WO2019017679A1 - 무선 통신 시스템에서, 채널 상태 정보를 보고하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서, 채널 상태 정보를 보고하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2019017679A1
WO2019017679A1 PCT/KR2018/008081 KR2018008081W WO2019017679A1 WO 2019017679 A1 WO2019017679 A1 WO 2019017679A1 KR 2018008081 W KR2018008081 W KR 2018008081W WO 2019017679 A1 WO2019017679 A1 WO 2019017679A1
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csi
mini
slot
target bler
channel
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PCT/KR2018/008081
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곽규환
이승민
이현호
서인권
이윤정
황대성
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엘지전자 주식회사
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    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
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    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0053—Allocation of signaling, i.e. of overhead other than pilot signals
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for reporting channel state information, and more particularly, to a method and apparatus for reporting channel state information for downlink transmission in a mini-slot.
  • NewRAT Enhanced Mobile BroadBand
  • URLLC Ultra-reliability and low latency communication
  • mMTC Massive Machine-Type Communications
  • the eMBB is a next generation mobile communication scenario having characteristics such as High Spectrum Efficiency, High User Experienced Data Rate, and High Peak Data Rate
  • URLLC is a next generation mobile communication scenario having characteristics such as Ultra Reliable, Ultra Low Latency, (Eg, V2X, Emergency Service, Remote Control)
  • mMTC is a next generation mobile communication scenario with low cost, low energy, short packet, and massive connectivity. (e.g., IoT).
  • the present invention provides a method for reporting channel state information and an apparatus therefor.
  • a method of reporting channel state information (CSI) in a wireless communication system In a method of reporting channel state information (CSI) in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention, a method of reporting a plurality of mini-slot sets included in a slot Nk And reporting all of the CSIs for each of the plurality of sets of minislots, generated based on the reference resource, to a base station in a slot N, wherein the plurality of sets of minislots comprises a plurality Minslots, where k is an integer and can be set by the base station.
  • CSI channel state information
  • the CSIs for each of the plurality of mini-slot aggregates can be reported simultaneously to the base station in slot N.
  • each of the plurality of mini-slot sets may be set based on a channel coherence time corresponding to a channel change between the base station and the terminal.
  • the CSIs may include an index of a set of minislots corresponding to each of the CSIs.
  • the assumption of the number of symbols of the reference resource may be determined based on the number of symbols constituting the minislot having the shortest length among the plurality of minislots constituting the slot.
  • the minislot set may not be set as a reference resource.
  • a set of minislots including minislots located before the minislot can be set as a reference resource.
  • CSIs for each of the plurality of mini-slot aggregates may be generated based on a first target Block Error Rate (BLER) obtained from the base station.
  • BLER Block Error Rate
  • the CSIs are generated and reported based on a second target BLER having a value lower than the first target BLER, The difference value of the second target BLER may be reported together.
  • the CSI value corresponding to the first target BLER indicates that there is no Modulation Coding Scheme (MCS) and a code rate satisfying the first target BLER
  • MCS Modulation Coding Scheme
  • a value higher than the first target BLER And report the difference value between the first target BLER and the third target BLER, as well as generate and report the CSI based on the third target BLER.
  • CSIs for each of the plurality of mini-slot sets may be transmitted together with HARQ-ACK for the plurality of mini-slot sets.
  • a CSI of a set of minislots corresponding to the data can be transmitted together with a NACK signal of the data.
  • the CSIs of the mini-slot set corresponding to the HARQ-ACK, which is the NACK may be transmitted together.
  • the HARQ-ACK for each of the plurality of mini-slot aggregates is ACK, only the ACK is transmitted. If the HARQ-ACK for each of the plurality of mini-slot aggregates is NACK, Gt; CSI < / RTI >
  • a terminal reporting channel state information includes: a transceiver for transmitting and receiving signals to / from a base station; And a controller coupled to the transceiver to set a plurality of mini-slot sets included in the slot Nk as reference resources and to generate CSIs for each of the plurality of mini-slot sets, A plurality of minislots, each of the plurality of minislots comprising a plurality of minislots, wherein k is an integer, and wherein the set of minislots is set by the base station .
  • CSI-RS channel state information-reference signal
  • FIG. 1 is a diagram showing a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a UE and an E-UTRAN based on a 3GPP radio access network standard;
  • FIG. 2 is a view for explaining a physical channel used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • Figure 3 illustrates a slot structure available in a new radio access technology (NR).
  • NR new radio access technology
  • FIG. 4 shows an example of a connection method of the TXRU and the antenna element.
  • FIG. 5 abstractly illustrates a hybrid beamforming structure in terms of a transceiver unit (TXRU) and a physical antenna.
  • TXRU transceiver unit
  • FIG. 6 shows a beam sweeping operation for a synchronization signal and system information in a downlink transmission process.
  • Figure 7 illustrates a cell of a new radio access technology (NR) system.
  • NR new radio access technology
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a configuration example of a minislot, a minislot set and a slot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a method of reporting channel state information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing components of a transmitting apparatus 10 and a receiving apparatus 20 that perform the present invention.
  • the present invention can be used in a generic term including a remote radio head (RRH), an eNB, a transmission point (TP), a reception point (RP), a relay and the like.
  • RRH remote radio head
  • eNB transmission point
  • RP reception point
  • relay a relay
  • the 3GPP-based communication standard includes downlink physical channels corresponding to resource elements carrying information originating from an upper layer and downlink physical channels used by the physical layer but corresponding to resource elements not carrying information originated from an upper layer Physical signals are defined.
  • a Physical Downlink Shared Channel (PDSCH), a Physical Broadcast Channel (PBCH), a Physical Multicast Channel (PMCH), a Physical Control Format Indicator Channel a physical downlink control channel (PDCCH), and a physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH) are defined as downlink physical channels, and a reference signal and a synchronization signal Are defined as downlink physical signals.
  • a reference signal also referred to as a pilot, refers to a predefined signal of a predefined waveform in which the gNB and the UE know each other.
  • a cell specific RS, a UE- A specific RS (UE-specific RS, UE-RS), a positioning RS (PRS) and channel state information RS (CSI-RS) are defined as downlink reference signals.
  • the 3GPP LTE / LTE-A standard supports uplink physical channels corresponding to resource elements carrying information originating from an upper layer and resource elements used by the physical layer but not carrying information originated from an upper layer Uplink physical signals.
