WO2018084412A1 - 무선 통신 시스템에서 하향링크 채널을 수신하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 하향링크 채널을 수신하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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강지원
서인권
안민기
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    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for a terminal to receive a downlink channel from a base station and an apparatus for supporting the same.
  • Mobile communication systems have been developed to provide voice services while ensuring user activity.
  • the mobile communication system has expanded not only voice but also data service, and the explosive increase in traffic causes shortage of resources and users require faster services. Therefore, a more advanced mobile communication system is required. .
  • the present invention proposes a method in which a terminal receives a downlink channel in a wireless communication system.
  • the present invention proposes a method of transmitting information indicating a transmission beam by a base station to a terminal in order to perform a beam scanning operation between the terminal and the base station.
  • the present invention proposes a method of using a preamble or a specific physical channel as information indicating a transmission beam.
  • the present invention proposes a method of allocating a specific resource region for each beam set by grouping the transmission beams of the base station into a plurality of beam sets when the number of transmission beams to be indicated is large.
  • the method In the method for receiving a downlink channel (downlink channel) by the terminal in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention, the method, from the base station, the beam configuration information (beam configuration information) for a plurality of transmission beams of the base station ), Receiving, from the base station, beam indication information indicating beam transmission information of at least one of the plurality of transmission beams of the base station, and receiving the received beam setting information and the reception. Receiving a downlink control channel through a specific one of the at least one transmit beam based on the received beam indication information, wherein the beam setting information is transmitted to the plurality of transmit beams. Includes configuration information indicative of one or more beam sets for the beam.
  • the one or more beam sets may be configured for different resource regions in a resource region in which the downlink control channel can be transmitted.
  • At least one of a time resource or a frequency resource is configured differently in the resource region set for each of the one or more beam sets. Can be.
  • the specific transmission beam may include a specific preamble or a specific physical channel received in a symbol before the symbol in which the downlink control channel is received. specific physical channel).
  • the method according to an embodiment of the present invention by performing a beam measurement (beam measurement) for a plurality of transmission beams of the base station, reporting information on one or more transmission beams of the plurality of transmission beams to the base station
  • the process may further include.
  • the information on the one or more transmission beams may further include information on one or more reception beams of the terminal corresponding to the one or more transmission beams.
  • the beam setting information and the beam indication information may be received through higher layer signaling.
  • the beam setting information is received through a radio resource control message, and the beam indication information is medium access control (MAC). ) Can be received via a Control Element (CE).
  • MAC medium access control
  • CE Control Element
  • the beam configuration information may be received through higher layer signaling, and the beam indication information may be received through downlink control information.
  • the size of the one or more beam sets may be determined according to a time unit in which downlink control information of the specific physical channel can be transmitted.
  • scheduling of the resource region set for each of the one or more beam sets may be performed in units of a specific resource block.
  • the terminal is a transceiver for transmitting and receiving a radio signal, and is functionally connected to the transceiver
  • the processor receiving, from a base station, beam configuration information for a plurality of transmit beams of the base station, and from the base station, at least one transmit beam of the plurality of transmit beams of the base station
  • Receive beam indication information indicating beam indication information, and based on the received beam setting information and the received beam indication information, through a specific transmission beam of the at least one transmission beam, downlink control channel ( downlink control channel), wherein the beam setting information is one or more for the plurality of transmit beams.
  • the beam setting information is one or more for the plurality of transmit beams.
  • the transmission and reception of a signal and / or a channel can be efficiently performed by using an optimal transmission / reception beam pair determined through the beam scanning operation between the terminal and the base station.
  • the base station transmits the indication information about the beam in stages, it is possible to minimize the number of bits required for information transmission.
  • an overhead of receiving the downlink control channel of the terminal may be reduced.
  • a base station may simultaneously transmit a downlink control channel using one or more frequencies.
  • FIG. 1 is a view showing an example of the overall system structure of the NR to which the method proposed in this specification can be applied.
  • FIG. 2 shows an example of a block diagram of a transmitter composed of an analog beamformer and an RF chain.
  • FIG. 3 shows an example of a block diagram of a transmitting end composed of a digital beamformer and an RF chain.
  • FIG. 4 illustrates an example of a structure of a transmitting end of hybrid ice forming according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 5 illustrates an example of a hybrid beamformer configuration according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6 illustrates a beam boundary vector and a beam gain / steering vector according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7 illustrates a cumulative beam pattern to which analog beamforming and digital beamforming are applied according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG 8 illustrates an example of an analog beam scanning method according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG 9 illustrates an example of a transmission / reception beam scanning operation according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 10 illustrates an example of a method of designating a beam scanning subframe, according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 11 illustrates an example of a frame structure including a preamble for providing indication information on a transmission beam according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 illustrates an example of a Tx beam set based resource region for a downlink control channel according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation of a terminal receiving a downlink channel according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 14 illustrates a block diagram of a wireless communication device to which the methods proposed herein can be applied.
  • a base station has a meaning as a terminal node of a network that directly communicates with a terminal.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases. That is, it is obvious that various operations performed for communication with a terminal in a network composed of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • a 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point (AP), and the like. .
  • a 'terminal' may be fixed or mobile, and may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a user terminal (UT), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), and an AMS ( Advanced Mobile Station (WT), Wireless Terminal (WT), Machine-Type Communication (MTC) Device, Machine-to-Machine (M2M) Device, Device-to-Device (D2D) Device, etc.
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • MSS mobile subscriber station
  • SS subscriber station
  • AMS Advanced Mobile Station
  • WT Wireless Terminal
  • MTC Machine-Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • downlink means communication from a base station to a terminal
  • uplink means communication from a terminal to a base station.
  • a transmitter may be part of a base station, and a receiver may be part of a terminal.
  • a transmitter may be part of a terminal and a receiver may be part of a base station.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is a part of evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A (advanced) is the evolution of 3GPP LTE.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of IEEE 802, 3GPP, and 3GPP2, which are wireless access systems. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • eLTE eNB An eLTE eNB is an evolution of an eNB that supports connectivity to EPC and NGC.
  • gNB Node that supports NR as well as connection with NGC.
  • New RAN A radio access network that supports NR or E-UTRA or interacts with NGC.
  • Network slice A network slice defined by the operator to provide an optimized solution for specific market scenarios that require specific requirements with end-to-end coverage.
  • Network function is a logical node within a network infrastructure with well-defined external interfaces and well-defined functional behavior.
  • NG-C Control plane interface used for the NG2 reference point between the new RAN and NGC.
  • NG-U User plane interface used for the NG3 reference point between the new RAN and NGC.
  • Non-standalone NR A deployment configuration where a gNB requires an LTE eNB as an anchor for control plane connection to EPC or an eLTE eNB as an anchor for control plane connection to NGC.
  • Non-Standalone E-UTRA Deployment configuration in which the eLTE eNB requires gNB as an anchor for control plane connection to NGC.
  • User plane gateway The endpoint of the NG-U interface.
  • FIG. 1 is a view showing an example of the overall system structure of the NR to which the method proposed in this specification can be applied.
  • the NG-RAN consists of gNBs that provide control plane (RRC) protocol termination for the NG-RA user plane (new AS sublayer / PDCP / RLC / MAC / PHY) and UE (User Equipment).
  • RRC control plane
  • the gNBs are interconnected via an Xn interface.
  • the gNB is also connected to the NGC via an NG interface.
  • the gNB is connected to an Access and Mobility Management Function (AMF) through an N2 interface and to a User Plane Function (UPF) through an N3 interface.
  • AMF Access and Mobility Management Function
  • UPF User Plane Function
  • subcarrier spacing and CP overhead Numerology is defined by subcarrier spacing and CP overhead. Multiple subcarrier spacings can be derived by scaling the basic subcarrier spacing to an integer N.
  • the numerology used can be chosen independently of the frequency band, even if it is assumed that very low subcarrier spacing is not used at very high carrier frequencies.
  • the maximum channel bandwidth per NR carrier is 400 MHz.
  • the candidate of the maximum number of subcarriers per NR carrier is 3300 or 6600 in view of the RAN1 specification.
  • the sub frame duration is fixed at 1 ms and the frame length is 10 ms.
  • Scalable numerology should allow for subcarrier spacing of at least 15 kHz to 480 kHz.
  • the general CP sequence is selected as follows.
  • Each symbol length (including CP) of the 15 kHz subcarrier interval is equal to the sum of the corresponding 2 n symbols of the scaled subcarrier interval.
  • the first OFDM symbol in 0.5 ms is as long as 16 Ts (assuming FFT sizes of 15 kHz and 2048) compared to other OFDM symbols.
  • Each symbol length (including CP) of the subcarrier spacing is equal to the sum of the corresponding 2 n symbols of 15 kHz.
  • a resource defined by one subcarrier and one symbol is called a resource element (RE).
  • RE resource element
  • Physical layer design supports extended CP.
  • An extended CP is only one in a given subcarrier interval.
  • LTE scaled extended CP is supported in at least 60 kHz subcarrier spacing.
  • the CP type may be configured semi-static using UE-specific signaling.
  • the UE supporting the extended CP may depend on the UE type / capability.
  • the number of subcarriers per PRB is twelve.
  • the explicit DC subcarrier is not reserved for both downlink and uplink.
  • the DC processing of the DC subcarrier at the transmitter side is defined as follows:
  • the receiver knows where the DC subcarrier is, or where the DC subcarrier is known (by specification or signaling), or whether the DC subcarrier is not within the receiver bandwidth.
  • the UE may assume that the DC subcarrier transmitted at the transmitter (gNB) side is modulated. That is, data is not rate-matched or puncturized.
  • the DC subcarrier transmitted at the transmitter (UE) side is modulated, that is, data is not rate-matched or puncturing.
  • the transmitter DC subcarrier on the transmitter (UE) side should avoid collision with at least DMRS if possible.
  • At least one specific subcarrier must be defined as a candidate position of a DC subcarrier.
  • the DC subcarrier is located at the boundary of the PRB.
  • -It is associated with the semi-static signaling from the UE and the DC subcarrier location described in the standard.
  • the receiver may puncturing the data received on the DC subcarrier, for example.
  • Slots are defined as 7 or 14 OFDM symbols for the same subcarrier interval up to 60 kHz with normal CP and 14 OFDM symbols with the same subcarrier interval higher than 60 kHz with normal CP.
  • the slot may include all downlinks, all uplinks or ⁇ at least one downlink portion and at least one uplink portion ⁇ .
  • Slot aggregation is supported, i.e., data transmission can be scheduled in one or multiple slot intervals.
  • Minislots with at least 6 GHz and 1 symbol in length are supported.
  • At least one of the DMRS format / structure / configuration for the slot level data channel is reused for the mini slot level data channel.
  • At least one of a DL control channel format / structure / configuration for slot level data scheduling is designed to be applicable to mini slot level data scheduling.
  • At least one of the UL control channel format / structure / configuration for slot level UCI feedback is designed to be applied to mini slot level UCI feedback.
  • Very low latency support including URLLC for specific slot lengths
  • the target slot length is at least 1 ms and 0.5 ms.
  • TXRP uses beam-sweeping (eg 6 GHz or more), it supports more granular TDM granularity for the same or different UEs in the slots.
  • Beam management in NR is defined as follows.
  • Beam determination the TRP (s) or the UE selecting its transmit / receive beam.
  • Beam measurement an operation in which the TRP (s) or the UE measures the characteristics of the received beamforming signal.
  • Beam reporting the UE reporting information of the beamformed signal based on the beam measurement.
  • Beam sweeping an operation of covering a spatial region using beams transmitted and / or received during a time interval in a predetermined manner.
  • Tx / Rx beam correspondence (correspondence) at the TRP and the UE is defined as follows.
  • the Tx / Rx beam correspondence in the TRP is maintained if at least one of the following is met.
  • the TRP may determine the TRP receive beam for uplink reception based on downlink measurements of the UE for one or more transmit beams of the TRP.
  • the TRP may determine the TRP Tx beam for downlink transmission based on the uplink measurement of the TRP for one or more Rx beams of the TRP.
  • the Tx / Rx beam correspondence at the UE is maintained if at least one of the following is met.
  • the UE may determine the UE Tx beam for uplink transmission based on the downlink measurement of the UE for one or more Rx beams of the UE.
  • the UE may determine the UE receive beam for downlink reception based on the indication of the TRP based on uplink measurement for one or more Tx beams.
  • TRP capability indication of UE beam response related information is supported.
  • the following DL L1 / L2 beam management procedure is supported within one or multiple TRPs.
  • P-1 Used to enable UE measurement for different TRP Tx beams to support the selection of TRP Tx beams / UE Rx beam (s).
  • Beamforming in TRP generally includes intra / inter-TRP Tx beam sweeps in different beam sets.
  • Beamforming at the UE it typically includes a UE Rx beam sweep from a set of different beams.
  • P-2 UE measurements for different TRP Tx beams are used to change the inter / intra-TRP Tx beam (s).
  • P-3 UE measurement for the same TRP Tx beam is used to change the UE Rx beam when the UE uses beam forming
  • At least aperiodic reporting triggered by the network is supported in P-1, P-2 and P-3 related operations.
  • the UE measurement based on RS for beam management (at least CSI-RS) consists of K (total number of beams) beams, and the UE reports the measurement results of the selected N Tx beams.
  • N is not necessarily a fixed number.
  • Procedures based on RS for mobility purposes are not excluded.
  • the reporting information includes information indicating the measurand for the N beam (s) and the N DL transmission beams if at least N ⁇ K.
  • the UE may report a CRI (CSI-RS resource indicator) of N'.
  • the UE may be configured with the following higher layer parameters for beam management.
  • the links between the report setup and the resource setup are established in the agreed CSI measurement setup.
  • CSI-RS based P-1 and P-2 are supported with resource and reporting configuration.
  • -P-3 can be supported with or without reporting settings.
  • a reporting setting that includes at least the following:
  • Time domain operations e.g., aperiodic, periodic, semi-persistent
  • a resource setting that includes at least the following:
  • RS type at least NZP CSI-RS
  • Each CSI-RS resource set includes K ⁇ 1 CSI-RS resources (some parameters of K CSI-RS resources may be the same, e.g. port number, time domain operation, density and period)
  • NR supports the next beam report considering the L group with L> 1.
  • Measurement quantity for the N1 beam (supporting L1 RSRP and CSI reporting (if CSI-RS is for CSI acquisition))
  • Group-based beam reporting as described above may be configured in units of UEs.
  • NR supports that the UE can trigger a mechanism to recover from beam failure.
  • a beam failure event occurs when the quality of the beam pair link of the associated control channel is low enough (eg compared to a threshold, timeout of the associated timer).
  • the mechanism for recovering from beam failure (or failure) is triggered when a beam failure occurs.
  • the network is explicitly configured in the UE with resources for transmitting UL signals for recovery purposes.
  • the configuration of resources is supported where the base station listens from all or part of the direction (eg, random access region).
  • the UL transmission / resource reporting a beam failure may be located at the same time instance as the PRACH (resource orthogonal to the PRACH resource) or at a different time instance (configurable for UE) than the PRACH. Transmission of the DL signal is supported so that the UE can monitor the beam to identify new potential beams.
