 수 있다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따른 진화된 저복잡도 단말이 제어영역#0 혹은 제어영역을 통한 제어 채널을 수신하고 관련된 상향 데이터를 전송하는 것을 도시한 도면이다.
도 9에서 진화된 저복잡도 단말이 최대 5MHz로 제한되는 상향 데이터 송신을 위한 베이스밴드로 인해 5MHz에 해당하는 버퍼만 구비하고 있는 상황에서, 기지국이 Msg3에 해당하는 상향 데이터 채널이 진화된 저복잡도 단말을 위한 것인지 여부를 알 수 없는 경우 (예를 들어, 기지국이 진화된 저복잡도 단말이 랜덤 억세스를 수행하고 있다는 정보를 포함하는 PRACH 전송을 disable함에 따라, 진화된 저복잡도 단말이 PRACH 전송을 수행하는지 아니면 다른 단말이 PRACH 전송을 수행하는지 여부를 기지국이 모르는 경우), 상기 Msg3의 자원 할당이 5MHz보다 클 수 있다. 이 때, 진화된 저복잡도 단말이 어떤 5MHz에서 상기 Msg3의 상향 데이터 채널을 전송하는지, 그리고 기지국이 상기 5MHz보다 큰 자원을 스케줄링 했음에도 불구하고 진화된 저복잡도 단말이 전송하는 상기 5MHz에 해당하는 상향 데이터가 실제 전송되는 자원을 모르는 기지국이 상기 상향 데이터를 잘 수신할 수 있는지 여부에 대한 문제가 있다. 상기의 문제를 해결하기 위한 방안을 설명하도록 한다. 도 9에서는 주로 Msg3에 대하여 설명하지만 일반적인 PUSCH에 대해서도 적용 가능하다.
첫번째 방안으로 기지국이 스케줄링 한 Msg3의 상향 데이터 자원 할당(905)이 5MHz(904)보다 큰 경우, 진화된 저복잡도 단말은 기지국이 스케줄링 한 Msg3의 상향 데이터 자원 할당(905)의 첫번째 RB (lowest RB)로부터 5MHz의 Msg3(903)를 맵핑하여 전송할 수 있다.
두번째 방안으로 기지국이 스케줄링 한 Msg3의 상향 데이터 자원 할당(905)이 5MHz(904)보다 큰 경우, 진화된 저복잡도 단말이 어떤 RB로부터 Msg3를 맵핑 할지에 대한 정보가 미리 결정되어 상기 단말이 상기 정보로부터 Msg3의 맵핑 자원을 판단할 수 있다. 혹은 진화된 저복잡도 단말이 어떤 RB로부터 Msg3를 맵핑 할지가 상위 신호 및/또는 물리 신호에 의해 지시될 수 있다. 상기 물리 신호는 상기 Msg3를 스케줄링하기 위한 PDCCH일 수도 있고, 또 다른 PDCCH일 수도 있다.
도 10는 본 개시의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 진화된 저복잡도 단말 절차를 나타낸 순서도이다.
도 10을 참조하면, 1001 단계에서 진화된 저복잡도 단말은 기지국으로부터 공통의 초기 대역폭 부분 및 제어 영역 #0, 진화된 저복잡도 단말 전용의 초기 대역폭 부분 및 제어 영역 #0, 상기 초기 대역폭 부분들을 제외한 나머지 일반적인 대역폭 부분 및 상기 제어 영역 #0를 제외한 나머지 일반적인 제어 영역을 수신하는데 필요한 정보, 진화된 저복잡도 단말 랜덤 액세스를 위한 정보, TDD 또는 FDD 셀 정보, 설정 기반 하향링크 신호 또는 설정 기반 상향링크 신호에 대한 자원 정보, 전이중 통신 또는 반이중 통신 설정 정보 중 적어도 하나를 포함하는 구성(configuration) 정보를 수신할 수 있다. 상기 구성 정보는 SIB 또는 RRC 정보 또는 DCI를 통해 단말에게 제공될 수 있다. 또한 진화된 저복잡도 단말은 기지국으로 상기 진화된 저복잡도 단말의 능력 정보를 송신할 수 있다.
1002 단계에서 진화된 저복잡도 단말은 상기 기지국으로부터 수신한 정보를 기반으로 본 개시의 실시예들에 따라 공통의 초기 대역폭 부분 및 제어 영역 #0, 진화된 저복잡도 단말 전용의 초기 대역폭 부분, 일반적인 대역폭 부분 및 제어 영역 #0/일반적인 제어영역에 대한 정보를 적용하여 상기 진화된 저복잡도 단말 전용의 초기 대역폭 부분/공통의 초기 대역폭 부분/일반적인 대역폭 부분 및 제어 영역 #0/일반적인 제어 영역에서 PDCCH 및/또는 PDSCH를 수신하거나, PUSCH를 전송할 수 있다.