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • PUCCH physical uplink control channel
  • PRACH physical random access channel
  • DMRS demodulation reference signal
  • SRS sounding reference signal
  • a Physical Uplink Control CHannel (PUCCH), a Physical Uplink Control Channel (PUSCH), a Physical Uplink Control Channel (PUSCH), and a Physical Uplink Control Channel (PUSCH) (Uplink Shared CHannel) / PRACH (Physical Random Access CHannel) refers to a set of time-frequency resources or a set of resource elements each carrying Uplink Control Information (UCI) / uplink data / random access signals.
  • UCI Uplink Control Information
  • the expression that the user equipment transmits a PUCCH / PUSCH / PRACH is referred to as a PUCCH / PUCCH / PRACH or a PUCCH / PUCCH / PRACH through an uplink control information / uplink
  • the expression that the gNB transmits PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH is used to indicate that the downlink data / control information is transmitted on the PDCCH / PCFICH / PHICH / Is used in the same sense.
  • an OFDM symbol / subcarrier / RE allocated / configured with a CRS / DMRS / CSI-RS / SRS / UE-RS is referred to as a CRS / DMRS / CSI- RS / SRS / UE- RS symbol / / Subcarrier / RE.
  • a CRS / DMRS / CSI- RS / SRS / UE- RS symbol referred to as a CRS / DMRS / CSI- RS / SRS / UE- RS symbol / / Subcarrier / RE.
  • TRS tracking RS
  • a sub-carrier allocated or configured with a TRS is called a TRS sub-carrier.
  • TRS RE a configured RE.
  • a subframe configured for TRS transmission is called a TRS subframe.
  • a subframe in which a broadcast signal is transmitted is called a broadcast subframe or a PBCH subframe, and a subframe in which a synchronization signal (for example, PSS and / or SSS) is transmitted is referred to as a synchronization signal subframe or a PSS / Quot;
  • An OFDM symbol / subcarrier / RE allocated or configured with PSS / SSS is referred to as PSS / SSS symbol / subcarrier / RE, respectively.
  • the CRS port, the UE-RS port, the CSI-RS port, and the TRS port are respectively configured as an antenna port configured to transmit CRSs, an antenna port configured to transmit UE- An antenna port configured to transmit CSI-RS, and an antenna port configured to transmit TRS.
  • the antenna ports configured to transmit CRSs may be separated by the location of the REs occupied by the CRS according to the CRS ports and the antenna ports configured to transmit the UE-RSs may be separated by UE RS ports, and the antenna ports configured to transmit CSI-RSs may be classified according to the CSI-RS ports occupied by the CSI-RS. The location of the REs.
  • CRS / UE-RS / CSI-RS / TRS port is also used as a term for a pattern of REs occupied by a CRS / UE-RS / CSI-RS / TRS within a certain resource area.
  • the control plane refers to a path through which control messages used by a UE and a network are transmitted.
  • the user plane means a path through which data generated in the application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the physical layer which is the first layer, provides an information transfer service to an upper layer using a physical channel.
  • the physical layer is connected to the upper Medium Access Control layer through a transmission channel (Trans Port Channel). Data moves between the MAC layer and the physical layer over the transmission channel. Data is transferred between the transmitting side and the receiving side physical layer through the physical channel.
  • the physical channel utilizes time and frequency as radio resources. Specifically, the physical channel is modulated in an OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) scheme in a downlink, and is modulated in an SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) scheme in an uplink.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • the Medium Access Control (MAC) layer of the second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is an upper layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission.
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block in the MAC.
  • the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer of the second layer performs a header compression function to reduce unnecessary control information in order to efficiently transmit IP packets such as IPv4 and IPv6 in a wireless interface with a narrow bandwidth.
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • the Radio Resource Control (RRC) layer located at the bottom of the third layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is responsible for the control of the logical channels, the transmission channels and the physical channels in connection with the configuration, re-configuration and release of radio bearers.
  • the radio bearer refers to a service provided by the second layer for data transmission between the UE and the network.
  • the terminal and the RRC layer of the network exchange RRC messages with each other. If there is an RRC connection (RRC Connected) between the UE and the RRC layer of the network, the UE is in the RRC Connected Mode, otherwise it is in the RRC Idle Mode.
  • the Non-Access Stratum (NAS) layer at the top of the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • NAS Non-Access Stratum
  • a downlink transmission channel for transmitting data from a network to a terminal includes a BCH (Broadcast Channel) for transmitting system information, a PCH (Paging Channel) for transmitting a paging message, a downlink SCH (Shared Channel) for transmitting user traffic and control messages, have.
  • a traffic or control message of a downlink multicast or broadcast service it may be transmitted through a downlink SCH, or may be transmitted via a separate downlink multicast channel (MCH).
  • the uplink transmission channel for transmitting data from the UE to the network includes RACH (Random Access Channel) for transmitting an initial control message and an uplink SCH (Shared Channel) for transmitting user traffic or control messages.
  • a logical channel mapped to a transmission channel is a Broadcast Control Channel (BCCH), a Paging Control Channel (PCCH), a Common Control Channel (CCCH), a Multicast Control Channel (MCCH) Traffic Channel).
  • BCCH Broadcast Control Channel
  • PCCH Paging Control Channel
  • CCCH
  • FIG. 2 is a view for explaining a physical channel used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • the UE When the UE is turned on or newly enters a cell, the UE performs an initial cell search operation such as synchronizing with the BS (S201). To this end, the terminal receives a primary synchronization channel (P-SCH) and a secondary synchronization channel (S-SCH) from a base station and synchronizes with the base station and acquires information such as a cell ID have. Then, the terminal can receive the physical broadcast channel from the base station and acquire the in-cell broadcast information. Meanwhile, the UE can receive the downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step to check the downlink channel state.
  • P-SCH primary synchronization channel
  • S-SCH secondary synchronization channel
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE Upon completion of the initial cell search, the UE receives more detailed system information by receiving a Physical Downlink Control Channel (PDCCH) and a Physical Downlink Control Channel (PDSCH) according to the information on the PDCCH (S202).
  • a Physical Downlink Control Channel (PDCCH)
  • a Physical Downlink Control Channel (PDSCH)
  • the mobile station can perform a random access procedure (RACH) on the base station (steps S203 to S206).