  • the NR supports beam management regardless of beam-related indications. If a beam related indication is provided, the information about the UE side beam forming / receiving procedure used for CSI-RS based measurement may be indicated to the UE via QCL.
  • parameters for delay, doppler, average gain, etc. used in the LTE system, as well as spatial parameters for beamforming at the receiver will be added. And / or parameters related to angle of departure from the base station reception beamforming perspective may be included.
  • NR supports the use of the same or different beams in the control channel and corresponding data channel transmissions.
  • the UE may be configured to monitor the NR-PDCCH on M beam pair links simultaneously.
  • the maximum values of M ⁇ 1 and M may depend at least on the UE capabilities.
  • the UE may be configured to monitor the NR-PDCCH on different beam pair link (s) in different NR-PDCCH OFDM symbols.
  • Parameters related to UE Rx beam setup for monitoring the NR-PDCCH on multiple beam pair links are configured by higher layer signaling or MAC CE and / or are considered in the search space design.
  • NR supports the indication of the spatial QCL assumption between the DL RS antenna port (s) and the DL RS antenna port (s) for demodulation of the DL control channel.
  • candidate signaling methods for beam indication for NR-PDCCH i.e., configuration method for monitoring NR-PDCCH
  • MAC CE signaling RRC signaling
  • DCI signaling spec transparent and / or implicit methods, and combinations of these signaling methods. to be.
  • the NR For reception of a unicast DL data channel, the NR supports the indication of the spatial QCL assumption between the DL RS antenna port and the DMRS antenna port of the DL data channel.
  • Information indicative of the RS antenna port is indicated via DCI (downlink grant). This information also indicates a DMRS antenna port and a QCL RS antenna port.
  • the different set of DMRS antenna ports for the DL data channel can be represented as QCL with another set of RS antenna ports.
  • the analog beamforming technique is a beamforming technique applied to the initial multi-antenna structure. This is a method of branching an analog signal that has completed digital signal processing into a plurality of paths, and then applying a phase shift (PS) and power amplifier (PA) setting to each path to form a beam. Can mean.
  • PS phase shift
  • PA power amplifier
  • a structure is required in which a PA and a PS connected to each antenna process an analog signal derived from a single digital signal.
  • the PA and the PS process a complex weight.
  • FIG. 2 shows an example of a block diagram of a transmitter composed of an analog beamformer and an RF chain. 2 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the invention.
  • an RF chain refers to a processing block in which a baseband (BB) signal is converted into an analog signal.
  • BB baseband
  • beam accuracy is determined according to the characteristics of the device of the PA and the PS, and may be advantageous for narrowband transmission due to the control characteristics of the device.
  • the multiplexing gain for increasing the transmission rate is relatively small.
  • beamforming for each terminal based on orthogonal resource allocation may not be easy.
  • beamforming is performed at the digital stage using a baseband (BB) process to maximize diversity and multiplexing gain in a MIMO environment.
  • BB baseband
  • 3 shows an example of a block diagram of a transmitting end composed of a digital beamformer and an RF chain. 3 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the invention.
  • beamforming may be performed as precoding is performed in the BB process.
  • the RF chain includes a PA. This is because, in the case of the digital beamforming technique, the complex weight derived for beamforming is applied directly to the transmission data.
  • the digital beamforming technique can maximize the maximum transmission rate of a single terminal (or user) based on the system capacity increase and the enhanced beam gain.
  • the digital beamforming-based MIMO scheme is introduced in the existing 3G / 4G (eg, LTE (-A)) system.
  • a massive MIMO environment may be considered in which the transmit / receive antenna is greatly increased.
  • the number of transmit / receive antennas may increase to tens or hundreds or more.
  • the transmitter must perform signal processing for hundreds of antennas through a BB process for digital signal processing. Accordingly, the complexity of signal processing is very large, and the complexity of hardware implementation can be very large since the number of RF chains is required as many antennas.
  • the transmitter needs independent channel estimation for all antennas.
  • the transmitting end needs feedback information for a huge MIMO channel composed of all antennas, pilot and / or feedback overhead may be very large.
  • a hybrid transmitter configuration method combining analog beamforming and digital beamforming is required, instead of exclusively selecting one of analog beamforming and digital beamforming.
  • a hybrid transmitter may be configured by using a relationship between performance gain and complexity of the analog beamforming technique and the digital beamforming technique as shown in Table 1 below.
  • hybrid beamforming a technique of forming a beam by the hybrid type transmitting end may be referred to as hybrid beamforming.
  • the basic hybrid beamformer (transmitter) is for each RF chain as shown in FIG. 4. It may be configured as a transmitting end structure having two independent antennas.
  • FIG. 4 illustrates an example of a structure of a transmitting end of hybrid ice forming according to various embodiments of the present disclosure. 4 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the invention.
  • N s is the number of transmission data streams
  • N RF is the number of total RF chains
  • Is the number of transmit antennas per RF chain
  • N t is the total number of antennas at the transmitting end
  • N r is the total number of antennas at the receiving end.
  • Equation 1 the total number of antennas N t and the number of antennas per RF chain A relationship as shown in Equation 1 below can be established therebetween.
  • Equation 2 a matrix as shown in Equation 2 below is used. Types of system models may be considered.
  • Equation 2 y k is a received signal vector N r in a k th subcarrier.
  • H k means N r XN t channel in kth subcarrier
  • F RF means N t XN t RF precoder in all subcarriers
  • s k denotes a transmission signal vector N s X 1 in the k-th subcarrier
  • z k denotes a noise signal vector Nr X 1 in the k-th subcarrier.
  • the RF precoder may be the same for all subcarriers, and the baseband precoder may be changed for each subcarrier.
  • Equation 3 when Equation 2 is developed for the subcarrier k, Equation 3 below may be derived.
  • an equivalent precoding matrix F RF (N t XN RF matrix) of analog beamforming generated by the PS and the PA after the RF chain may be expressed by Equation 4 below.
  • Equation 4 a precoding weight for each RF chain of the RF precoding matrix F RF as shown in Equation 5 may be calculated.
  • a uniform linear array (ULA) antenna may be used.
  • the array response vector of the ULA antenna is expressed by Equation 6 below.
  • Equation 6 Is the wave-length, and d is the distance between antennas.
  • the hybrid beamformer may be configured as shown in FIG. 5.
  • 5 illustrates an example of a hybrid beamformer configuration according to various embodiments of the present disclosure. 5 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the present invention.
  • a hybrid beamformer is configured with a 16 ULA antenna structure composed of four RF chains.
  • the PS (Phase Shifter) and the PA (Power Amplifier) of the analog terminal may be represented by an equivalent beamforming weight, which is expressed by Equation 7 below.
  • Equation 7 F RF stands for RF precoder.
  • the shift angle of the beam is It can be set to.
  • the elements of all the weighting vectors of the analog precoding matrix are one.
  • any rank-1 weight vector to be applied in the digital beamforming stage may be defined as in Equation 8 below.
  • Equation 9 The entire antenna array response vector to which beamforming of Equation 7 is applied may be expressed as Equation 9 below.
  • the distance d between the antennas is The case is assumed to be / 2.
  • the response to each antenna array response may be expressed as the sum of all vector elements.
  • Equation 10 By arranging Equation 9, the result of Equation 10 below can be obtained.
  • Equation 10 s denotes a beam bound vector and t denotes a beam gain and steering vector.
  • s and t may be represented by Equations 11 and 12, respectively.
  • the beam boundary vector s can determine the full effective range of the beam.
  • the range of digital beamforming may be limited to the corresponding area.
  • the vector s and the vector t may be expressed as shown in FIG. 6.
  • 6 illustrates a beam boundary vector s and a beam gain / steering vector t according to various embodiments of the present disclosure. 6 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the present invention.
  • 7 illustrates a cumulative beam pattern to which analog beamforming and digital beamforming are applied according to various embodiments of the present disclosure. 7 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the invention.
  • the valid beam range is determined according to the beam boundary vector s shown in FIG. 6.
  • analog beamforming may be used in a pure analog beamforming transceiver and a hybrid beamforming transceiver.
  • analog beam scanning may perform estimation on one beam at the same time. Therefore, the beam training time required for beam scanning is proportional to the total number of candidate beams.
  • the estimated time T s for the entire transmit / receive beam may be expressed by Equation 1 below.
  • Equation 13 t s denotes a time required for one beam scanning, K T denotes the number of transmit beams, and K R denotes the number of receive beams.
  • 8 illustrates an example of an analog beam scanning method according to various embodiments of the present disclosure. 8 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the present invention.
  • the terminal feeds back an identifier (eg, ID) of the beam having the highest signal strength to the base station. That is, as the number of individual beams increases as the number of transmit / receive antennas increases, longer training time may be required.
  • ID an identifier
  • analog beamforming changes the magnitude and phase angle of the continuous waveform in the time domain after the digital-to-analog converter (DAC), unlike digital beamforming, a training interval for individual beams needs to be guaranteed. There is. Therefore, as the length of the training interval increases, the efficiency of the system may decrease (that is, the loss of the system may increase).
  • the base station when both the base station and the terminal performs analog beamforming, for downlink transmission, the base station performs an analog beam scanning operation for the transmission beam setting, the terminal for the reception beam setting There is a need to perform an analog beam scanning operation.
  • 9 illustrates an example of a transmission / reception beam scanning operation according to various embodiments of the present disclosure. 9 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the invention.
  • a base station and a terminal perform a beam scanning operation to determine an optimal pair of transmit beams and receive beams.
  • the base station transmits preambles (eg, reference signals and pilot signals) for a plurality of Tx candidate beams (or candidate transmission beams). do.
  • the UE may identify an optimal pair of the transmission beam and the reception beam by applying the Rx candidate beam (or candidate reception beam) (s).
  • the terminal needs to inform the base station of the information on the transmission beam to be applied by the base station of the information on the identified transmission / reception beams.
  • the Tx / Rx beam pair between the base station and the terminal identified according to the above procedure may vary according to the movement of the terminal.
  • the change of the optimal transmission beam may be caused by the movement of the position of the terminal or the change of the obstacle environment around the terminal, and the change of the optimal receiving beam is not only a long-term change but also a rotation of the terminal. Can be caused by short-term changes.
  • the reference axis of the terminal changes even if the user moves the hand slightly while the user is holding the terminal, so that the optimal reception beam It must be changed.
  • the scanning / tracking operation of the reception beam needs to be performed more frequently than the scanning / tracking operation of the transmission beam.
  • N the time limit at which transmit beam scanning / tracking should occur
  • M the time limit at which receive beam scanning / tracking should occur
  • 10 illustrates an example of a method of designating a beam scanning subframe, according to various embodiments of the present disclosure. 10 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the present invention.
  • the UE performs only beam scanning on a transmission beam preferred by the UE in subframe 1002 and / or subframe 1004.
  • the preferred transmission beam is selected every nine subframes.
  • the base station since a plurality of terminals may prefer different transmission beams, the base station needs to transmit a plurality of preambles in subframe 1002 and / or subframe 1004.
  • the method can be very limited in the resources that can transmit data in the beam scanning subframe (i.e., Tx-Rx beam scanning subframe and / or Rx beam scanning subframe), thereby increasing system overhead Can be.
  • the beam scanning subframe that performs the process of finding (or identifying) an optimal transmit / receive beam pair is set according to the transmit beam scanning / tracking duration N. Can be considered.
  • the reception beam scanning / tracking operation needs to be performed more frequently within the period (that is, the transmission beam scanning / tracking period).
  • the present invention proposes a method in which a base station transmits information on a Tx beam indication to a terminal, and the terminal acquires the information.
  • the base station in order to transmit the information on the transmission beam indication, a signature using a reference signal (ie, a preamble form of transmission scheme or a message form of a specific physical channel)
  • a reference signal ie, a preamble form of transmission scheme or a message form of a specific physical channel
  • the base station may transmit a singular or plural preambles (eg, reference signals, pilot signals, etc.) to be used for at least one of the following two during a specific time period in the subframe.
  • a singular or plural preambles eg, reference signals, pilot signals, etc.
  • Receive beam scanning / tracking for a terminal requiring receive beam scanning / tracking within a time faster than transmit beam scanning / tracking
  • 11 illustrates an example of a frame structure including a preamble for providing indication information on a transmission beam according to an embodiment of the present invention. 11 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the present invention.
  • a base station performs a transmission beam scanning / tracking operation at intervals of nine subframes.
  • a beam scanning subframe may be configured by configuring only a subframe with preamble (s) used for the purpose of reception beam scanning and / or transmission beam scanning.
  • the preamble may be used not only for the above two purposes but also for various purposes that can be performed by the conventional reference signal RS.
  • the preamble may include estimation of channel state information for downlink, Reference Signal Received Power (RSRP), Reference Signal Received Quality (RSRQ), and Received Signal Strength Indicator (RSSI).
  • RSRP Reference Signal Received Power
  • RSRQ Reference Signal Received Quality
  • RSSI Received Signal Strength Indicator
  • RRM Radio Resource Management
  • channel estimation channel estimation
  • demodulation physical channel demodulation
  • the preamble is the first K transmission symbols (ie, transmission symbols) of the subframe (that is, transmission May be transmitted in a symbol used for).
  • the K value may include 0.
  • the corresponding subframe may mean a subframe to which no specific beamforming is applied.
  • setting the K value to 0 may mean that the preamble is not used for the purpose of an identifier of a transmission beam applied to a physical layer channel transmitted in a corresponding subframe.
  • the K value may be conveyed in one of the following examples.
  • the K value may be delivered in a signature form through a sequence of preambles initially transmitted in the corresponding subframe.
  • the K value may be transmitted in the form of a signature through each preamble sequence. More specifically, the signature may be related to whether a preamble transmitted in a next symbol exists.
  • a separate physical channel and / or a signal for indicating the K value may be defined.
  • the base station may transmit the K value to the terminal through the defined physical channel and / or signal.
  • the K value may be transmitted through higher layer information. More specifically, the base station may transmit the K value to the terminal through higher layer signaling (for example, RRC (Radio Resource Control) signaling).
  • RRC Radio Resource Control
  • a method of applying a transmission beam identical to a transmission beam to be applied to a physical channel (eg, PDSCH, PDCCH, etc.) transmitted in the corresponding subframe with respect to the preamble transmitted in the corresponding subframe among the preambles proposed in the present invention is also considered.
  • a physical channel eg, PDSCH, PDCCH, etc.
  • the preamble is assumed to be used for the purpose of an identifier of a transmission beam applied to a physical layer channel transmitted in a corresponding subframe.
  • the preamble signal when used for a reception beam scanning purpose (ie, a second purpose), the preamble signal may be transmitted through a plurality of symbols.
  • a reception beam scanning purpose ie, a second purpose
  • the preamble signal may be transmitted through a plurality of symbols.
  • one preamble when one symbol is set (or configured) for one terminal reception beam, one preamble may consist of a plurality of sub-preambles, that is, a plurality of symbols. Can be.
  • the K value may mean the number of preambles or the number of sub-preambles.