도 11은 본 개시의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국 절차를 나타낸 순서도이다.
도 11을 잠조하면, 1101 단계에서 기지국은 진화된 저복잡도 단말에게 공통의 초기 대역폭 부분 및 제어 영역 #0, 진화된 저복잡도 단말 전용의 초기 대역폭 부분 및 제어 영역 #0, 상기 초기 대역폭 부분들을 제외한 나머지 일반적인 대역폭 부분 및 상기 제어 영역 #0를 제외한 나머지 일반적인 제어 영역을 수신하는데 필요한 정보, 진화된 저복잡도 단말 랜덤 액세스를 위한 정보, TDD 또는 FDD 셀 정보, 설정 기반 하향 신호 또는 설정 기반 상향 신호에 대한 자원 정보, 전이중 통신 또는 반이중 통신 설정 정보 중 적어도 하나를 포함하는 구성(configuration) 정보를 송신할 수 있다. 상기 구성 정보는 SIB 또는 RRC 정보 또는 DCI를 통해 단말에게 제공될 수 있다. 또한 기지국은 진화된 저복잡도 단말로부터 상기 진화된 저복잡도 단말의 능력 정보를 수신할 수 있다.
1102 단계에서 상기 진화된 저복잡도 단말 전용의 초기 대역폭 부분/공통의 초기 대역폭 부분/일반적인 대역폭 부분 및 제어 영역 #0/일반적인 제어 영역에서 PDCCH 및/또는 PDSCH를 송신하거나, PUSCH를 수신할 수 있다.
도 12는 본 개시의 실시 예에 따른 동작을 수행하는 진화된 저복잡도 단말 또는 일반 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 12을 참조하면, 단말(1200)은 송수신기(1210), 프로세서(1220) 및 메모리(1230)를 포함할 수 있다. 전술한 도 1 내지 도 6의 설명과 같이 본 개시가 적용되는 무선 통신 시스템에서 도 7 내지 도 11의 실시 예들에서 설명한 방식에 따라, 본 개시에 따른 단말(1200)이 동작할 수 있다. 다만, 일 실시예에 따른 단말(1200)의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예에 따라, 단말(1200)은 전술한 구성 요소들 보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 진화된 저복잡도 단말의 경우 더 적은 구성 요소를 포함할 수도 있다. 뿐만 아니라 특정한 경우 송수신기(1210), 프로세서(1220) 및 메모리(1230)가 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다.
송수신기(1210)는 다른 실시 예에 따라, 송신기 및 수신기로 구성될 수도 있다. 송수신기(1210)는 기지국과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신기(1210)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신기(1210)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 이를 프로세서(1220)로 출력하고, 프로세서(1220)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
프로세서(1220)는 상술한 본 개시의 실시 예에 따라 단말(1200)이 동작할 수 있는 일련의 과정을 제어할 수 있다.
메모리(1230)는 단말(1200)에서 획득되는 신호에 포함된 전송 자원 설정 등의 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있으며, 프로세서(1220)의 제어에 필요한 데이터 및 프로세서(1220)에서 제어 시 발생되는 데이터 등을 저장하기 위한 영역을 가질 수 있다.
도 13는 본 개시의 실시 예에 따른 동작을 수행하는 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 13를 참조하면, 기지국(1300)은 송수신기(1310), 프로세서(1320) 및 메모리(1330)를 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 6의 설명과 같이 본 개시가 적용되는 무선 통신 시스템에서 도 7 내지 도 11의 실시 예들에서 설명한 방식에 따라, 본 개시에 따른 기지국(1300)이 동작할 수 있다. 다만, 일 실시예에 따른 기지국(1300)의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에 따라, 기지국(1300)은 전술한 구성 요소들 보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수도 있다. 뿐만 아니라 특정한 경우, 송수신부(1310), 프로세서(1320) 및 메모리(1330)가 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다. 송수신기(1310)는 다른 실시예에 따라, 송신기 및 수신기로 구성될 수도 있다. 송수신기(1310)는 단말과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신기(1310)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신기(1310)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 이를 프로세서(1320)로 출력하고, 프로세서(1320)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
프로세서(1320)는 상술한 본 개시의 실시예에 따라 기지국(1300)이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 메모리(1330)는 기지국(1300)에서 결정된 전송 자원 설정 등의 제어 정보, 데이터 또는 단말로부터 수신된 제어 정보, 데이터를 저장할 수 있으며, 프로세서(1320)의 제어에 필요한 데이터 및 프로세서(1320)에서 제어 시 발생되는 데이터 등을 저장하기 위한 영역을 가질 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 변형예들이 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.

Claims (1)

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