  • RACH random access procedure
  • the UE transmits a specific sequence through a Physical Random Access Channel (PRACH) (S203 and S205), and receives a response message for the preamble on the PDCCH and the corresponding PDSCH ( S204 and S206).
  • PRACH Physical Random Access Channel
  • a contention resolution procedure can be additionally performed.
  • the UE having performed the above procedure performs PDCCH / PDSCH reception (S207) and physical uplink shared channel (PUSCH) / physical uplink control channel Control Channel (PUCCH) transmission (S208).
  • the UE receives downlink control information (DCI) through the PDCCH.
  • DCI downlink control information
  • the DCI includes control information such as resource allocation information for the UE, and formats are different according to the purpose of use.
  • the control information transmitted by the UE to the Node B via the uplink or received from the Node B by the UE includes a downlink / uplink ACK / NACK signal, a channel quality indicator (CQI), a precoding matrix index (PMI) ) And the like.
  • the UE can transmit control information such as CQI / PMI / RI as described above through PUSCH and / or PUCCH.
  • the new RAT system uses an OFDM transmission scheme or a similar transmission scheme.
  • the new RAT system may follow OFDM parameters different from the OFDM parameters of LTE.
  • the new RAT system can follow the existing LTE / LTE-A neuronology, but with a larger system bandwidth (eg, 100 MHz).
  • one cell may support a plurality of memorylogies. That is, UEs operating in different lifetimes can coexist within one cell.
  • a radio frame used in the 3GPP LTE / LTE-A system has a length of 10ms (307200 T s), it consists of ten equally sized subframes (subframe, SF). 10 subframes within one radio frame may be assigned respective numbers.
  • T s denotes the sampling time
  • T s 1 / (2048 * 15 kHz).
  • Each subframe is 1 ms long and consists of two slots. 20 slots in one radio frame can be sequentially numbered from 0 to 19. [ Each slot has a length of 0.5 ms.
  • the time for transmitting one subframe is defined as a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • the time resource may be classified by a radio frame number (or a radio frame index), a subframe number (also referred to as a subframe number), a slot number (or a slot index), and the like.
  • TTI means the interval at which data can be scheduled. For example, in the current LTE / LTE-A system, the transmission opportunity of the UL grant or the DL grant is present every 1 ms, and the UL / DL grant opportunity does not exist several times in less than 1 ms. Therefore, the TTI in the existing LTE / LTE-A system is 1ms.
  • Figure 3 illustrates a slot structure available in a new radio access technology (NR).
  • NR new radio access technology
  • a slot structure in which a control channel and a data channel are time division multiplexed (TDM) is considered in the fifth generation new RAT.
  • the hatched area indicates the transmission area of the DL control channel (e.g., PDCCH) carrying the DCI
  • the black part indicates the transmission area of the UL control channel (e.g., PUCCH) carrying the UCI.
  • the DCI is control information that the gNB delivers to the UE, and the DCI includes information on cell configuration that the UE should know, DL specific information such as DL scheduling, and UL specific Information, and the like.
  • the UCI is control information that the UE transmits to the gNB.
  • the UCI may include a HARQ ACK / NACK report for the DL data, a CSI report for the DL channel status, and a scheduling request (SR).
  • symbol areas from symbol index 1 to symbol index 12 may be used for transmission of a physical channel (e.g., PDSCH) carrying downlink data, a physical channel (e.g., PUSCH) Lt; / RTI >
  • a physical channel e.g., PUSCH
  • Lt a physical channel
  • RTI &gt a physical channel carrying downlink data
  • DL transmission and UL transmission are sequentially performed in one slot, so that DL data transmission / reception and UL ACK / NACK reception / transmission of DL data are performed in one slot Lt; / RTI >
  • the time taken to retransmit the data is reduced, thereby minimizing the delay of the final data transmission.
  • a time gap is required between the gNB and the UE for the transition process from the transmission mode to the reception mode or from the reception mode to the transmission mode.
  • some OFDM symbols at the time of switching from DL to UL in the slot structure are configured as a guard period (GP).
  • a GP when a data area of the slot is used for downlink data, a GP may be set between a downlink data interval and an uplink control channel interval, When used for the uplink data, a GP may be set between the downlink control channel period and the uplink data period to set a time gap for switching between the transmission mode and the reception mode.
  • the DL control channel is TDM with the data channel, and the PDCCH, which is the control channel, is spread over the entire system band.
  • the bandwidth of one system is expected to reach at least about 100 MHz, which makes it difficult to spread the control channel over the entire bandwidth.
  • Monitoring the entire band for the UE to receive the downlink control channel for data transmission / reception may deteriorate the battery consumption and efficiency of the UE.
  • the DL control channel can be localized, transmitted, or distributed in a system band, i.e., a certain frequency band within a channel band.
  • the basic transmission unit is a slot.
  • the slot duration is made up of 14 symbols with a normal cyclic prefix (CP), or 12 symbols with an extended CP.
  • the slot is scaled by time as a function of the used subcarrier spacing. That is, as the subcarrier spacing increases, the length of the slot becomes shorter. For example, if the number of symbols per slot is 14, if the number of slots in a frame of 10 ms is 10 for a 15 kHz subcarrier interval, then 20 for 30 kHz subcarrier interval and 40 for 60 kHz subcarrier interval. As the subcarrier spacing increases, the length of the OFDM symbol becomes shorter.
  • the number of OFDM symbols in a slot depends on whether it is a regular CP or an extended CP, and does not depend on the subcarrier interval.
  • the actual sampling times for subcarrier spacing 30 kHz, 60 kHz, and 120 kHz are 1 / (2 * 15000 * 2048) seconds, 1 / (4 * 15000 * 2048) Will be.
  • the 5G mobile communication system which is being discussed recently considers using a high-frequency band, that is, a millimeter frequency band of 6 GHz or more, in order to transmit data while maintaining a high data rate to a large number of users using a wide frequency band.
  • a high-frequency band that is, a millimeter frequency band of 6 GHz or more
  • this is referred to as NR.
  • this is referred to as NR system in the future.
  • the millimeter frequency band has a frequency characteristic in which the signal attenuation due to the distance is very sharp due to the use of the frequency band which is too high.
  • an NR system using at least a band of 6 GHz or more transmits a signal beam in a specific direction rather than in all directions to transmit a narrow beam narrow beam transmission technique.
  • the base station collects a plurality of narrow beams and provides services in a wide band.