  • a preamble ie, RS for Tx beam #y shown in FIG. 11
  • a transmit beam identifier (Tx beam identification) purpose for Rx beam scanning purposes are shown.
  • the case where the preamble (that is, RS for Tx beam #x shown in FIG. 11) is transmitted in the same subframe may be considered.
  • the preamble for reception beam scanning may consist of N symbols whose symbol length is y msec (millisecond), and the preamble for transmission beam identifier purpose may be composed of one symbol whose length is z msec. .
  • N denotes the number of Rx candidate beams.
  • the preamble length for the reception beam scanning purpose may be designed to be N times longer than the preamble for the transmission beam identifier purpose.
  • the UE may perform the following operations.
  • the terminal requiring the reception beam scanning / tracking within a time faster than the transmission beam scanning / tracking is performed every subframe. It is possible to check whether a preamble (eg, a reference signal or a pilot signal) corresponding to the preferred transmission beam is transmitted.
  • a preamble eg, a reference signal or a pilot signal
  • the UE may perform a scanning / tracking operation on the reception beam in the subframe in which the preamble is detected.
  • the preamble may have a structure in which a signal including beam identifier (beam ID) information is transmitted early.
  • beam ID beam identifier
  • the same Tx beamforming coefficient is subsequently applied. It may be performed through a structure in which other signals are transmitted.
  • the terminal having downlink data and / or control information to be received may have a preamble (eg, a reference signal) corresponding to the preferred transmission beam every subframe. , Pilot signal) can be checked. If there is a preamble corresponding to the preferred transmission beam through the confirmation, the UE may identify (acquire or detect) downlink data and / or control information in the subframe in which the preamble is detected.
  • a terminal that is, a terminal that prefers the transmission beam
  • a message through a specific physical channel as well as the preamble that is, a signature form using a reference signal
  • a specific physical channel as well as the preamble (that is, a signature form using a reference signal) as described above.
  • Forms may be used. This may be similar to transmitting control format indicator (CFI) information through a physical control format indicator channel (PCFICH) in a legacy LTE system.
  • CFI control format indicator
  • PCFICH physical control format indicator channel
  • the specific physical channel proposed by the present invention is transmitted through a symbol disposed in front of a downlink physical control channel (for example, PDCCH) like the preamble proposed above.
  • a downlink physical control channel for example, PDCCH
  • a method of transmitting information on a transmission beam indication proposed in the present invention may be used to receive a control channel and a data channel of a terminal.
  • the method proposed by the present invention may be used only for a downlink control channel.
  • the terminal when the terminal uses a plurality of beams to receive a preamble (eg, reference signal) or a physical channel for transmitting the transmission beam indication information, the preamble or physical channel is a plurality of It may be repeatedly transmitted in the time domain / frequency domain. Accordingly, the terminal may be configured to receive the preamble or the physical channel by applying different reception beams to the plurality of time domains and / or frequency domains.
  • a preamble eg, reference signal
  • the terminal may be configured to receive the preamble or the physical channel by applying different reception beams to the plurality of time domains and / or frequency domains.
  • the size of a candidate beam set to indicate a time unit (eg, a subframe of legacy LTE) in which downlink control information (DCI) can be transmitted is N bits (N).
  • N N bits
  • a method of limiting (or suggesting) N bits) and dynamically informing a set of beams to be used may be considered.
  • some of the beams included in the beam set may be included in another beam set.
  • beam set # 1 may include beam # 1, beam # 2, and beam # 3
  • beam set # 2 may include beam # 2, beam # 3, and beam # 4.
  • the base station may transmit information about this to the terminal through signaling (for example, signaling using an RRC message, signaling using a medium access control element (MAC CE), etc.).
  • signaling for example, signaling using an RRC message, signaling using a medium access control element (MAC CE), etc.
  • the base station may use signaling methods such as the following examples to configure the beam of the control channel, that is, to transmit the transmission beam information for the control channel to the terminal.
  • the base station may transmit the transmission beam information for the control channel to the terminal through one level signaling.
  • the setting for the beam set needs to be set by a predetermined rule. That is, the PDCCH Tx beam ID (eg, CSI-RS resource ID) of the physical downlink control channel is previously determined according to the slot and / or Physical Resource Block (PRB) index. It must be decided.
  • the base station may inform the terminal about the information about the transmission beam through a dynamic beam indication by downlink control information (DCI) and / or downlink reference signal (DL RS).
  • DCI downlink control information
  • DL RS downlink reference signal
  • the base station may inform the terminal about the information about the transmission beam through a dynamic beam indication by the MAC CE.
  • the base station may transmit the transmission beam information for the control channel to the terminal through two levels of signaling. Specifically, the base station may transmit information on beam set configuration to the terminal through RRC signaling, and may perform a dynamic beam indication for the terminal using DCI and / or DL RS. Alternatively, the base station may transmit information on the configuration of the beam set to the terminal through RRC signaling, and may perform a dynamic beam indication for the terminal using the MAC CE. Alternatively, the base station may transmit information on the configuration of the beam set to the terminal through the MAC CE, and perform a dynamic beam indication for the terminal using the DCI and / or DL RS.
  • the base station may transmit the transmission beam information for the control channel to the terminal through three levels of signaling (3 level signaling) df. Specifically, the base station transmits higher configuration information (ie, beam super set configuration) of the beam set to the terminal through RRC signaling, and lower configuration of the beam set (ie, within the higher configuration of the beam set using MAC CE).
  • beam set configuration) information may be transmitted to the terminal, and a dynamic beam indication may be performed for the terminal using DCI and / or DL RS.
  • the base station uses RRC signaling for a wide range of beam set configuration information and transmits information on the beam set configuration to the terminal, and for a narrow range of beam set configuration information included in the wide range.
  • MAC CE is available.
  • 12 illustrates an example of a Tx beam set based resource region for a downlink control channel according to various embodiments of the present disclosure. 12 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the invention.
  • the transmission beams of the base station are grouped into four transmission beam sets (that is, Tx beam set # 1, Tx beam set # 2, Tx beam set # 3, and Tx beam set # 4). Is assumed.
  • the time / frequency scheduling resource unit in FIG. 12 may be set to a resource block (RB) (eg, RB of legacy LTE).
  • RB resource block
  • the base station determines a plurality of resource regions by dividing the resource region every 5RB on the frequency axis and every 2 subframes on the time axis, and can inform the terminal which base station's transmission beam can be used in a particular resource region.
  • a base station transmits a control channel using transmit beam set # 1 in region 1202, region 1210, and / or region 1216, and transmit beam set # 2 in region 1206, region 1212, and / or region 12120.
  • the control channel may be transmitted, the control channel may be transmitted using the transmit beam set # 3 in the region 1204 and / or the region 1218, and the control channel may be transmitted using the transmit beam set # 4 in the region 1208 and / or the region 1214.
  • the terminal may define an area to monitor the control channel based on report information on beams of the preferred base station and / or information on serving beam (s) designated by the base station to the terminal.
  • s serving beam
  • the terminal may define an area to monitor the control channel based on report information on beams of the preferred base station and / or information on serving beam (s) designated by the base station to the terminal.
  • information on beams used for each scheduling resource (eg, RB) in each resource region may be dynamically signaled through a reference signal or a physical channel.
  • the information for which signaling is required is limited to beams included in the corresponding beam set, the number of bits required for information transmission can be minimized.
  • a method of limiting the size of the transmission beam set of the base station to 1 may also be considered.
  • the terminal may transmit beam report information or
  • the control channel may be detected only in the corresponding resource by beam indication information of the base station.
  • the detection may mean blind detection of a control channel (eg, PDCCH).
  • the dynamic Tx beam indication scheme using the above-described reference signal or a specific physical channel may not be applied.
  • the base station may transmit a control channel using a plurality of beams included in the corresponding resource region. For example, if the control channel is transmitted using two Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbols and the size of the transmission beam set is 2, the base station may transmit the control channel through a transmission scheme that alternates the two beams. In addition, the base station may transmit a control channel by applying different beams included in the transmission beam set to specific subcarrier sets on the frequency axis even in one symbol (ie, OFDM symbol).
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • the terminal when the terminal has a plurality of serving beams (for example, when a plurality of preferred beams are reported to the base station or when a plurality of beams are instructed by the base station), the terminal may receive the plurality of serving beams.
  • Blind detection may be performed in at least one PDCCH monitoring resource region including at least one of the beams.
  • 13 is a flowchart illustrating an operation of a terminal receiving a downlink channel according to various embodiments of the present disclosure. 13 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the present invention.
  • a base station and a terminal perform a beam scanning operation to identify a best beam pair.
  • the base station and the terminal of FIG. 13 perform an operation according to the above-described embodiments of the present invention (for example, contents related to FIGS. 10 to 12).
  • the terminal receives the beam configuration information for the plurality of transmission beams of the base station from the base station.
  • the beam setting information indicates one or more beam sets (eg, at least one of a first beam set or a second beam set) for the plurality of transmission beams.
  • the beam setting information may mean setting information on the beam set (or candidate beam set) described above. The method of setting and transmitting the beam setting information is as described above.
  • the one or more beam sets may be configured for different resource regions in the resource region to which the downlink control channel can be transmitted.
  • Example 12 at least one of a time resource or a frequency resource may be set differently in the resource region set for each of the one or more beam sets. That is, in the resource region set for the first beam set, at least one of a resource region set for the second beam set, a time resource, or a frequency resource may be set differently.
  • the size of the one or more beam sets may be determined according to a time unit in which downlink control information of a specific physical channel can be transmitted.
  • scheduling of the resource region set for each of the one or more beam sets may be performed in a specific resource block unit.
  • the terminal receives beam indication information indicating beam transmission information of at least one of the plurality of transmission beams of the base station from the base station.
  • the beam indication information may mean information indicating a specific beam set (s) among the candidate beam sets described above (or information indicating a specific beam in a specific beam set).
  • the terminal receives the downlink control channel through a specific transmission beam.
  • the specific beam may mean a specific beam identified among the at least one transmission beam based on the beam setting information and the beam indication information.
  • the specific beam may be indicated through a specific preamble or a specific physical channel received in a symbol earlier than a symbol in which the downlink control channel is received.
  • the beam setting information and the beam indication information may be received through higher layer signaling as described above.
  • the beam setting information may be received through a radio resource control message, and the beam indication information may be received through a medium access control (MAC) control element (CE). Can be.
  • MAC medium access control
  • CE control element
  • the beam configuration information may be received through higher layer signaling, and the beam configuration information may be received through higher layer signaling.
  • the terminal performs beam measurement on a plurality of transmission beams of the base station, thereby transmitting information on one or more transmission beams of the plurality of transmission beams to the base station. You can report it.
  • the information on the one or more transmission beams may further include information on one or more reception beams of the terminal corresponding to the one or more transmission beams.
  • the reporting may be performed before the operation of receiving the beam indication information.
  • FIG. 14 illustrates a block diagram of a wireless communication device to which the methods proposed herein can be applied.
  • a wireless communication system includes a base station 1410 and a plurality of terminals 1420 located in an area of a base station 1410.
  • the base station 1410 includes a processor 1411, a memory 1412, and an RF unit 1413.
  • the processor 1411 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 13. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 1411.
  • the memory 1412 is connected to the processor 1411 and stores various information for driving the processor 1411.
  • the RF unit 1413 is connected to the processor 1411 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the terminal 1420 includes a processor 1421, a memory 1422, and an RF unit 1423.
  • the processor 1421 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 13. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 1421.
  • the memory 1422 is connected to the processor 1421 and stores various information for driving the processor 1421.
  • the RF unit 1423 is connected to the processor 1421 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the memories 1412 and 1422 may be inside or outside the processors 1411 and 1421, and may be connected to the processors 1411 and 1421 through various well-known means.
  • the terminal in order to transmit and receive downlink data (DL data) in a wireless communication system supporting a low latency service, the terminal includes a radio frequency (RF) unit for transmitting and receiving a radio signal; And a processor operatively connected to the RF unit.
  • RF radio frequency
  • the base station 1410 and / or the terminal 1420 may have a single antenna or multiple antennas.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • a method of receiving a downlink channel in the wireless communication system of the present invention has been described with reference to examples applied to 3GPP LTE / LTE-A system and 5G system (New RAT system), but can be applied to various wireless communication systems. Do.

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Abstract

본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 단말이 하향링크 채널을 수신하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 무선 통신 시스템에서 단말이 하향링크 채널을 수신하는 방법에 있어서, 기지국으로부터, 상기 기지국의 다수의 송신 빔들에 대한 빔 설정 정보(beam configuration information)를 수신하는 과정과, 상기 기지국으로부터, 상기 기지국의 다수의 송신 빔들 중 적어도 하나의 송신 빔을 지시하는 빔 지시 정보(beam indication information)를 수신하는 과정과, 상기 수신된 빔 설정 정보 및 상기 수신된 빔 지시 정보에 기반하여, 상기 적어도 하나의 송신 빔 중 특정 송신 빔을 통해, 하향링크 제어 채널(downlink control channel)을 수신하는 과정을 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 하향링크 채널을 수신하는 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 단말이 기지국으로부터 하향링크 채널을 수신하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
본 발명은, 무선 통신 시스템에서 단말이 하향링크 채널을 수신하는 방법을 제안한다.
구체적으로, 본 발명은, 단말과 기지국 간의 빔 스캐닝 동작을 수행하기 위하여 기지국이 송신 빔을 지시하는 정보를 단말로 전송하는 방법을 제안한다.