  • the wavelength is shortened so that a plurality of antenna elements can be installed in the same area.
  • a total of 100 antenna elements can be installed in a 5-by-5 cm panel in a 30 GHz band with a wavelength of about 1 cm in a two-dimensional array at 0.5 lambda (wavelength) spacing Do. Therefore, in mmW, it is considered to increase the coverage or the throughput by increasing the beamforming gain by using a plurality of antenna elements.
  • a beam forming method in which energy is raised only in a specific direction is mainly considered by transmitting the same signal using a proper phase difference to a large number of antennas in a base station or a UE.
  • Such beamforming schemes include digital beamforming to create a phase difference in a digital baseband signal, analog beamforming to create a phase difference using time delay (i.e., cyclic shift) to a modulated analog signal, digital beamforming, And hybrid beam forming using both of the beam forming and the like.
  • TXRU transceiver unit
  • the TXRU is not effective in terms of cost in installing all of the antenna elements of 100 or more. That is, a millimeter frequency band requires a large number of antennas to compensate for the sudden attenuation characteristics, and digital beamforming requires an RF component (eg, a digital-to-analog converter (DAC), a mixer, A power amplifier, a linear amplifier, and the like), so that the digital beamforming in the millimeter frequency band has a problem that the price of the communication device increases. Therefore, when a large number of antennas are required, such as the millimeter frequency band, the use of analog beamforming or hybrid beamforming is considered.
  • DAC digital-to-analog converter
  • Hybrid BF is an intermediate form of digital BF and analog BF and has B TXRUs that are fewer than Q antenna elements.
  • the direction of the beam that can be transmitted at the same time is limited to B or less although there is a difference depending on the connection method of B TXRU and Q antenna elements.
  • FIG. 4 shows an example of a connection method of the TXRU and the antenna element.
  • FIG. 4 (a) shows how the TXRU is connected to a sub-array. In this case, the antenna element is connected to only one TXRU. 4 (b) shows how the TXRU is connected to all antenna elements. In this case, the antenna element is connected to all TXRUs.
  • W represents a phase vector multiplied by an analog phase shifter. That is, the direction of the analog beam forming is determined by W.
  • the mapping between the CSI-RS antenna port and the TXRUs may be 1-to-1 or 1-to-many.
  • a base station communicates with a plurality of users at the same time using a broadband transmission or a multi-antenna characteristic.
  • a base station uses analog or hybrid beamforming and forms an analog beam in one beam direction, It can only communicate with users included in the same analog beam direction.
  • the RACH resource allocation and the resource utilization scheme of the base station according to the present invention to be described later are proposed in consideration of the constraint inconsistency caused by the analog beamforming or the hybrid beamforming characteristic.
  • FIG. 5 abstractly illustrates a hybrid beamforming structure in terms of a transceiver unit (TXRU) and a physical antenna.
  • TXRU transceiver unit
  • the analog beamforming means an operation in which the RF unit performs precoding (or combining).
  • the baseband unit and the RF unit each perform precoding (or combining), thereby reducing the number of RF chains and the number of D / A (or A / D) converters.
  • the performance close to digital beamforming can be achieved.
  • the hybrid beamforming structure can be represented by N TXRU and M physical antennas.
  • the digital beamforming for the L data layers to be transmitted at the transmitting end can be represented by an N-by-L matrix, and then the N converted digital signals are converted into an analog signal via a TXRU and then converted into an M-by-N matrix
  • the expressed analog beamforming is applied.
  • the number of digital beams is L and the number of analog beams is N.
  • FIG. Further, in the NR system, a direction in which a base station is designed so as to change analog beamforming on a symbol basis, and a more efficient beamforming is supported for a UE located in a specific area is considered.
  • N TXRU and M RF antennas are defined as one antenna panel, it is considered to introduce a plurality of antenna panels which can apply independent hybrid beamforming in the NR system.
  • an analog beam advantageous for signal reception may be different for each UE. Therefore, at least a synchronization signal, system information, paging, and the like may be applied to a specific slot or a subframe A beam sweeping operation is considered in which all the UEs have a reception opportunity by changing a plurality of analog beams to be transmitted on a symbol-by-symbol basis.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a beam sweeping operation for a synchronization signal and system information in a downlink transmission process.
  • a physical resource or a physical channel through which system information of the New RAT system is broadcast is referred to as xPBCH (physical broadcast channel).
  • xPBCH physical broadcast channel
  • analog beams belonging to different antenna panels can be simultaneously transmitted within one symbol.
  • BRS Beam RS
  • the BRS may be defined for a plurality of antenna ports, and each antenna port of the BRS may correspond to a single analog beam.
  • the synchronization signal or the xPBCH can be transmitted for all the analog beams included in the analog beam group so that any UE can receive it well.
  • Figure 7 illustrates a cell of a new radio access technology (NR) system.
  • NR new radio access technology
  • a plurality of TRPs constitute one cell, unlike the case where one base station forms one cell in a wireless communication system such as existing LTE.
  • Cell is configured, it is advantageous that mobility management of the UE is easy since continuous communication can be performed even if the TRP for serving the UE is changed.
  • the PSS / SSS is transmitted in the omni-direction, whereas the gNB applying the mmWave transmits the PSS / SSS / PBCH signal
  • a beamforming method is considered.
  • the transmission / reception of signals while rotating the beam direction is referred to as beam sweeping or beam scanning.
  • the gNB can have a maximum of N beam directions, it is assumed that for each of the N beam directions, the PSS / SSS / PBCH, etc.
  • the gNB transmits synchronization signals such as PSS / SSS / PBCH for each direction while sweeping directions that the gNB can have or supports, or when the gNB transmits N synchronous signals SSS / PBCH may be transmitted / received for each beam group.
  • one beam group may be formed of one or more beams
  • a signal such as a PSS / SSS / PBCH transmitted in the same direction may be defined as one SS block, and a plurality of SS blocks may exist in one cell.
  • a PSS / SSS / PBCH in the same direction can constitute one SS block , It can be understood that there are ten SS blocks in the system.
  • the beam index can be interpreted as an SS block index.
  • each of the base station and the mobile station can perform beamforming based on the channel state information in order to obtain the multiplexing gain of the MIMO antenna.
  • the Node B transmits a reference signal to the UE and instructs the UE to feedback the measured channel state information through a Physical Uplink Control CHannel (PUCCH) or a Physical Uplink Shared CHannel (PUSCH).
  • PUCCH Physical Uplink Control CHannel
  • PUSCH Physical Uplink Shared CHannel
  • CSI is roughly divided into three categories: RI (Rank Indicator), PMI (Precision Matrix Index), and CQI (Channel Quality Indication).
  • RI represents rank information of a channel as described above, and it means the number of streams that the terminal can receive through the same frequency-time resource. Also, since the RI is determined by long term fading of the channel, it is fed back to the base station at a period longer than the PMI and the CQI value.
  • the PMI is a value reflecting the spatial characteristics of the channel, and represents a precoding matrix index of a base station preferred by the UE based on a metric such as SINR.
  • the CQI is a value indicating the strength of a channel, which means a reception SINR that can be obtained when a base station normally uses PMI.
  • MU-MIMO multi-user diversity using multi-user MIMO
  • MU-MIMO multi-user MIMO
  • the final PMI it is determined by designing the final PMI by dividing the final PMI into W1, which is a long term and / or a wideband PMI, and W2, which is a short term and / or a sub- .
  • a long-term covariance matrix of a channel can be used as an example of a structural codebook transformation scheme constituting one final PMI from the W1 and W2 information, as shown in Equation 1 below.
  • W2 is a code word of a codebook configured to reflect the short-term channel information
  • W2 is a code word of the last codebook
  • the structure of the codeword in Equation (2) is a cross-polarized antenna.
  • the spacing between antennas is narrow, for example, when the distance between adjacent antennas is usually half or less of the signal wavelength, It is a structure that is designed by reflecting the characteristics of correlation.
  • an antenna can be divided into a horizontal antenna group and a vertical antenna group. Each antenna group has a uniform linear array (ULA) antenna characteristic. Co-located.
  • the correlation between the antennas of each group has the same linear phase increment characteristic, and the correlation between the antenna groups has a phase rotation characteristic.
  • the codebook is a value obtained by quantizing the channel, it is necessary to design the codebook by directly reflecting the characteristics of the channel.
  • the Rank 1 codeword made up of the above-described structure can be illustrated as Equation (3) below.
  • the codeword is the number of transmit antennas And the upper vector And subvectors , And each shows the correlation characteristics between the horizontal antenna group and the vertical antenna group. May be expressed as a vector having a linear phase increasing characteristic by reflecting the correlation characteristics between the antennas of each antenna group, and a DFT matrix may be used as a representative example.
  • MU-MIMO multi-user diversity using multi-user MIMO
  • MU-MIMO multi-user MIMO
  • CoMP JT since several base stations cooperatively transmit the same data to a specific UE, theoretically, it can be regarded as a MIMO system in which antennas are geographically dispersed. That is, in the case of MU-MIMO in JT, channel status information of high accuracy is required to avoid interference between cooperatively scheduled UEs as in single cell-MU-MIMO.
  • CoMP CB also requires sophisticated channel state information in order to avoid interference caused by the adjacent cell to the serving cell. Generally, in order to improve the accuracy of the channel state information feedback, additional channel state information feedback of the UE is required and it is transmitted to the base station through the PUCCH or PUSCH.
  • a reference signal already known by the transmitting side and the receiving side together with data is transmitted from the transmitting side to the receiving side for channel measurement.
  • the reference signal not only informs the channel measurement but also the modulation technique, thereby performing the demodulation process.
  • a reference signal is a dedicated RS (DRS) for a Node B and a UE, that is, a common RS or a cell specific RS (CRS), which is a UE-specific reference signal and a cell- Respectively.
  • DRS dedicated RS
  • CRS cell specific RS
  • the cell specific reference signal includes a reference signal for measuring CQI / PMI / RI at the UE and reporting the CQI / PMI / RI to the Node B, which is referred to as CSI-RS (Channel State Information-RS).
  • CSI-RS Channel State Information-RS
  • next-generation wireless access technology aims to provide faster and more reliable services to more users than existing systems through Ultra-Reliable Low-Latency Communications (URLLC).
  • URLLC Ultra-Reliable Low-Latency Communications
  • MTC Machine Type Communication
  • NewRAT introduces a self-contained subframe structure as shown in FIG.
  • the subframe structure is referred to as a slot
  • the slot may be configured in various types.
  • one slot may be composed of different channels such as a downlink control channel, a downlink data channel, a guard period (GP), an uplink control channel, and an uplink data channel.
  • the channel can be configured in a mini-slot unit smaller than the slot.
  • a minislot composed of two symbol units may be set as a TTI (Transmission Time Interval) to transmit / receive a control channel or a data channel in units of the minislots.
  • TTI Transmission Time Interval
  • the present invention proposes an effective CSI feedback method suitable for URLLC.
  • a CSI feedback method suitable for scheduling in a shortened TTI unit may be considered when a channel is configured in NewRAT in units of minislots.
  • a method of transmitting CSI-RS Channel State Information-Reference Signal
  • CSI-RS Channel State Information-Reference Signal
  • CSI-RS transmission Overhead may be large. Also, if the length of a channel coherence time interval in which a channel changes significantly is larger than the length of a minislot, it is not preferable from the viewpoint of efficiency to transmit CSI-RS in minislot units.
  • a plurality of mini-slots may be formed as one set, and a CSI-RS may be provided in units of mini-slot sets.
  • the number of mini-slots constituting a mini-slot set may be determined based on a higher layer signaling and / or physical layer information based on channel coherence time.
  • the base station can set up the mobile station through signaling (physical layer signaling).
  • the location where the CSI-RS is transmitted within a slot or a mini-slot set may also be referred to as higher-layer signaling and / or physical layer signaling, (physical layer signaling).
  • the base station can signal to the terminal the index of a minislot or the symbol index in a minislot to which the CSI-RS is transmitted within a set of minislots.
  • the CSI-RS is fed back in consideration of the length of the interval in which the channel significantly changes . It is possible to perform CSI feedback more suitable for URLLC. 8
  • the number of index-numbering schemes, the number of mini-slot sets per slot, and the number of minislots per minislot set are only one example, and the present invention is not limited thereto. It is needless to say that the present invention is not limited to the embodiment.
  • the k value may be predefined in the system, but it may be changed according to the capability of the UE or the channel environment of the UE, and the changed k value may be transmitted to the BS through the upper layer signaling and / It can inform the terminal.