이를 위해, 본 발명은, 송신 빔을 지시하는 정보로서 프리앰블(preamble) 또는 특정 물리 채널(physical channel)을 이용하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명은, 지시해야 할 송신 빔의 수가 많은 경우, 기지국의 송신 빔들을 다수의 빔 집합으로 그룹핑(grouping)하여, 각각의 빔 집합에 대해 특정 자원 영역을 할당하는 방법을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 하향링크 채널(downlink channel)을 수신하는 방법에 있어서, 상기 방법은, 기지국으로부터, 상기 기지국의 다수의 송신 빔들에 대한 빔 설정 정보(beam configuration information)를 수신하는 과정과, 상기 기지국으로부터, 상기 기지국의 다수의 송신 빔들 중 적어도 하나의 송신 빔을 지시하는 빔 지시 정보(beam indication information)를 수신하는 과정과, 상기 수신된 빔 설정 정보 및 상기 수신된 빔 지시 정보에 기반하여, 상기 적어도 하나의 송신 빔 중 특정 송신 빔을 통해, 하향링크 제어 채널(downlink control channel)을 수신하는 과정을 포함하고, 상기 빔 설정 정보는, 상기 다수의 송신 빔들에 대한 하나 또는 그 이상의 빔 집합(beam set)들을 나타내는 설정 정보를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 빔 집합들은, 상기 하향링크 제어 채널이 전송 가능한 자원 영역(resource region)에서 각각 다른 자원 영역에 대해 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 빔 집합들 각각에 대해 설정된 자원 영역은, 시간 자원(time resource) 또는 주파수 자원(frequency resource) 중 적어도 하나가 서로 다르게 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 특정 송신 빔은, 상기 하향링크 제어 채널이 수신되는 심볼(symbol)보다 이전의 심볼에서 수신되는 특정 프리앰블(specific preamble) 또는 특정 물리 채널(specific physical channel)을 통해 지시될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법은, 상기 기지국의 다수의 송신 빔들에 대한 빔 측정(beam measurement)을 수행하여, 상기 다수의 송신 빔들 중 하나 이상의 송신 빔들에 대한 정보를 상기 기지국으로 보고하는 과정을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 하나 이상의 송신 빔들에 대한 정보는, 상기 하나 이상의 송신 빔들에 대응하는 상기 단말의 하나 이상의 수신 빔들에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 빔 설정 정보 및 상기 빔 지시 정보는, 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 수신될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 빔 설정 정보는, 무선 자원 제어 메시지(Radio Resource Control message)를 통해 수신되고, 상기 빔 지시 정보는, 매체 접근 제어(Medium Access Control, MAC) 제어 요소(Control Element, CE)를 통해 수신될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 빔 설정 정보는, 상위 계층 시그널링을 통해 수신되고, 상기 빔 지시 정보는, 하향링크 제어 정보(downlink control information)를 통해 수신될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 빔 집합들의 크기는, 상기 특정 물리 채널의 하향링크 제어 정보가 전송 가능한 시간 단위에 따라 결정될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 빔 집합들 각각에 대해 설정된 자원 영역의 스케줄링은 특정 자원 블록(resource block) 단위로 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 하향링크 채널(downlink channel)을 수신하는 단말에 있어서, 상기 단말은, 무선 신호를 송수신하기 위한 송수신부와, 상기 송수신부와 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 기지국으로부터, 상기 기지국의 다수의 송신 빔들에 대한 빔 설정 정보(beam configuration information)를 수신하고, 상기 기지국으로부터, 상기 기지국의 다수의 송신 빔들 중 적어도 하나의 송신 빔을 지시하는 빔 지시 정보(beam indication information)를 수신하고, 상기 수신된 빔 설정 정보 및 상기 수신된 빔 지시 정보에 기반하여, 상기 적어도 하나의 송신 빔 중 특정 송신 빔을 통해, 하향링크 제어 채널(downlink control channel)을 수신하도록 제어하고, 상기 빔 설정 정보는, 상기 다수의 송신 빔들에 대한 하나 또는 그 이상의 빔 집합(beam set)들을 나타내는 설정 정보를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 단말과 기지국 간의 빔 스캐닝 동작을 통해 결정되는 최적의 송수신 빔 쌍을 이용하여, 신호 및/또는 채널에 대한 송수신 동작을 효율적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 기지국이 빔에 대한 지시 정보를 단계적으로 전송함에 따라 정보 전달에 필요한 비트 수를 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 단말이 하향링크 제어 채널을 수신하기 위하여 특정 영역만을 모니터링(monitoring)함에 따라, 단말의 하향링크 제어 채널 수신에 대한 오버헤드(overhead)가 감소할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 송신 빔 집합에 대한 자원 영역이 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing) 방식으로 할당됨에 따라 기지국은 하나 이상의 주파수들을 이용하여 하향링크 제어 채널을 동시에 전송할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NR의 전체적인 시스템 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 2는 아날로그 빔포머(analog beamformer) 및 RF 체인(RF chain)으로 구성되는 송신단(transmitter)의 블록도(block diagram)의 일례를 나타낸다.
도 3은 디지털 빔포머(digital beamformer) 및 RF 체인으로 구성되는 송신단의 블록도의 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 하이브리드 빙포밍의 송신단 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 하이브리드 빔포머 구성의 일 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 빔 경계 벡터 및 빔 이득/스티어링 벡터를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 아날로그 빔포밍 및 디지털 빔포밍이 적용된 누적 빔 패턴을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 아날로그 빔 스캐닝 방식의 일례를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 송/수신 빔 스캐닝 동작의 일 예를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 빔 스캐닝 서브프레임을 지정하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 빔에 대한 지시 정보(indication information)를 제공하기 위한 프리앰블이 포함된 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 하향링크 제어 채널에 대한 송신 빔 집합(Tx beam set) 기반의 자원 영역(resource region)의 일 예를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 하향링크 채널을 수신하는 단말의 동작 순서도를 나타낸다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
본 발명의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A/NR(New RAT) 시스템을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.
용어 정의
eLTE eNB: eLTE eNB는 EPC 및 NGC에 대한 연결을 지원하는 eNB의 진화(evolution)이다.
gNB: NGC와의 연결뿐만 아니라 NR을 지원하는 노드.
새로운 RAN: NR 또는 E-UTRA를 지원하거나 NGC와 상호 작용하는 무선 액세스 네트워크.
네트워크 슬라이스(network slice): 네트워크 슬라이스는 종단 간 범위와 함께 특정 요구 사항을 요구하는 특정 시장 시나리오에 대해 최적화된 솔루션을 제공하도록 operator에 의해 정의된 네트워크.
네트워크 기능(network function): 네트워크 기능은 잘 정의된 외부 인터페이스와 잘 정의된 기능적 동작을 가진 네트워크 인프라 내에서의 논리적 노드.
NG-C: 새로운 RAN과 NGC 사이의 NG2 레퍼런스 포인트(reference point)에 사용되는 제어 평면 인터페이스.
NG-U: 새로운 RAN과 NGC 사이의 NG3 레퍼런스 포인트(reference point)에 사용되는 사용자 평면 인터페이스.
비 독립형(Non-standalone) NR: gNB가 LTE eNB를 EPC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 요구하거나 또는 eLTE eNB를 NGC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 요구하는 배치 구성.
비 독립형 E-UTRA: eLTE eNB가 NGC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 gNB를 요구하는 배치 구성.
사용자 평면 게이트웨이: NG-U 인터페이스의 종단점.
시스템 일반
도 1은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NR의 전체적인 시스템 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 1을 참조하면, NG-RAN은 NG-RA 사용자 평면(새로운 AS sublayer/PDCP/RLC/MAC/PHY) 및 UE(User Equipment)에 대한 제어 평면(RRC) 프로토콜 종단을 제공하는 gNB들로 구성된다.
상기 gNB는 Xn 인터페이스를 통해 상호 연결된다.
상기 gNB는 또한, NG 인터페이스를 통해 NGC로 연결된다.
보다 구체적으로는, 상기 gNB는 N2 인터페이스를 통해 AMF (Access and Mobility Management Function)로, N3 인터페이스를 통해 UPF (User Plane Function)로 연결된다.
NR (New Rat) Numerologies 및 frame structure
NR에서는 다수의 numerology들이 지원된다.
Numerology는 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)과 CP 오버 헤드에 의해 정의된다. 다수의 서브캐리어 간격은 기본 서브캐리어 간격을 정수 N으로 스케일링함으로써 유도될 수 있다.
사용되는 numerology는 매우 높은 반송파 주파수에서 매우 낮은 서브캐리어 간격을 사용하지 않는다고 가정될지라도 주파수 대역과 독립적으로 선택될 수 있다.
유연한 네트워크 및 UE 채널 대역폭이 지원된다.
RAN1 스펙 관점에서, NR 캐리어 당 최대 채널 대역폭은 400MHz이다.
적어도 단일 numerology의 경우, NR 캐리어 당 최대 서브캐리어 수의 후보는 RAN1 스펙 관점에서 3300 또는 6600이다.
서브 프레임 지속 시간(duration)은 1ms로 고정되고, 프레임 길이는 10ms이다.
확장 가능한(scalable) numerology는 적어도 15kHz ~ 480kHz의 서브 캐리어 간격을 허용해야 한다.
CP 오버 헤드에 상관없이 15kHz 이상의 큰 서브캐리어 간격을 갖는 모든 numerology는 NR 반송파의 1ms마다 심볼 경계에 정렬된다.
보다 구체적으로는, 일반 CP 계열에 대해서는 다음과 같이 선택된다.
- 서브 캐리어 간격이 15 kHz * 2n (n은 음이 아닌 정수) 인 경우,
- 15 kHz 서브캐리어 간격의 각 심볼 길이 (CP 포함)는 스케일링된 서브캐리어 간격의 해당하는 2n 심볼의 합과 같다.
- 매 0.5ms에서 첫 번째 OFDM 심볼 이외에, 0.5ms 내의 모든 OFDM 심볼은 동일한 크기를 갖는다.
- 0.5ms 내의 첫 번째 OFDM 심볼은 다른 OFDM 심볼과 비교하여 16Ts (15 kHz 및 2048의 FFT 크기를 가정)만큼 길다.
- 첫 번째 심볼에 대한 CP에 16 Ts가 사용된다.
- 서브캐리어 간격이 15 kHz * 2n 인 경우 (n은 음의 정수)
- 서브캐리어 간격의 각 심볼 길이 (CP 포함)는 15kHz의 해당하는 2n 심볼의 합과 동일하다.
하나의 서브캐리어 및 하나의 심볼에 의해 정의되는 자원은 자원 요소 (RE)로서 불린다.
물리 계층 설계는 확장 CP를 지원한다.
확장 CP는 주어진 서브캐리어 간격에서 단 하나이다. LTE 스케일된 확장 CP는 적어도 60 kHz 서브캐리어 간격에서 지원된다. CP 타입은 UE-특정 시그널링을 사용하여 반 정적(semi-static)으로 구성될 수 있다.
확장된 CP를 지원하는 UE는 UE 타입 / 능력에 의존할 수 있다.
PRB 당 서브캐리어의 개수는 12이다.
명시적인 DC 서브캐리어는 하향링크(downlink) 및 상향링크(uplink) 모두에 대해 예약되어 있지 않다.
송신기 내에 존재하는 DC에 대하여, 송신기 측에서 DC 서브캐리어의 DC 처리는 다음과 같이 규정된다:
- 수신기는 DC 서브캐리어가 어디에 있는지를, 또는 DC 서브캐리어가 어디에 있다고 알려지는지를(스펙 또는 시그널링에 의해), 또는 DC 서브캐리어가 수신기 대역폭 내에 존재하지 않는지에 대해 알고 있다.
- 다운링크에 대해, UE는 송신기 (gNB) 측에서 송신된 DC 서브캐리어가 변조되어 있다고 가정할 수 있다. 즉, 데이터는 rate-matching 되거나 puncturing되지 않는다.
- 상향링크의 경우, 송신기 (UE) 측에서 송신된 DC 서브 캐리어는 변조되고, 즉, 데이터는 rate-matching 되거나 puncturing되지 않는다.
- 상향링크의 경우, 송신기 (UE) 측의 송신기 DC 서브캐리어는 가능하면 적어도 DMRS와의 충돌을 피해야 한다.
- 상향링크에 대해, 적어도 하나의 특정 서브캐리어가 DC 서브캐리어의 후보 위치로서 정의되어야 한다. 예를 들어, DC 서브캐리어는 PRB의 경계에 위치한다.
- 상향링크의 경우, 수신기가 DC 서브캐리어 위치를 결정하기 위한 수단이 지정되어야 한다.
- 이것은 UE로부터의 반-정적(semi-static) 시그널링 및 표준에 기재된 DC 서브 캐리어 위치와 연관이 있다.
- DC 서브캐리어가 존재하지 않으면 수신기 대역폭 내 모든 서브캐리어가 전송된다.
반면에, 수신기 측에서는, RAN1에 수신기 측에서 DC 서브캐리어의 특별한 취급이 규정되어 있지 않다. 동작은 구현으로 남겨지며, 즉 수신기는 예를 들어 DC 서브캐리어에서 수신된 데이터를 puncturing 할 수 있다.
슬롯은 일반 CP를 가지는 60kHz까지의 동일한 서브캐리어 간격에 대해 7 개 또는 14 개의 OFDM 심벌로, 그리고 일반 CP를 가지는 60kHz보다 높은 동일한 서브캐리어 간격으로 14 개의 OFDM 심벌로 정의된다.
슬롯은 모든 하향링크, 모든 상향링크 또는 {적어도 하나의 하향링크 부분 및 적어도 하나의 상향링크 부분}을 포함할 수 있다.
슬롯 집합이 지원되며, 즉 데이터 전송이 하나 또는 다수의 슬롯 간격으로 스케줄링 될 수 있다.
다음과 같은 길이를 가지는 미니 슬롯이 정의된다.
- 적어도 6GHz 이상, 길이 1 심볼을 가지는 미니 슬롯이 지원된다.
- 길이 2에서 슬롯 길이 -1까지 길이들
- URLLC의 경우 최소 2 개가 지원된다.
슬롯 레벨 채널 / 신호 / 절차 설계 시 다음 사항을 고려해야 한다.
- 동일한 / 상이한 UE들에 대해 주어진 캐리어의 진행 중인 슬롯 전송 (들)을 위해 스케줄링된 자원들을 점유하는 미니 슬롯 / 슬롯 전송 (들)의 가능한 발생
- 슬롯 레벨 데이터 채널에 대한 DMRS 포맷 / 구조 / 구성 중 적어도 하나는 미니 슬롯 레벨 데이터 채널 용으로 재사용된다.
- 슬롯 레벨 데이터 스케줄링을 위한 DL 제어 채널 포맷 / 구조 / 구성 중 적어도 하나는 미니 슬롯 레벨 데이터 스케줄링에 적용 가능하도록 설계된다.
- 슬롯 레벨 UCI 피드백을 위한 UL 제어 채널 포맷 / 구조 / 구성 중 적어도 하나는 미니 슬롯 레벨 UCI 피드백에 적용되도록 설계된다.
미니 슬롯을 설계하기 위한 다음과 같은 use case를 고려해야 한다.
- 특정 슬롯 길이에 대해 URLLC를 포함하여 매우 낮은 지연 시간의 지원
- 목표 슬롯 길이는 최소 1ms, 0.5ms이다.
- 특히, TXRP가 빔-sweeping(예: 6GHz 이상)을 사용하는 경우 슬롯 내 동일하거나 다른 UE에 대한 보다 세밀한 TDM 단위(granularity)을 지원한다.
- NR-LTE 공존(co-existence)
- 비인가 스펙트럼 동작에 대한 순방향 호환성(forward compatibility)
빔 관리(Beam management)
NR에서 빔 관리는 다음과 같이 정의된다.
빔 관리(Beam management): DL 및 UL 송수신에 사용될 수 있는 TRP(들) 및/또는 UE 빔들의 세트(set)를 획득하고 유지하기 위한 L1/L2 절차들의 세트로서, 적어도 다음 사항들을 포함한다:
- 빔 결정: TRP (들) 또는 UE가 자신의 송신 / 수신 빔을 선택하는 동작.
- 빔 측정: TRP (들) 또는 UE가 수신된 빔 형성 신호의 특성을 측정하는 동작.
- 빔 보고: UE가 빔 측정에 기반하여 빔 형성된 신호의 정보를 보고하는 동작.
- 빔 스위핑 (Beam sweeping): 미리 결정된 방식으로 시간 간격 동안 송신 및 / 또는 수신된 빔을 이용하여 공간 영역을 커버하는 동작.
또한, TRP 및 UE에서의 Tx / Rx 빔 대응(correspondence)는 다음과 같이 정의된다.