  • the CSI for a plurality of sets of minislots belonging to the slot can be fed back in one slot.
  • the slot length in the system is composed of 14 symbols
  • 6 mini-slots are composed of 3/2/2/2/2/3 symbols
  • the symbol length of the shortest mini- Can be assumed to be the length of the reference resource. That is, in the above-described embodiment, when the CQI is calculated in order to feed back the channel information by setting the resource corresponding to the N-k time point as the reference resource, the length of the resource can be assumed to be 2.
  • the first minislot in the slot is not allocated to the data channel but is allocated for another signal or another kind of channel and data can not be transmitted for the minislot, Can be set as a reference resource.
  • the assumption for the first minislot included in the reference resource when six minislots in one slot are configured with 3/2/2/2/2/3 symbols, the assumption for the first minislot included in the reference resource.
  • the corresponding minislots are excluded from the reference resources, and the minislots before the corresponding minislots are referred to as reference resources .
  • a reference resource is set in a minislot aggregation unit, if a specific minislot is used for control channel transmission in a minislot set, the minislot set including the minislot is excluded from the reference resource, A previous set of minislots can also be set as a reference resource.
  • the index of the mini-slot set can be transmitted together with the CSI so that each CSI can know which mini-slot set corresponds to which information.
  • the CSI report for each mini-slot set it is possible to apply an appropriate MCS / PMI / RI according to the interference characteristics of each mini-slot set.
  • optimal MCS / PMI / RI according to a set of minislots to which a minislot to be used for scheduling for URLLC transmission belongs can be applied.
  • the base station can inform the mobile station of an appropriate M value according to performance and transmission environment of the mobile station through upper layer signaling and / or physical layer signaling.
  • only the CSI for a set of minislots having the worst channel state may be transmitted, or the CSI for the lower M 'values having poor channel conditions may be fed back, and the average value or channel state May be fed back to the average value of the good M's or the average value of the M's that are not good.
  • the base station may only feed back the CSI values for one or more minislot sets that have been configured through higher layer signaling and / or physical layer signaling.
  • the base station can inform the UE of the value to be transmitted through upper layer signaling and / or physical layer signaling. If a reference resource is specified on the basis of a mini-slot set, a CSI for a previous mini-slot set is determined based on a set of minislots designated as a reference resource. It can be transmitted in the same manner as the above-described method.
  • a plurality of mini-slot sets corresponding to the reported CSI are not necessarily included in one slot, and the CSI values of the sets of mini-slots belonging to two or more different slots may be reported together have.
  • the present invention can also be applied to cases where CSI is transmitted in units of minislots. That is, in the above-described embodiment, the CSI reporting method is applied by applying the same method as in the above-described embodiment, with the 'slot' corresponding to the 'mini-slot set' and the 'mini-slot set' can do.
  • the length of a minislot is fixed rather than fixed.
  • N-k k may be a symbol unit.
  • the base station may inform the UE of the length of a TTI unit designated as a reference resource through higher layer signaling and / or physical layer signaling.
  • adaptive HARQ transmission may be considered to achieve a very low target Block Error Rate (BLER) for a URLLC within a defined delay.
  • BLER Block Error Rate
  • the resource in which the initial transmission occurs implicitly is recognized as the CSI reference resource, and the CSI at the time point can be fed back to the base station.
  • the base station may determine whether the initial transmission is based on the final target BLER and / And notify the terminal of the number of times through higher layer signaling and / or physical layer signaling. In this case, if the first transmission is transmitted in the final target BLER and the decoding fails, the UE can transmit the CSI together with the NACK. If the first transmission is not the final target BLER, the UE transmits CSI May not be transmitted.
  • the base station may transmit a signal to a BLER of 10 ⁇ -6 from the first transmission, or to transmit a signal to a BLER of 10 ⁇ -2 several times And can inform the terminal. If the terminal fails to decode a signal targeting a BLER of 10 ⁇ -6, the terminal can transmit CSI with a NACK. If the terminal fails to decode a signal targeting a BLER of 10 ⁇ -2, the terminal transmits only NACK It is possible. However, if the base station receives a NACK for a signal with a target BLER of 10 ⁇ -2, the target BLER for the next signal retransmission is set to 10 ⁇ -4 And so on.
  • the CSI can be transmitted together with the NACK even if the final target BLER is 10 < -6 > and the decoding of the signal targeting the BLER of 10 < -2 > fails.
  • this operation may be predetermined by the system, or the base station may notify the terminal through higher layer signaling and / or physical layer signaling, and may be determined implicitly.
  • CSI feedback can be performed at the time of ACK transmission because, when burst transmission occurs intermittently, there is an advantage that CSI transmitted together at the time of ACK transmission can be utilized for the next transmission.
  • the base station can inform the mobile station of the setting through higher layer signaling and / or physical layer signaling.
  • the target BLER may be informed together and the CSI corresponding to the target BLER may be fed back.
  • the UE when the UE fails to decode the downlink transmission, it can send a NACK and implicitly set the CSI to be reported based on the target BLER lower than the previous CSI feedback, for example, the final target BLER. In this case, the UE can report the corresponding target BLER of the CSI to be reported together. In order to further reduce the number of bits to be reported, the UE may calculate a difference value between the target BLER indicated by the base station and the target BLER actually reported, The difference between the received target BLER and the index corresponding to the target BLER actually reported can be reported.
  • the UE may or may not transmit the CSI with the ACK according to the setting or the implicit operation of the base station. If the CSI is reported together with the ACK, Or whether the CSI is fed back to the same target BLER as the previous CSI report, may be operated according to a predefined system, and the base station may operate the mobile station with the upper layer signaling and / or the physical layer signaling It may also operate accordingly.
  • the base station can inform the UE of whether to transmit CSI with HARQ-ACK to the UE through higher layer signaling and / or physical layer signaling. Whether CSI is transmitted together with HARQ-ACK or not, The BS can determine the HARQ-ACK transmission performance of the UL control channel.
  • a CSI value corresponding to a plurality of target BLERs can be simultaneously reported.
  • only the CSI value corresponding to one reference target BLER is configured as an absolute value, As shown in FIG.
  • a CSI value corresponding to a final target BLER may be configured as an absolute value
  • a CSI value for another target BLER may be configured as a difference value with respect to a CSI value corresponding to a final target BLER.
  • the target BLER may be implicitly matched according to a numerology, a service type, or a number of retransmissions corresponding to the scheduled data transmission, and the CSI may be reported based on the matching.
  • the CSI value corresponding to the target BLER indicated by the base station corresponds to 'out of range' when the terminal feeds back the corresponding CSI value according to the target BLER indication of the base station. It is possible to feed back the difference between the target BLER corresponding to the CSI corresponding to the target BLER and the target BLER indicated from the base station while transmitting the CSI corresponding to the target BLER not the out of range of the CSI corresponding to the target BLER.
  • the index value of the target BLER corresponding to the corresponding CSI and the difference value between the index value of the target BLER indicated by the base station can be fed back together.
  • 'out of range' may mean that there is no Modulation Coding Scheme (MCS) and a code rate that can satisfy the target BLER indicated by the BS among the CQI indexes defined in the system.
  • MCS Modulation Coding Scheme
  • the base station instructs the terminal to feed back the CQI index corresponding to the target BLER 10 ⁇ -6, as shown in Table 1, when the corresponding CQI index is 0 , The CSI of the target BLER 10 ⁇ -6 is 'out of range', the UE receives the target BLER 10 ⁇ The CSI value corresponding to -4 is fed back, and the difference between the index of the target BLER 10 ⁇ -6 and the index of the target BLER 10 ⁇ -4 2 can be transmitted together.
  • the target BLER corresponding to the CSI reported to the base station by the terminal need not necessarily be the lowest target BLER among the target BLERs whose CQI value is not 0, and may report the CSI based on the higher target BLER . That is, referring to Table 1, in the above example, the UE feeds back the CSI value corresponding to the target BLER 10 ⁇ -3, and the index of the target BLER 10 ⁇ -6 and the target BLER 10 ⁇ -3 The index difference value 3 may be transmitted together.
  • the index value corresponding to the difference value can be reported. Accordingly, the indexes for the difference value can be newly defined.
  • the UE when the UE repeatedly receives data or repeatedly transmits data, the UE transmits HARQ-ACK during the repeated transmission / reception of data for early termination of the data repeated transmission / reception operation, or transmits HARQ-ACK can do.
  • the UE may receive at least one HARQ-ACK resource for a transmission block (TB)
  • the resource may be allocated over a plurality of time resources such as a plurality of slots, a plurality of mini-slots, and the like.
  • HARQ-ACK may be transmitted in the middle to terminate the repeated transmission to the TB.
  • the acknowledgment for the TB is a NACK
  • feedback to the CSI may be reported to the base station along with the NACK transmission, as described above.
  • the feedback when feedback is performed on the CSI together with the NACK transmission, the feedback may be feedback on the wideband CQI, and the UE may perform only the resources set for data transmission corresponding to the HARQ-ACK . That is, even if the system bandwidth or the bandwidth part of the terminal is 100 RB (Resource Block), if the resource set by the terminal for data transmission is 25 RB, the wideband CQI can be calculated only for the set 25 RB have. At this time, 25RB may be continuous or non-continuous.
  • the wideband CQI can be calculated as an average value of CQIs in other subbands.
  • the HARQ-ACK resource for early termination can be set to two or more, and each resource can be used separately for ACK transmission and NACK + CSI transmission.
  • NACK and CSI are transmitted together, NACK may be omitted and only CSI may be transmitted. That is, the UE may implicitly include a NACK response by transmitting the CSI.
  • This may be more useful in terms of signaling overhead because if the CSI is not included in the ACK transmission and the CSI is transmitted, then the base station can see that the data corresponds to the NACK and the CSI is reported.
  • the CSI can be included and transmitted at the time of ACK transmission, it may be more preferable from the viewpoint of accuracy that the NACK signal is explicitly transmitted.
  • the number of available REs may vary depending on whether a mini-slot, a mini-slot set, or a reference signal (RS) is transmitted for each slot.
  • RS reference signal
  • the number of available REs in each minislot can be determined by assuming that certain signals such as reference signals are always transmitted, or by assuming that the specific signals are not transmitted. On the other hand, it is assumed that the specific signals are transmitted, and the number of available REs may be determined by multiplying the specific signals by predetermined ratios predetermined or determined according to the communication environment.
  • FIG. 10 is a block diagram showing components of a transmitting apparatus 10 and a receiving apparatus 20 that perform the present invention.
  • the transmitting apparatus 10 and the receiving apparatus 20 may include RF (Radio Frequency) units 13 and 23 capable of transmitting or receiving radio signals carrying information and / or data, signals, messages, (12, 22) for storing various information related to communication, a RF unit (13, 23) and a memory (12, 22) Each comprising a processor 11, 21 configured to control the memory 12, 22 and / or the RF unit 13, 23 to perform at least one of the embodiments of the invention described above.
  • RF Radio Frequency
  • the memories 12 and 22 may store a program for processing and controlling the processors 11 and 21, and may temporarily store the input / output information.
  • the memories 12 and 22 can be utilized as buffers.
  • Processors 11 and 21 typically control the overall operation of the various modules within the transmitting or receiving device.
  • the processors 11 and 21 may perform various control functions to perform the present invention.
  • the processors 11 and 21 may also be referred to as a controller, a microcontroller, a microprocessor, a microcomputer, or the like.
  • the processors 11 and 21 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays may be provided in the processors 11 and 21.
  • firmware or software may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention.
  • the firmware or software may be contained within the processors 11, 21 or may be stored in the memories 12, 22 and driven by the processors 11,
  • the processor 11 of the transmission apparatus 10 performs predetermined coding and modulation on signals and / or data scheduled to be transmitted from the scheduler connected to the processor 11 or the processor 11, And transmits it to the RF unit 13.
  • the processor 11 converts a data stream to be transmitted into K layers through demultiplexing, channel coding, scrambling, modulation, and the like.
  • the encoded data stream is also referred to as a code word and is equivalent to a transport block that is a data block provided by the MAC layer.
  • a transport block (TB) is encoded into one codeword, and each codeword is transmitted to the receiving device in the form of one or more layers.
  • the RF unit 13 for frequency up-conversion may include an oscillator.
  • the RF unit 13 may include N t (where N t is a positive integer equal to or greater than 1) transmit antennas.
  • the signal processing procedure of the receiving apparatus 20 is configured in reverse to the signal processing procedure of the transmitting apparatus 10.
  • the RF unit 23 of the receiving device 20 receives the radio signal transmitted by the transmitting device 10.