- TRP에서의 Tx / Rx 빔 대응은 다음 중 적어도 하나가 충족되면 유지된다.
- TRP는 TRP의 하나 이상의 송신 빔에 대한 UE의 하향링크 측정에 기초하여 상향링크 수신을 위한 TRP 수신 빔을 결정할 수 있다.
- TRP는 TRP의 하나 이상의 Rx 빔들에 대한 TRP의 상향링크 측정에 기초하여 하향링크 전송에 대한 TRP Tx 빔을 결정할 수 있다.
- UE에서의 Tx / Rx 빔 대응은 다음 중 적어도 하나가 충족되면 유지된다.
- UE는 UE의 하나 이상의 Rx 빔에 대한 UE의 하향링크 측정에 기초하여 상향링크 전송을 위한 UE Tx 빔을 결정할 수 있다.
- UE는 하나 이상의 Tx 빔에 대한 상향링크 측정에 기초한 TRP의 지시에 기초하여 하향링크 수신을 위한 UE 수신 빔을 결정할 수 있다.
- TRP로 UE 빔 대응 관련 정보의 능력 지시가 지원된다.
다음과 같은 DL L1 / L2 빔 관리 절차가 하나 또는 다수의 TRP들 내에서 지원된다.
P-1: TRP Tx 빔 / UE Rx 빔 (들)의 선택을 지원하기 위해 상이한 TRP Tx 빔에 대한 UE 측정을 가능하게 하기 위해 사용된다.
- TRP에서의 빔포밍의 경우 일반적으로 서로 다른 빔 세트에서 인트라(intra)/인터(inter)-TRP Tx 빔 스윕(sweep)을 포함한다. UE에서의 빔포밍을 위해, 그것은 통상적으로 상이한 빔들의 세트로부터의 UE Rx 빔 sweep를 포함한다.
P-2: 상이한 TRP Tx 빔에 대한 UE 측정이 인터/인트라-TRP Tx 빔(들)을 변경하도록 하기 위해 사용된다.
P-3: UE가 빔 포밍을 사용하는 경우에 동일한 TRP Tx 빔에 대한 UE 측정이 UE Rx 빔을 변경시키는데 사용된다
적어도 네트워크에 의해 트리거된 비주기적 보고(apreiodic reporting)는 P-1, P-2 및 P-3 관련 동작에서 지원된다.
빔 관리 (적어도 CSI-RS)를 위한 RS에 기초한 UE 측정은 K (빔의 총 개수) 빔으로 구성되며, UE는 선택된 N개의 Tx 빔들의 측정 결과를 보고한다. 여기서, N은 반드시 고정된 수는 아니다. 이동성 목적을 위한 RS에 기반한 절차는 배제되지 않는다. 보고 정보는 적어도 N <K 인 경우 N 개의 빔 (들)에 대한 측정량 및 N 개의 DL 송신 빔을 나타내는 정보를 포함한다. 특히, UE가 K'> 1 논-제로-파워 (NZP) CSI- RS 자원들에 대해, UE는 N'의 CRI (CSI-RS 자원 지시자)를 보고 할 수 있다.
UE는 빔 관리를 위해 다음과 같은 상위 계층 파라미터(higher layer parameter)들로 설정될 수 있다.
- N≥1 보고 설정(setting), M≥1 자원 설정
- 보고 설정과 자원 설정 간의 링크들은 합의된 CSI 측정 설정에서 설정된다.
- CSI-RS 기반 P-1 및 P-2는 자원 및 보고 설정으로 지원된다.
- P-3은 보고 설정의 유무에 관계없이 지원될 수 있다.
- 적어도 이하 사항들을 포함하는 보고 설정(reporting setting)
- 선택된 빔을 나타내는 정보
- L1 측정 보고(L1 measurement reporting)
- 시간 영역 동작(예: 비주기적(aperiodic) 동작, 주기적(periodic) 동작, 반-지속적(semi-persistent) 동작)
- 여러 주파수 세분성(frequency granularity)이 지원되는 경우의 주파수 세분성
- 적어도 이하 사항들을 포함하는 리소스 설정(resource setting)
- 시간 영역 동작(예: 비주기적 동작, 주기적 동작, 반-지속적 동작)
- RS 유형: 적어도 NZP CSI-RS
- 적어도 하나의 CSI-RS 자원 세트. 각 CSI-RS 자원 세트는 K≥1 CSI-RS 자원들을 포함(K개의 CSI-RS 자원들의 일부 파라미터들은 동일할 수 있다. 예를 들어, 포트 번호, 시간 영역 동작, 밀도 및 주기)
또한, NR은 L> 1 인 L 그룹을 고려하여 다음 빔 보고를 지원한다.
- 최소한의 그룹을 나타내는 정보
- N1 빔에 대한 측정량(measurement quantity)(L1 RSRP 및 CSI 보고 지원 (CSI-RS가 CSI 획득을 위한 경우))
- 적용 가능한 경우, Nl개의 DL 송신 빔을 나타내는 정보
상술한 바와 같은 그룹 기반의 빔 보고는 UE 단위로 구성할 수 있다. 또한, 상기 그룹 기반의 빔 보고는 UE 단위로 턴-오프(turn-off) 될 수 있다(예를 들어, L = 1 또는 Nl = 1인 경우).
NR은 UE가 빔 실패로부터 복구하는 메커니즘을 트리거할 수 있음을 지원한다.
빔 실패(beam failure) 이벤트는 연관된 제어 채널의 빔 쌍 링크(beam pair link)의 품질이 충분히 낮을 때 발생한다(예를 들어 임계 값과의 비교, 연관된 타이머의 타임 아웃). 빔 실패(또는 장애)로부터 복구하는 메커니즘은 빔 장애가 발생할 때 트리거된다.
네트워크는 복구 목적으로 UL 신호를 전송하기 위한 자원을 갖는 UE에 명시적으로 구성한다. 자원들의 구성은 기지국이 전체 또는 일부 방향으로부터(예를 들어, random access region) 청취(listening)하는 곳에서 지원된다.
빔 장애를 보고하는 UL 송신/자원은 PRACH (PRACH 자원에 직교하는 자원)와 동일한 시간 인스턴스(instance)에 또는 PRACH와 다른 시간 인스턴스(UE에 대해 구성 가능)에 위치할 수 있다. DL 신호의 송신은 UE가 새로운 잠재적인 빔들을 식별하기 위해 빔을 모니터할 수 있도록 지원된다.
NR은 빔 관련 지시(beam-related indication)에 관계 없이 빔 관리를 지원한다. 빔 관련 지시가 제공되는 경우, CSI-RS 기반 측정을 위해 사용된 UE 측 빔 형성 / 수신 절차에 관한 정보는 QCL을 통해 UE에 지시될 수 있다.
NR에서 지원할 QCL 파라미터로는 LTE시스템에서 사용하던 delay, Doppler, average gain등에 대한 파라미터 뿐만 아니라 수신단에서의 빔포밍을 위한 공간 파라미터가 추가될 예정이며, 단말 수신 빔포밍 관점에서 angle of arrival 관련 파라미터 및/또는 기지국 수신 빔포밍 관점에서 angle of departure 관련 파라미터들이 포함될 수 있다.
NR은 제어 채널 및 해당 데이터 채널 전송에서 동일하거나 다른 빔을 사용하는 것을 지원한다.
빔 쌍 링크 블로킹(beam pair link blocking)에 대한 견고성(robustness)를 지원하는 NR-PDCCH 전송을 위해, UE는 동시에 M개의 빔 쌍 링크상에서 NR-PDCCH를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 여기서, M≥1 및 M의 최대값은 적어도 UE 능력에 의존할 수 있다.
UE는 상이한 NR-PDCCH OFDM 심볼들에서 상이한 빔 쌍 링크(들)상의 NR-PDCCH를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 다수의 빔 쌍 링크들 상에서 NR-PDCCH를 모니터링하기 위한 UE Rx 빔 설정과 관련된 파라미터는 상위 계층 시그널링 또는 MAC CE에 의해 구성되거나 및 / 또는 탐색 공간 설계에서 고려된다.
적어도, NR은 DL RS 안테나 포트(들)과 DL 제어 채널의 복조를 위한 DL RS 안테나 포트(들) 사이의 공간 QCL 가정의 지시를 지원한다. NR-PDCCH(즉, NR-PDCCH를 모니터링하는 구성 방법)에 대한 빔 지시를 위한 후보 시그널링 방법은 MAC CE 시그널링, RRC 시그널링, DCI 시그널링, 스펙 transparent 및/또는 암시적 방법, 및 이들 시그널링 방법의 조합이다.
유니 캐스트 DL 데이터 채널의 수신을 위해, NR은 DL RS 안테나 포트와 DL 데이터 채널의 DMRS 안테나 포트 사이의 공간 QCL 가정의 지시를 지원한다.
RS 안테나 포트를 나타내는 정보는 DCI (다운 링크 허가)를 통해 표시된다. 또한, 이 정보는 DMRS 안테나 포트와 QCL 되어 있는 RS 안테나 포트를 나타낸다. DL 데이터 채널에 대한 DMRS 안테나 포트의 상이한 세트는 RS 안테나 포트의 다른 세트와 QCL로서 나타낼 수 있다.
하이브리드 빔포밍(Hybrid beamforming)
다중 안테나(multiple antenna)를 이용하는 기존의 빔 형성(beamforming) 기술은 빔 형성 가중치 벡터(weight vector)/프리코딩 벡터(precoding vector)를 적용하는 위치에 따라 아날로그 빔 형성(analog beamforming) 기법과 디지털 빔 형성(digital beamforming) 기법으로 구분될 수 있다.
아날로그 빔 형성 기법은 초기 다중 안테나 구조에 적용된 빔 형성 기법이다. 이는, 디지털 신호 처리가 완료된 아날로그 신호를 다수의 경로로 분기한 후, 각 경로에 대해 위상 쉬프트(Phase-Shift, PS)와 전력 증폭기(Power Amplifier, PA) 설정을 적용하여 빔을 형성하는 기법을 의미할 수 있다.
아날로그 빔 형성을 위해서는, 각 안테나에 연결된 PA와 PS가 단일 디지털 신호로부터 파생된 아날로그 신호를 처리(process)하는 구조가 요구된다. 다시 말해, 아날로그 단에서 상기 PA 및 상기 PS가 복소 가중치(complex weight를 처리한다.
도 2는 아날로그 빔포머(analog beamformer) 및 RF 체인(RF chain)으로 구성되는 송신단(transmitter)의 블록도(block diagram)의 일례를 나타낸다. 도 2는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 2에서, RF 체인은 기저대역(baseband, BB) 신호가 아날로그 신호로 변환되는 처리 블록을 의미한다. 아날로그 빔 형성 기법은 상기 PA와 상기 PS의 소자의 특성에 따라 빔의 정확도가 결정되고, 상기 소자의 제어 특성상 협대역(narrowband) 전송에 유리할 수 있다.
또한, 아날로그 빔 형성 기법의 경우, 다중 스트림(stream) 전송을 구현하기 어려운 하드웨어 구조로 구성되므로, 전송률 증대를 위한 다중화 이득(multiplexing gain)이 상대적으로 작다. 또한, 이 경우, 직교 자원할당 기반의 단말 별 빔 형성이 용이하지 않을 수도 있다.
이와 달리, 디지털 빔 형성 기법의 경우, MIMO 환경에서 다이버시티(diversity)와 다중화 이득을 최대화하기 위해 BB(Baseband) 프로세스를 이용하여 디지털 단에서 빔 형성이 수행된다.
도 3은 디지털 빔포머(digital beamformer) 및 RF 체인으로 구성되는 송신단의 블록도의 일례를 나타낸다. 도 3은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 3의 경우, 빔 형성은 BB 프로세스에서 프리코딩이 수행됨에 따라 수행될 수 있다. 여기에서, RF 체인은 PA를 포함한다. 이는, 디지털 빔 형성 기법의 경우, 빔 형성을 위해 도출된 복소 가중치가 송신 데이터에 직접적으로 적용되기 때문이다.
또한, 단말 별로 상이한 빔 형성이 수행될 수 있으므로, 동시에 다중 사용자 빔 형성을 지원할 수 있다. 뿐만 아니라, 직교 자원이 할당된 단말 별로 독립적인 빔 형성이 가능하므로, 스케줄링의 유연성이 향상되고, 이에 따라, 시스템 목적에 부합하는 송신단의 운용이 가능하다. 또한, 광대역 전송을 지원하는 환경에서 MIMO-OFDM과 같은 기술이 적용되는 경우에, 부반송파(subcarrier) 별로 독립적인 빔이 형성될 수도 있다.
따라서, 디지털 빔 형성 기법은 시스템의 용량 증대와 강화된 빔 이득을 기반으로 하여 단일 단말(또는 사용자)의 최대 전송률을 극대화할 수 있다. 상술한 바와 같은 특징에 기반하여, 기존의 3G/4G(예: LTE(-A)) 시스템에서는 디지털 빔포밍 기반의 MIMO 기법이 도입되었다.
NR 시스템에서, 송수신 안테나가 크게 증가하는 거대(massive) MIMO 환경이 고려될 수 있다. 일반적으로 셀룰러(cellular) 통신에서는 MIMO 환경에 적용되는 최대 송수신 안테나가 8개로 가정된다. 그러나, 거대 MIMO 환경이 고려됨에 따라, 상기 송수신 안테나의 수는 수십 또는 수백 개 이상으로 증가할 수 있다.
이 때, 거대 MIMO 환경에서 앞서 설명된 디지털 빔 형성 기술이 적용되면, 송신단은 디지털 신호 처리를 위하여 BB 프로세스를 통해 수백 개의 안테나에 대한 신호 처리를 수행해야 한다. 이에 따라, 신호 처리의 복잡도가 매우 커지고, 안테나 수만큼의 RF 체인이 필요하므로 하드웨어 구현의 복잡도도 매우 커질 수 있다.
또한, 송신단은 모든 안테나에 대해 독립적인 채널 추정(channel estimation)이 필요하다. 뿐만 아니라, FDD 시스템의 경우, 송신단은 모든 안테나로 구성된 거대 MIMO 채널에 대한 피드백 정보가 필요하므로, 파일럿(pilot) 및/또는 피드백 오버헤드가 매우 커질 수 있다.
반면, 거대 MIMO 환경에서 앞서 설명된 아날로그 빔 형성 기술이 적용되면, 송신단의 하드웨어 복잡도는 상대적으로 낮다.
이에 반해, 다수 안테나를 이용한 성능의 증가 정도는 매우 작으며, 자원 할당의 유연성이 낮아질 수 있다. 특히, 광대역 전송 시, 주파수 별로 빔을 제어하는 것이 용이하지 않다.
따라서, 거대 MIMO 환경에서는 아날로그 빔 형성과 디지털 빔 형성 기법 중 한 개 만을 배타적으로 선택하는 것이 아닌, 아날로그 빔 형성과 디지털 빔 형성 구조가 결합된 하이브리드(hybrid) 형태의 송신단 구성 방식이 필요하다.
이 때, 아래의 표 1에 나타난 것과 같은 아날로그 빔 형성 기법과 디지털 빔 형성 기법의 성능 이득 및 복잡도의 관계를 이용하여, 하이브리드 형태의 송신단이 구성될 수 있다.
Figure PCTKR2017009463-appb-T000001
즉, 표 1에 나타난 성능 이득과 복잡도의 관계에 기반하여, 송신단의 하드웨어 구현 복잡도를 낮추고, 거대(massive) 안테나를 이용한 빔 형성 이득을 최대로 얻을 수 있는 하이브리드 형태의 송신단 구조가 고려(또는 설계)될 수 있다.
이하, 상기 하이브리드 형태의 송신단이 빔을 형성하는 기법은 하이브리드 빔 형성 (기법)으로 지칭될 수 있다.
하이브리드 빔포밍 시스템 모델
기본적인 하이브리드 빔포머(Hybrid beamformer)(송신단)는 도 4와 같이 RF 체인(RF chain) 별로
Figure PCTKR2017009463-appb-I000001
개의 독립적인 안테나를 구비하는 송신단 구조로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 하이브리드 빙포밍의 송신단 구조의 일 예를 나타낸다. 도 4는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 4를 참고하면, Ns는 송신 데이터 스트림의 수, NRF는 전체 RF 체인의 수,
Figure PCTKR2017009463-appb-I000002
는 RF 체인 별 송신 안테나의 수, Nt는 송신단 전체 안테나의 수, Nr은 수신단 전체 안테나 수를 의미한다.
이 때, 전체 안테나 수 Nt와 RF 체인 별 안테나 수
Figure PCTKR2017009463-appb-I000003
사이에는 아래의 수학식 1과 같은 관계가 성립될 수 있다.
Figure PCTKR2017009463-appb-M000001
이 때, 각 RF 체인 별로 위상 천이기(Phase Shifter, PS) 및 전력 증폭기(Power Amplifier, PA)를 통과한 신호가 독립적으로 송신 안테나를 통해 전송되므로, 아래의 수학식 2와 같은 행렬(matrix) 형태의 시스템 모델이 고려될 수 있다.
Figure PCTKR2017009463-appb-M000002
수학식 2에서, y k는 k번째 서브캐리어(subcarrier)에서의 수신 신호 벡터(Nr X 1)를 의미하고, H k는 k번째 서브캐리어에서의 Nr X Nt 채널을 의미하고, F RF는 전체 서브캐리어에서의 Nt X Nt RF 프리코더(RF precoder)를 의미하고,
Figure PCTKR2017009463-appb-I000004
는 k번째 서브캐리어에서의 NRF X Ns 기저대역 프리코더(baseband precoder)를 의미한다. 또한, s k는 k번째 서브캐리어에서의 송신 신호 벡터(Ns X 1)을 의미하고, z k는 k번째 서브캐리어에서의 잡음 신호 벡터(Nr X 1)을 의미한다.
여기에서, 상기 RF 프리코더는 전체 서브캐리어에 대해 동일하고, 상기 기저대역 프리코더는 서브캐리어 별로 변경될 수 있다.
이 때, 서브캐리어 k에 대하여 수학식 2를 전개하면 아래의 수학식 3이 도출될 수 있다.
Figure PCTKR2017009463-appb-M000003
이 경우, RF 체인 이후 PS와 PA에 의해 생성되는 아날로그 빔포밍의 등가 프리코딩 행렬(equivalent precoding matrix) F RF (Nt X NRF 행렬)은 아래의 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2017009463-appb-M000004
수학식 4를 통해, 아래 수학식 5와 같은 RF 프리코딩 행렬 F RF의 RF 체인 별 프리코딩 가중치(precoding weight)를 산출할 수 있다.
Figure PCTKR2017009463-appb-M000005
하이브리드 빔포밍의 빔 방사 패턴
하이브리드 빔포밍을 위하여, ULA(Uniform linear array) 안테나가 이용될 수 있다. 이 경우, 상기 ULA 안테나의 어레이 응답 벡터(array response vector)는 아래의 수학식 6과 같다.
Figure PCTKR2017009463-appb-M000006
수학식 6에서,
Figure PCTKR2017009463-appb-I000005
는 파형의 길이(wave-length), d는 안테나 간 거리를 의미한다. 이하 설명의 편의를 위하여, 하이브리드 빔포머를 구성하는 RF 체인의 수는 4이고, 각 RF 체인 별 아날로그 안테나의 수는 4인 경우가 가정된다. 이 때, 하이브리드 빔포머는 도 5와 같이 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 하이브리드 빔포머 구성의 일 예를 나타낸다. 도 5는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 5를 참고하면, 하이브리드 빔포머는 4개의 RF 체인으로 구성된 16 ULA 안테나 구조로 구성되는 경우가 가정된다. 이 경우, 총 송신 안테나 수는 16이며, d =
Figure PCTKR2017009463-appb-I000006
/2가 성립된다. 이 때, 아날로그 단자의 PS(Phase Shifter)와 PA(Power Amplifier)는 등가인(equivalent) 빔포밍 가중치(beamforming weight)로 표현될 수 있으며, 이는 아래의 수학식 7과 같다.
Figure PCTKR2017009463-appb-M000007
수학식 7에서, F RF는 RF 프리코더를 의미한다.
기준 방향(boresight)에서 빔 패턴을 도출하기 위해서, 빔의 천이(shift) 각도는
Figure PCTKR2017009463-appb-I000007
로 설정될 수 있다. 따라서, 아날로그 프리코딩 행렬(precoding matrix)의 모든 가중치 벡터(weighting vector)의 요소(element)들은 1이 된다. 이 때, 디지털 빔포밍 단에서 적용될 임의의 랭크-1 가중치 벡터(rank-1 weight vector)는 아래의 수학식 8과 같이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2017009463-appb-M000008
기준 방향(즉,
Figure PCTKR2017009463-appb-I000008
)에서, 상기 수학식 7의 빔포밍이 적용된 전체 안테나 어레이 응답 벡터(antenna array response vector)는 아래의 수학식 9와 같이 표현될 수 있다. 이 경우, 안테나 간의 거리 d는
Figure PCTKR2017009463-appb-I000009
/2인 경우가 가정된다. 각 안테나 어레이 응답에 대한 응답은 전체 벡터 요소(vector element)들의 합으로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2017009463-appb-M000009
상기 수학식 9를 정리하면 아래의 수학식 10의 결과를 얻을 수 있다.
Figure PCTKR2017009463-appb-M000010
수학식 10에서, s는 빔 경계 벡터(beam bound vector)를 의미하고, t는 빔 이득 및 스티어링 벡터를 의미한다. 이 때, 상기 s 및 상기 t는 각각 아래 수학식 11 및 수학식 12와 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2017009463-appb-M000011
Figure PCTKR2017009463-appb-M000012
여기에서, 빔 경계 벡터 s는 빔의 전체 유효 범위를 결정할 수 있다. 또한, 디지털 빔포밍의 범위로 해당 영역 내로 제한될 수 있다. 상기 벡터 s 및 상기 벡터 t는 도 6과 같이 표현될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 빔 경계 벡터 s 및 빔 이득/스티어링 벡터 t를 나타낸다. 도 6은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
또한, 최종적으로, 디지털 빔포밍을 결정하기 위한 상기 수학식 8의 벡터가 적용된 누적 빔 패턴 결과는 도 7과 같이 표현될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 아날로그 빔포밍 및 디지털 빔포밍이 적용된 누적 빔 패턴을 나타낸다. 도 7은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 7을 참고하면, 유효한 빔의 범위가 도 6에 나타난 빔 경계 벡터 s에 따라 결정됨을 알 수 있다.
상술한 부분에서는, 하나의 RF 체인이 일부 서브 어레이(sub-array)에 매핑(mapping)되며 해당 서브 어레이에 적용되는 아날로그 빔 계수들은 동일한 경우에 대한 시스템 모델과 방사 패턴이 설명되었다. 그러나, 하이브리드 빔포밍 구조에서, 상기 예시뿐만 아니라 다양한 형태의 RF 체인과 안테나 어레이 간의 매핑이 고려될 수 있으며, 아날로그 빔 계수를 설정하는 방법도 다양하게 고려될 수 있다.
아날로그 빔 스캐닝(analog beam scanning)
일반적으로, 아날로그 빔포밍은 순수 아날로그 빔포밍 송수신단과 하이브리드 빔포밍 송수신단에서 이용될 수 있다. 이 때, 아날로그 빔 스캐닝은 동일한 시간에 한 개의 빔에 대한 추정을 수행할 수 있다. 따라서, 빔 스캐닝에 필요한 빔 트레이닝(beam training) 시간은 전체 후보 빔의 수에 비례하게 된다.
상술한 바와 같이, 아날로그 빔 포밍의 경우, 송수신단 빔 추정을 위하여 시간 영역에서의 빔 스캐닝 과정이 반드시 요구된다. 이 때, 전체 송수신 빔에 대한 추정 시간 Ts는 아래 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2017009463-appb-M000013
수학식 13에서, ts는 하나의 빔 스캐닝을 위해 필요한 시간을 의미하고, KT는 송신 빔의 수를 의미하고, KR은 수신 빔의 수를 의미한다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 아날로그 빔 스캐닝 방식의 일례를 나타낸다. 도 8은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 8의 경우, 전체 송신 빔의 수 KT가 L이고, 전체 수신 빔의 수 KR가 1인 경우가 가정된다. 이 경우, 전체 후보 빔의 개수는 총 L개가 되므로, 시간 영역에서 L개의 시간 구간이 요구된다.
다시 말해, 아날로그 빔 추정을 위하여 단일 시간 구간에서 1개의 빔 추정만이 수행될 수 있으므로, 도 8에 나타난 바와 같이, 전체 L개의 빔(P1 내지 PL) 추정을 수행하기 위하여 L개의 시간 구간이 요구된다. 단말은 아날로그 빔 추정 절차가 종료된 후, 가장 높은 신호 세기를 갖는 빔의 식별자(예: ID)를 기지국으로 피드백한다. 즉, 송수신 안테나 수의 증가에 따라 개별 빔 수가 증가할 수록, 보다 긴 트레이닝 시간이 요구될 수 있다.
아날로그 빔포밍은 DAC(Digital-to-Analog Converter) 이후에 시간 영역의 연속적인 파형(continuous waveform)의 크기와 위상각을 변화시키기 때문에, 디지털 빔포밍과 달리 개별 빔에 대한 트레이닝 구간이 보장될 필요가 있다. 따라서, 상기 트레이닝 구간의 길이가 증가할수록 시스템의 효율이 감소(즉, 시스템의 손실(loss)이 증가)될 수 있다.
상술한 바와 같이, 기지국과 단말이 모두 아날로그 빔포밍을 수행하는 경우, 하향링크 전송(downlink transmission)을 위해, 기지국은 송신 빔 설정을 위한 아날로그 빔 스캐닝 동작을 수행하고, 단말은 수신 빔 설정을 위한 아날로그 빔 스캐닝 동작을 수행할 필요가 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 송/수신 빔 스캐닝 동작의 일 예를 나타낸다. 도 9는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 9를 참고하면, 기지국과 단말이 최적의 송신 빔 및 수신 빔의 쌍(pair)을 결정하기 위하여 빔 스캐닝 동작을 수행하는 경우가 가정된다.
구체적으로, 기지국은 다수의 송신 후보 빔(Tx candidate beam)(또는 후보 송신 빔)(들)에 대한 프리엠블(preamble)(예: 참조 신호(reference signal), 파일럿 신호(pilot signal))을 전송한다. 이를 통해, 단말은 수신 후보 빔(Rx candidate beam)(또는 후보 수신 빔)(들)을 적용하여 최적의 송신 빔과 수신 빔의 쌍(pair)를 식별할 수 있다. 이 때, 단말은 식별된 송/수신 빔에 대한 정보 중 기지국에 의해 적용될 송신 빔에 대한 정보를 기지국으로 알려줄 필요가 있다.
다만, 상술한 절차에 따라 식별된 기지국과 단말 간의 송/수신 빔 쌍(Tx/Rx beam pair)은 단말의 움직임(movement)에 따라 달라질 수 있다. 최적의 송신 빔의 변화는 단말의 위치 이동이나 단말 주변의 장애물(blockage) 환경의 변화에 따라 발생될 수 있으며, 최적의 수신 빔의 변화는 long-term 변화뿐만 아니라 단말의 회전(rotation)과 같은 short-term 변화에 의해 발생될 수 있다. 예를 들어, 스마트폰(smartphone)과 같은 핸드셋(handset)/휴대용(handheld) 단말의 경우, 사용자가 단말을 들고 있는 동안 사용자가 손을 약간만 움직이더라도 단말의 기준 축이 변화하므로 최적의 수신 빔이 변화되어야 한다.
따라서, 송신 빔의 스캐닝(scanning)/트래킹(tracking)) 동작보다 수신 빔의 스캐닝/트래킹 동작이 자주 수행될 필요가 있다. 다시 말해, 송신 빔 스캐닝/트래킹이 일어나야만 하는(즉, 요구되는) 시간 한도가 N으로 표현되고, 수신 빔 스캐닝/트래킹이 일어나야만 하는 시간 한도가 M으로 표현되는 경우, M < N인 관계가 성립될 수 있다.
이 때, 상기 M < N의 관계를 만족시키기 위하여, M과 N 중에 더 작은 시간인 M마다 프리앰블 집합(preamble set)을 모두 전송하는 방법이 고려될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 빔 스캐닝 서브프레임을 지정하는 방법의 일 예를 나타낸다. 도 10은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
도 10을 참고하면, 3번 서브프레임 1002 및/또는 6번 서브프레임 1004에서 단말이 선호하는 송신 빔에 대한 빔 스캐닝만을 수행하는 경우가 가정된다. 상기 선호하는 송신 빔은 9개의 서브프레임마다 선택된다.
이 때, 다수의 단말들이 서로 다른 송신 빔을 선호할 수 있으므로, 기지국은 3번 서브프레임 1002 및/또는 6번 서브프레임 1004에서 다수의 프리앰블을 전송할 필요가 있다. 따라서, 상기 방법은 빔 스캐닝 서브프레임(즉, Tx-Rx 빔 스캐닝 서브프레임 및/또는 Rx 빔 스캐닝 서브프레임)에서는 데이터를 전송할 수 있는 자원이 매우 한정적일 수 있으며, 이에 따라, 시스템 오버헤드가 커질 수 있다.
따라서, 최적의 송/수신 빔 쌍(Tx/Rx beam pair)를 찾는(또는 식별하는) 과정을 수행하는 빔 스캐닝 서브프레임은 송신 빔 스캐닝/트래킹 주기(Tx beam scanning/tracking duration) N에 따라 설정되는 방법이 고려될 수 있다.
이 때, 상술한 바와 같이, 수신 빔 스캐닝/트래킹 동작은 해당 주기(즉, 송신 빔 스캐닝/트래킹 주기) 내에 더 자주 수행해야 할 필요가 있다.
상기 수신 빔 스캐닝/트래킹 동작을 위해, 본 발명은 기지국이 송신 빔 지시(Tx beam indication)에 대한 정보를 단말로 전송하고, 단말이 상기 정보를 획득하는 방법을 제안한다.
구체적으로, 기지국은, 상기 송신 빔 지시에 대한 정보를 전송하기 위하여, 참조 신호(reference signal)를 이용하는 시그니처(signature)(즉, 프리앰블(preamble) 형태의 전송 방식 또는 특정 물리 채널을 통한 메시지 형태의 전송 방식을 이용할 수 있다.
(제1 실시 예)
본 발명의 일 실시 예에서, 기지국은 서브프레임 내의 특정 시간 구간 동안 아래의 두 가지 중 적어도 하나 이상의 목적으로 이용될 단수 또는 복수의 프리앰블(예: 참조 신호, 파일럿 신호 등)을 전송할 수 있다.
- 해당 서브프레임에서 전송되는 물리 계층 채널(예: PDSCH, PDCCH 등)에 적용된 송신 빔의 식별자(identification)(또는 송신 빔에 대한 지시자)
- 송신 빔 스캐닝(scanning)/트래킹(tracking) 보다 빠른 시간 내에 수신 빔 스캐닝/트래킹이 요구되는 단말을 위한 수신 빔 스캐닝/트래킹
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 빔에 대한 지시 정보(indication information)를 제공하기 위한 프리앰블이 포함된 프레임 구조의 일 예를 나타낸다. 도 11은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 11을 참고하면, 기지국이 9개의 서브프레임 간격으로 송신 빔 스캐닝/ 트래킹 동작을 수행하는 경우가 가정된다.
이 때, 도 11에 나타난 프레임 구조에서, 수신 빔 스캐닝 및/또는 송신 빔 스캐닝의 목적으로 이용되는 프리앰블(들)로만 서브프레임을 구성함에 따라 빔 스캐닝 서브프레임이 구성될 수도 있다.
또한, 프리앰블은 상술한 두 가지 목적들뿐만 아니라 기존의 참조 신호(RS)로 수행 가능한 다양한 목적들로 활용될 수도 있다. 예를 들어, 상기 프리앰블은 하향링크에 대한 채널 상태 정보(channel state information)의 추정(estimation), RSRP(Reference Signal Received Power)/RSRQ(Reference Signal Received Quality)/RSSI(Received Signal Strength Indicator)와 같은 RRM(Radio Resource Management)의 측정, 및/또는 해당 서브프레임에서 전송된 물리 채널 복조(demodulation)을 위한 채널 추정(channel estimation) 목적으로 이용될 수 있다.
이 때, 본 발명에서 제안하는 서브프레임을 구성에 대해 RF 단에서의 빔포밍 스위칭(switching)의 효율을 향상시키기 위하여, 상기 프리앰블은 서브프레임의 초기 K개의 전송 심볼(transmission symbol)(즉, 전송에 이용되는 심볼)에서 전송될 수 있다.
이 때, 상기 K 값은 0을 포함할 수 있다. 상기 K 값이 0으로 설정되는 경우, 해당 서브프레임은 특정 빔포밍이 적용되지 않은 서브프레임을 의미할 수 있다. 또는, 상기 K값이 0으로 설정되는 것은 상기 프리앰블이 해당 서브프레임에서 전송되는 물리 계층 채널에 적용된 송신 빔의 식별자의 목적으로 이용되지 않는 것을 의미할 수도 있다.
상기 K값은 다음 예시들 중 하나의 방법으로 전달될 수 있다.
예를 들어, 동적인 적응(dynamic adaptation) 방식에 따라, 상기 K값은 해당 서브프레임에서 최초에 전송되는 프리앰블의 시퀀스를 통한 시그니쳐(signature) 형태로 전달될 수 있다.
다른 예를 들어, 동적인 적응(dynamic adaptation) 방식에 따라, 상기 K값은 각 프리앰블 시퀀스를 통한 시그니쳐 형태로 전달될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 시그니쳐는 다음 심볼에 전송되는 프리앰블이 존재하는지 여부와 관련된 것일 수 있다.
또 다른 예를 들어, 동적인 적응(dynamic adaptation) 방식에 따라, 상기 K값을 알려주는 용도의 별도의 물리 채널(physical channel) 및/또는 신호를 정의할 수 있다. 이 경우, 기지국은 상기 정의된 물리 채널 및/또는 신호를 통해 상기 K값을 단말로 전달할 수 있다.
또 다른 예를 들어, 반-정적 적응(semi-static adaptation) 방식에 따라, 상기 K값은 상위 계층 정보를 통해 전달될 수 있다. 보다 구체적으로, 기지국은 상기 K값을 상위 계층 시그널링(예: RRC(Radio Resource Control) 시그널링)을 통해 단말로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하는 프리앰블 중 해당 서브프레임에서 마지막에 전송되는 프리앰블에 대해 해당 서브 프레임에 전송되는 물리 채널(예: PDSCH, PDCCH 등)에 적용될 송신 빔과 동일한 송신 빔을 적용하는 방식도 고려될 수 있다. 다만, 이 경우, 상기 프리앰블은 해당 서브프레임에서 전송되는 물리 계층 채널에 적용된 송신 빔의 식별자의 목적으로 이용됨을 전제로 한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 제안되는 프리앰블 신호가 수신 빔 스캐닝 목적(즉, 두 번째 목적)으로 이용될 경우, 상기 프리앰블 신호는 다수의 심볼들을 통해 전송될 수 있다. 예를 들어, 도 9에서, 하나의 단말 수신 빔에 대해 하나의 심볼이 설정(또는 구성)되는 경우, 하나의 프리앰블은 다수의 서브-프리앰블(sub-preamble) 즉, 다수의 심볼들로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 K값은 프리앰블의 수 또는 서브-프리앰블의 수를 의미할 수 있다.
특히, 도 11에 나타난 서브프레임 예시 2와 같이, 수신 빔 스캐닝(Rx beam scanning) 목적의 프리앰블(즉, 도 11에 나타난 Tx 빔 #y에 대한 RS)과 송신 빔 식별자(Tx beam identification) 목적의 프리앰블(즉, 도 11에 나타난 Tx 빔 #x에 대한 RS)가 동일한 서브프레임에서 전송되는 경우가 고려될 수 있다. 이 경우, 수신 빔 스캐닝 목적의 프리앰블은 심볼의 길이가 y msec(millisecond)인 N개의 심볼들로 구성되고, 송신 빔 식별자 목적의 프리앰블은 심볼의 길이가 z msec인 한 개의 심볼로 구성될 수 있다. 여기에서, 상기 N은 수신 후보 빔(Rx candidate beam)의 수를 의미한다.
이 때, 상기 z를 N x y로 설계하는 방법(즉, z = N x y) 또는 y로 설계하는 방법(z = y)이 가능하다. 후자의 경우, 수신 빔 스캐닝 목적의 프리앰블 길이가 송신 빔 식별자 목적의 프리앰블보다 N배만큼 길게 설계될 수 있다.
상술한 기지국의 프리앰블 전송 동작에 대응하여 단말은 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다.
선호된 송신 빔(preferred Tx beam)에 대한 보고(reporting) 및/또는 설정(setting)이 완료된 단말 중에서 송신 빔 스캐닝/트래킹보다 빠른 시간 내에 수신 빔 스캐닝/트래킹이 요구되는 단말은 매 서브프레임마다 상기 선호된 송신 빔에 해당하는 프리앰블(예: 참조 신호, 파일럿 신호)의 전송 여부를 확인할 수 있다. 상기 확인을 통해 상기 선호된 송신 빔에 해당하는 프리앰블이 존재하는 경우, 단말은 상기 프리앰블이 검출된 서브프레임에서 수신 빔에 대한 스캐닝/트래킹 동작을 수행할 수 있다.
이 때, 상기 프리앰블은 빔 식별자(beam identifier, beam ID) 정보를 담은 신호가 조기에 전송되는 구조를 가질 수 있다. 본 발명에서 제안하는 기술을 적용함에 있어, 빔 식별자가 빠른 시간 내에 검출될수록 단말의 수신 빔 스캐닝/트래킹 시간을 더 확보할 수 있으므로 효율성이 증가한다.
따라서, 상기 프리앰블의 전송은 빔 식별자 정보를 담은 신호(예: 빔 식별자가 시퀀스에 매핑되어 시그니쳐 형태로 구성된 신호)가 조기에 전송된 후, 후속하여 동일한 송신 빔포밍 계수(Tx beamforming coefficient)가 적용된 다른 신호가 전송되는 구조를 통해 수행될 수 있다.
또한, 선호된 송신 빔에 대한 보고 및/또는 설정이 완료된 단말 중에서 수신할 하향링크 데이터 및/또는 제어 정보가 존재하는 단말은 매 서브프레임마다 상기 선호된 송신 빔에 해당하는 프리앰블(예: 참조 신호, 파일럿 신호)의 전송 여부를 확인할 수 있다. 상기 확인을 통해 상기 선호된 송신 빔에 해당하는 프리앰블이 존재하는 경우, 단말은 상기 프리앰블이 검출된 서브프레임에서 하향링크 데이터 및/또는 제어 정보를 확인(획득 또는 검출)할 수 있다. 이 때, 상기 송신 빔에 대한 프리앰블이 매칭되는 단말(즉, 상기 송신 빔을 선호하는 단말)은 해당 프리앰블을 이용하여 수신 빔에 대한 스캐닝/트래킹 동작을 추가적으로 수행할 수 있다.
(제2 실시 예)
또한, 본 발명의 다른 실시 예에서, 송신 빔 지시에 대한 정보를 전송하기 위하여, 상술한 바와 같은 프리앰블(즉, 참조 신호를 이용하는 시그니쳐 형태)뿐만 아니라, 특정 물리 채널(specific physical channel)을 통한 메시지 형태가 이용될 수도 있다. 이는, legacy LTE 시스템에서 제어 포맷 지시자(control format indicator, CFI) 정보를 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)를 통해 전송하는 것과 유사할 수 있다.
이 경우, 본 발명에서 제안하는 상기 특정 물리 채널은, 앞서 제안된 프리앰블과 같이, 하향링크 제어 채널(physical control channel)(예: PDCCH)보다 앞 쪽에 배치된 심볼을 통해 전송된다.
본 발명에서 제안하는 송신 빔 지시에 대한 정보를 전송하는 방법 즉, 송신 빔을 지시하는 방법은 단말의 제어 채널(control channel)과 데이터 채널(data channel)의 수신에 이용될 수 있다. 다만, 데이터 채널의 전송에 이용되는 빔이 제어 채널의 전송에 이용되는 빔과 다를 수 있을 경우, 본 발명에서 제안하는 방법은 하향링크 제어 채널(downlink control channel)에 대해서만 이용될 수 있다.
(제3 실시 예)
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에서, 단말이 송신 빔 지시 정보를 전송하기 위한 프리앰블(예: 참조신호) 또는 물리 채널을 수신하기 위하여 복수의 빔들을 이용하는 경우, 상기 프리앰블 또는 물리 채널은 복수의 시간 영역(time domain)/주파수 영역(frequency domain)에 반복적으로 전송될 수 있다. 이에 따라, 단말은 상기 복수의 시간 영역 및/또는 주파수 영역마다 서로 다른 수신 빔을 적용하여 상기 프리앰블 또는 물리 채널을 수신하도록 설정될 수 있다.
이 때, 송신 후보 빔(즉, 단말이 선호하는 빔)의 수가 많은 경우, 앞서 설명된 다이나믹한 빔 식별(dynamic beam identification)을 위한 프리앰블 또는 물리 채널(즉, 채널 자원)의 오버헤드가 발생될 수 있다.
이러한 점을 고려할 때, 하향링크 제어 정보(downlink control information, DCI)가 전송될 수 있는 시간 단위(예: legacy LTE의 서브프레임)로 지시할 후보 빔 집합(candidate beam set)의 크기를 N 비트(N bits)로 제한(또는 제안)하고, 이용될 빔 집합을 다이나믹(dynamic)하게 알려주는 방법이 고려될 수 있다. 이 경우, 빔 집합에 포함된 빔들 중 일부는 다른 빔 집합에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 빔 집합 #1에 빔 #1, 빔 #2, 및 빔 #3이 포함되고, 빔 집합 #2에 빔 #2, 빔 #3, 및 빔 #4가 포함될 수 있다.
이 때, 전체 후보 빔들을 복수의 빔 집합들로 그룹핑(grouping)하여 어떠한 시간/주파수 자원 단위에 대해 어떠한 빔 집합이 이용될 수 있는 지가 특정 규칙(rule)에 따라 미리 지정될 수 있다. 또는, 기지국이 이에 대한 정보를 시그널링(예: RRC 메시지(RRC message)를 이용하는 시그널링, MAC CE(Medium Access Control Control Element)를 이용하는 시그널링 등)을 통해 단말로 전달할 수도 있다.
구체적으로, 기지국은 제어 채널의 빔을 설정하기 위하여 즉, 제어 채널에 대한 송신 빔 정보를 단말로 전달하기 위하여 다음 예시들과 같은 시그널링 방법들을 이용할 수 있다.
예를 들어, 기지국은 1단계의 시그널링(1 level signaling)을 통해 제어 채널에 대한 송신 빔 정보를 단말로 전달할 수 있다. 이 때, 빔 집합에 대한 설정이 미리 결정된 규칙(predetermined rule)에 의해 설정될 필요가 있다. 즉, 슬롯(slot) 및/또는 물리 자원 블록(Physical Resource Block, PRB) 인덱스(index)에 따라 물리 하향 제어 채널의 송신 빔 식별자(PDCCH Tx beam ID)(예: CSI-RS resource ID)가 미리 결정되어야 한다. 이 경우, 기지국은 하향링크 제어 정보(DCI) 및/또는 하향링크 참조 신호(DL RS)에 의한 다이나믹한 빔 지시(dynamic beam indication)를 통해 단말로 송신 빔에 대한 정보를 알려줄 수 있다. 또는, 기지국은 MAC CE에 의한 다이나믹한 빔 지시(dynamic beam indication)를 통해 단말로 송신 빔에 대한 정보를 알려줄 수도 있다.
다른 예를 들어, 기지국은 2단계의 시그널링(2 level signaling)을 통해 제어 채널에 대한 송신 빔 정보를 단말로 전달할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 RRC 시그널링을 통해 빔 집합의 설정(beam set configuration)에 대한 정보를 단말로 전달하고, DCI 및/또는 DL RS를 이용하여 단말에 대해 다이나믹한 빔 지시를 수행할 수 있다. 또는, 기지국은 RRC 시그널링을 통해 빔 집합의 설정에 대한 정보를 단말로 전달하고, MAC CE를 이용하여 단말에 대해 다이나믹한 빔 지시를 수행할 수도 있다. 또는, 기지국은 MAC CE를 통해 빔 집합의 설정에 대한 정보를 단말로 전송하고, DCI 및/또는 DL RS를 이용하여 단말에 대해 다이나믹한 빔 지시를 수행할 수도 있다.
또 다른 예를 들어, 기지국은 3단계의 시그널링(3 level signaling)df 통해 제어 채널에 대한 송신 빔 정보를 단말로 전달할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 RRC 시그널링을 통해 빔 집합의 상위 설정(즉, beam super set configuration) 정보를 단말로 전송하고, MAC CE를 이용하여 상기 빔 집합의 상위 설정 내에서 빔 집합의 하위 설정(즉, beam set configuration) 정보를 단말로 전송하고, DCI 및/또는 DL RS를 이용하여 단말에 대해 다이나믹한 빔 지시를 수행할 수 있다. 다시 말해, 기지국은, 빔 집합의 설정에 대한 정보를 단말로 전송하기 위해, 넓은 범위의 빔 집합 설정 정보에 대해서는 RRC 시그널링을 이용하고, 상기 넓은 범위 안에 포함되는 좁은 범위의 빔 집합 설정 정보에 대해서는 MAC CE를 이용할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 하향링크 제어 채널에 대한 송신 빔 집합(Tx beam set) 기반의 자원 영역(resource region)의 일 예를 나타낸다. 도 12는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 12를 참고하면, 기지국의 송신 빔들은 4개의 송신 빔 집합들(즉, Tx 빔 집합 #1, Tx 빔 집합 #2, Tx 빔 집합 #3, 및 Tx 빔 집합 #4)로 그룹핑되는 경우가 가정된다. 또한, 도 12에서의 시간/주파수 스케줄링 자원 단위는 자원 블록(Resource Block, RB)(예: legacy LTE의 RB)으로 설정될 수 있다.
이 경우, 기지국은 자원 영역을 주파수 축으로 5RB마다, 시간 축으로 2 서브프레임마다 분할하여 다수의 자원 영역들을 결정하고, 특정 자원 영역에서 어떠한 기지국의 송신 빔이 이용될 수 있는지를 단말에게 알려줄 수 있다. 예를 들어, 기지국은 영역 1202, 영역 1210 및/또는 영역 1216에서 송신 빔 집합 #1을 이용하여 제어 채널을 전송하고, 영역 1206, 영역 1212 및/또는 영역 12120에서 송신 빔 집합 #2를 이용하여 제어 채널을 전송하고, 영역 1204 및/또는 영역 1218에서 송신 빔 집합 #3을 이용하여 제어 채널을 전송하고, 영역 1208 및/또는 영역 1214에서 송신 빔 집합 #4를 이용하여 제어 채널을 전송할 수 있다.
이에 따라, 단말은 선호하는 기지국의 빔에 대한 보고 정보(report information) 및/또는 기지국이 단말에게 지정하는 서빙 빔(serving beam)(들)에 대한 정보에 의해 제어 채널을 모니터링할 영역을 한정할 수 있다. 이 때, 상술한 바와 같이, 각 자원 영역 내에서 스케줄링 자원(예: RB)마다 이용되는 빔에 대한 정보가 참조 신호 또는 물리 채널을 통해 동적으로(dynamically) 시그널링(signaling)될 수 있다. 이 경우, 시그널링이 요구되는 정보는 해당 빔 집합 내에 포함된 빔들로 제한되므로, 정보 전달에 필요한 비트 수가 최소화될 수 있다.
앞서 설명된 방법에서, 기지국의 송신 빔 집합의 크기를 1(즉, 송신 빔 집합에 포함되는 빔의 수가 1개)로 제한하는 방법도 고려될 수 있다. 다시 말해, 특정 시간/주파수 자원 단위로 이용될 기지국의 송신 빔이 정해진 규칙 또는 시그널링(예: RRC 메시지, MAC CE 등에 의한 시그널링)에 의해 지정되는 경우, 단말은 빔 보고 정보(beam report information) 또는 기지국의 빔 지시 정보(beam indication information)에 의해 해당 자원에서만 제어채널에 대한 검출을 수행할 수 있다. 이 때, 상기 검출은 제어 채널(예: PDCCH)에 대한 블라인드 검출(blind detection)을 의미할 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같은 참조 신호 또는 특정 물리 채널을 이용하는 동적인 송신 빔 지시(dynamic Tx beam indication) 방식은 적용되지 않을 수 있다.
또는, 기지국의 송신 빔 집합의 크기가 1보다 크더라도, 동적인 송신 빔 지시 방식을 적용하지 않는 방법도 고려될 수 있다. 이 경우, 기지국은 해당 자원 영역에 포함된 복수의 빔들을 함께 이용하여 제어 채널을 전송할 수 있다. 예를 들어, 제어 채널이 2개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼들을 이용하여 전송되고 송신 빔 집합의 크기가 2이면, 기지국은 두 빔을 번갈아 이용하는 전송 방식을 통해 제어 채널을 전송할 수 있다. 또한, 기지국은, 한 개의 심볼(즉, OFDM 심볼)내에서도 주파수 축으로 특정 서브캐리어 집합들에 대해 송신 빔 집합 내에 포함된 서로 다른 빔을 적용하여 제어 채널을 전송할 수도 있다.
상술한 방식에서, 단말이 복수의 서빙 빔(serving beam)들을 갖는 경우(예: 복수의 선호 빔들을 기지국으로 보고하거나, 또는 기지국으로부터 복수의 빔들을 지시 받은 경우), 단말은 상기 복수의 서빙 빔들 중 적어도 하나의 빔이 포함되는 하나 이상의 PDCCH 모니터링 자원 영역에서 블라인드 검출을 수행할 수도 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 하향링크 채널을 수신하는 단말의 동작 순서도를 나타낸다. 도 13은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 13을 참고하면, 기지국과 단말은 최선의 빔 쌍(beam pair)을 식별하기 위하여 빔 스캐닝 동작을 수행하는 경우가 가정된다. 또한, 도 13의 기지국과 단말은 앞서 설명된 본 발명의 실시 예들(예: 도 10 내지 도 12와 관련된 내용)에 따른 동작을 수행하는 경우가 가정된다.
S1305 단계에서, 단말은 기지국으로부터 기지국의 다수의 송신 빔들에 대한 빔 설정 정보를 수신한다. 여기에서, 상기 상기 빔 설정 정보는, 상기 다수의 송신 빔들에 대한 하나 또는 그 이상의 빔 집합(beam set)들(예: 제1 빔 집합(beam set) 또는 제2 빔 집합 중 적어도 하나)을 나타내는 설정 정보를 포함한다. 예를 들어, 상기 빔 설정 정보는 앞서 설명된 빔 집합(또는 후보 빔 집합)에 대한 설정 정보를 의미할 수 있다. 상기 빔 설정 정보를 설정하는 방식 및 전달하는 방식은 상술한 바와 같다.
예를 들어, 상기 하나 또는 그 이상의 빔 집합들(예: 제1 빔 집합 및 상기 제2 빔 집합)은, 상기 하향링크 제어 채널이 전송 가능한 자원 영역에서 각각 다른 자원 영역에 대해 설정될 수 있다(예: 도 12). 이 때, 상기 하나 또는 그 이상의 빔 집합들 각각에 대해 설정된 자원 영역은, 시간 자원(time resource) 또는 주파수 자원(frequency resource) 중 적어도 하나가 서로 다르게 설정될 수 있다. 즉, 상기 제1 빔 집합에 대해 설정된 자원 영역은, 상기 제2 빔 집합에 대해 설정된 자원 영역과 시간 자원(time resource) 또는 주파수 자원(frequency resource) 중 적어도 하나가 다르게 설정될 수 있다.
또한, 상기 하나 또는 그 이상의 빔 집합들의 크기는 특정 물리 채널의 하향링크 제어 정보가 전송 가능한 시간 단위에 따라 결정될 수 있다. 또한, 상기 하나 또는 그 이상의 빔 집합들 각각에 대해 설정된 자원 영역의 스케줄링은 특정 자원 블록 단위로 수행될 수 있다.
단말이 빔 설정 정보를 수신한 후, S1310 단계에서, 단말은 상기 기지국으로부터, 상기 기지국의 다수의 송신 빔들 중 적어도 하나의 송신 빔을 지시하는 빔 지시 정보(beam indication information)를 수신한다. 여기에서, 빔 지시 정보는 앞서 설명된 후보 빔 집합들 중 특정 빔 집합(들)을 지시하는 정보(또는 특정 빔 집합 내의 특정 빔을 지시하는 정보)를 의미할 수 있다.
이후, S1315 단계에서, 단말은 특정 송신 빔을 통해, 하향링크 제어 채널을 수신한다. 여기에서, 특정 빔은 상기 빔 설정 정보 및 상기 빔 지시 정보에 기반하여, 상기 적어도 하나의 송신 빔 중 식별된 특정 빔을 의미할 수 있다. 이 때, 상기 특정 빔은, 상기 하향링크 제어 채널이 수신되는 심볼(symbol)보다 이전의 심볼에서 수신되는 특정 프리앰블 또는 특정 물리 채널을 통해 지시될 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에서, 상기 빔 설정 정보 및 상기 빔 지시 정보는, 상술한 바와 같이, 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 수신될 수 있다. 또한, 상기 빔 설정 정보는, 무선 자원 제어 메시지(Radio Resource Control message)를 통해 수신되고, 상기 빔 지시 정보는, 매체 접근 제어(Medium Access Control, MAC) 제어 요소(Control Element, CE)를 통해 수신될 수 있다. 또한, 상기 빔 설정 정보는, 상위 계층 시그널링을 통해 수신되고, 상기 빔 설정 정보는, 상위 계층 시그널링을 통해 수신될 수도 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에서, 상기 단말은, 상기 기지국의 다수의 송신 빔들에 대한 빔 측정(beam measurement)을 수행하여, 상기 다수의 송신 빔들 중 하나 이상의 송신 빔들에 대한 정보를 상기 기지국으로 보고할 수 있다. 이 때, 상기 하나 이상의 송신 빔들에 대한 정보는, 상기 하나 이상의 송신 빔들에 대응하는 상기 단말의 하나 이상의 수신 빔들에 대한 정보를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 보고하는 동작은, 상기 빔 지시 정보를 수신하는 동작 이전에 수행되는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 14는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 14를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(1410)과 기지국(1410) 영역 내에 위치한 다수의 단말(1420)을 포함한다.
기지국(1410)은 프로세서(processor, 1411), 메모리(memory, 1412) 및 RF부(radio frequency unit, 1413)을 포함한다. 프로세서(1411)는 앞서 도 1 내지 도 13에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1411)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1412)는 프로세서(1411)와 연결되어, 프로세서(1411)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(1413)는 프로세서(1411)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
단말(1420)은 프로세서(1421), 메모리(1422) 및 RF부(1423)을 포함한다.
프로세서(1421)는 앞서 도 1 내지 도 13에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1421)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1422)는 프로세서(1421)와 연결되어, 프로세서(1421)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(1423)는 프로세서(1421)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
메모리(1412, 1422)는 프로세서(1411, 1421) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1411, 1421)와 연결될 수 있다.
일 예로서, 저 지연(low latency) 서비스를 지원하는 무선 통신 시스템에서 하향링크 데이터(DL data)를 송수신하기 위해 단말은 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛; 및 상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함할 수 있다.
또한, 기지국(1410) 및/또는 단말(1420)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.
이상에서 설명된 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 무선 통신 시스템에서 하향링크 채널을 수신하는 방안은 3GPP LTE/LTE-A 시스템, 5G 시스템(New RAT 시스템)에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (12)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말이 하향링크 채널(downlink channel)을 수신하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터, 상기 기지국의 다수의 송신 빔들에 대한 빔 설정 정보(beam configuration information)를 수신하는 과정과,
    상기 기지국으로부터, 상기 기지국의 다수의 송신 빔들 중 적어도 하나의 송신 빔을 지시하는 빔 지시 정보(beam indication information)를 수신하는 과정과,
    상기 수신된 빔 설정 정보 및 상기 수신된 빔 지시 정보에 기반하여, 상기 적어도 하나의 송신 빔 중 특정 송신 빔을 통해, 하향링크 제어 채널(downlink control channel)을 수신하는 과정을 포함하고,
    상기 빔 설정 정보는, 상기 다수의 송신 빔들에 대한 하나 또는 그 이상의 빔 집합(beam set)들을 나타내는 설정 정보를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 이상의 빔 집합들은, 상기 하향링크 제어 채널이 전송 가능한 자원 영역(resource region)에서 각각 다른 자원 영역에 대해 설정되는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 이상의 빔 집합들 각각에 대해 설정된 자원 영역은, 시간 자원(time resource) 또는 주파수 자원(frequency resource) 중 적어도 하나가 서로 다르게 설정되는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 특정 송신 빔은, 상기 하향링크 제어 채널이 수신되는 심볼(symbol)보다 이전의 심볼에서 수신되는 특정 프리앰블(specific preamble) 또는 특정 물리 채널(specific physical channel)을 통해 지시되는 방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 기지국의 다수의 송신 빔들에 대한 빔 측정(beam measurement)을 수행하여, 상기 다수의 송신 빔들 중 하나 이상의 송신 빔들에 대한 정보를 상기 기지국으로 보고하는 과정을 더 포함하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 하나 이상의 송신 빔들에 대한 정보는, 상기 하나 이상의 송신 빔들에 대응하는 상기 단말의 하나 이상의 수신 빔들에 대한 정보를 더 포함하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 빔 설정 정보 및 상기 빔 지시 정보는, 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 수신되는 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 빔 설정 정보는, 무선 자원 제어 메시지(Radio Resource Control message)를 통해 수신되고,
    상기 빔 지시 정보는, 매체 접근 제어(Medium Access Control, MAC) 제어 요소(Control Element, CE)를 통해 수신되는 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 빔 설정 정보는, 상위 계층 시그널링을 통해 수신되고,
    상기 빔 지시 정보는, 하향링크 제어 정보(downlink control information)를 통해 수신되는 방법.
  10. 제 4항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 이상의 빔 집합들의 크기는, 상기 특정 물리 채널의 하향링크 제어 정보가 전송 가능한 시간 단위에 따라 결정되는 방법.
  11. 제 3항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 이상의 빔 집합들 각각에 대해 설정된 자원 영역의 스케줄링은 특정 자원 블록(resource block) 단위로 수행되는 방법.
  12. 무선 통신 시스템에서 하향링크 채널(downlink channel)을 수신하는 단말에 있어서,
    무선 신호를 송수신하기 위한 송수신부와,
    상기 송수신부와 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    기지국으로부터, 상기 기지국의 다수의 송신 빔들에 대한 빔 설정 정보(beam configuration information)를 수신하고,
    상기 기지국으로부터, 상기 기지국의 다수의 송신 빔들 중 적어도 하나의 송신 빔을 지시하는 빔 지시 정보(beam indication information)를 수신하고,
    상기 수신된 빔 설정 정보 및 상기 수신된 빔 지시 정보에 기반하여, 상기 적어도 하나의 송신 빔 중 특정 송신 빔을 통해, 하향링크 제어 채널(downlink control channel)을 수신하도록 제어하고,
    상기 빔 설정 정보는, 상기 다수의 송신 빔들에 대한 하나 또는 그 이상의 빔 집합(beam set)들을 나타내는 설정 정보를 포함하는 장치.
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