  • the RF unit 23 may include N r reception antennas, and the RF unit 23 performs frequency down-conversion on each of the signals received through the reception antennas to recover the baseband signals .
  • the RF unit 23 may include an oscillator for frequency down conversion.
  • the processor 21 may perform decoding and demodulation of the radio signal received through the reception antenna to recover data that the transmission apparatus 10 originally intended to transmit.
  • the RF units 13 and 23 have one or more antennas.
  • the antenna may transmit signals processed by the RF units 13 and 23 to the outside under the control of the processors 11 and 21 or receive radio signals from the outside and transmit the signals processed by the RF unit 13 , 23).
  • Antennas are sometimes referred to as antenna ports.
  • Each antenna may be configured by a combination of physical antenna elements corresponding to one physical antenna or more than one physical antenna element. The signal transmitted from each antenna can not be further decomposed by the receiving apparatus 20.
  • a reference signal (RS) transmitted in response to the antenna defines the antenna viewed from the perspective of the receiving apparatus 20 and indicates whether the channel is a single radio channel from one physical antenna, Enables the receiving device 20 to channel estimate for the antenna regardless of whether it is a composite channel from a plurality of physical antenna elements. That is, the antenna is defined such that a channel carrying a symbol on the antenna can be derived from the channel through which another symbol on the same antenna is transmitted.
  • MIMO multi-input multi-output
  • the RF units 13 and 23 can support reception beamforming and transmission beamforming.
  • the RF units 13 and 23 may be configured to perform the functions illustrated in FIGS.
  • the RF units 13 and 23 may be referred to as a transceiver.
  • the UE operates as the transmitting apparatus 10 in the uplink and operates as the receiving apparatus 20 in the downlink.
  • the gNB operates as the receiving apparatus 20 in the uplink and as the transmitting apparatus 10 in the downlink.
  • a processor, an RF unit and a memory provided in the UE are referred to as a UE processor, a UE RF unit and a UE memory respectively, and a processor, an RF unit and a memory provided in the gNB are referred to as a gNB processor, a gNB RF unit and a gNB memory, respectively.
  • the gNB processor of the present invention indicates a k value for setting a reference resource of the UE, and controls the transceiver of the gNB to transmit data to the UE on a minislot-by-minus basis, and controls to receive the CSI on a minislot aggregation unit basis.
  • the gNB processor can transmit information on a target BLER as a reference of the data transmission to the UE, and the target BLER transmitted to the UE may be the final target BLER.
  • the plurality of mini-slot sets are composed of a plurality of mini-slots and the length thereof can be determined based on the channel coherence time.
  • k is an integer value set by the gNB processor.
  • an index of a set of mini-slots corresponding to each CSI may be reported together. If the minislots included in the set of minislots are not minislots for data transmission, A set of minislots including a minislot located before the minislot can be set as a reference resource without being set as a reference resource.
  • the assumption of the number of symbols of the set reference resource may be determined based on the number of symbols constituting the minislot having the shortest length among the minislots constituting the slot.
  • the CSIs may be generated based on the target BLER indicated by the gNB. If decoding of the data transmitted based on the target BLER fails, the CSI may be generated based on the target BLER having a value lower than the target BLER. And report the difference of the two target BLERs together. If the CSI value corresponding to the indicated target BLER corresponds to 'Out of Range', CSI is generated based on the target BLER having a value higher than the indicated target BLER, and the difference values of the two target BLERs are combined together Can be reported.
  • HARQ-ACKs for data received on a set of mini-slots corresponding to each CSI may be transmitted together. Only when the HARQ-ACK is NACK, And if the decoding of the data transmitted based on the final target BLER fails, the CSI may be transmitted together with the corresponding NACK.
  • the HARQ-ACK is ACK
  • only ACK is transmitted without CSI reporting, and in case of NACK, only CSI can be reported without transmitting NACK.
  • the gNB processor or the UE processor of the present invention can be configured to apply the present invention on a cell operating in a high frequency band of 6 GHz or more in which analog or hybrid beamforming is used.
  • the present invention can be applied to various wireless communication systems other than the fifth generation NewRAT system.

Landscapes

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

본 발명은, 무선 통신 시스템에서, 단말이 채널 상태 정보(Channel State Information; CSI)를 보고 하는 방법을 개시한다. 특히, 상기 방법은, 슬롯 N-k에 포함된 복수의 미니 슬롯 집합(mini-slot set)들을 참조 자원으로 설정하고, 상기 참조 자원을 기반으로 생성된, 상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 CSI들 모두를 슬롯 N 내에서 동시에 기지국으로 보고하는 것을 포함하되, 상기 복수의 미니 슬롯 집합은, 복수의 미니 슬롯들로 구성되고, 상기 k는 정수이며, 상기 기지국에 의해 설정되는 것을 특징으로 한다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 26.07.2018]　무선 통신 시스템에서, 채널 상태 정보를 보고하는 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 채널 상태 정보를 보고하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 미니 슬롯(mini-slot) 단위의 하향링크 전송을 위한 채널 상태 정보 보고 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
시대의 흐름에 따라 더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 트래픽을 요구하게 되면서, 기존 LTE 시스템보다 향상된 무선 광대역 통신인 차세대 5G 시스템이 요구되고 있다. NewRAT이라고 명칭되는, 이러한 차세대 5G 시스템에서는 Enhanced Mobile BroadBand (eMBB)/ Ultra-reliability and low-latency communication (URLLC)/Massive Machine-Type Communications (mMTC) 등으로 통신 시나리오가 구분된다.
여기서, eMBB는 High Spectrum Efficiency, High User Experienced Data Rate, High Peak Data Rate 등의 특성을 갖는 차세대 이동통신 시나리오이고, URLLC는 Ultra Reliable, Ultra Low Latency, Ultra High Availability 등의 특성을 갖는 차세대 이동통신 시나리오이며 (e.g., V2X, Emergency Service, Remote Control), mMTC는 Low Cost, Low Energy, Short Packet, Massive Connectivity 특성을 갖는 차세대 이동통신 시나리오이다. (e.g., IoT).
본 발명은 채널 상태 정보를 보고하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른, 무선 통신 시스템에서, 단말이 채널 상태 정보(Channel State Information; CSI)를 보고 하는 방법에 있어서, 슬롯 N-k에 포함된 복수의 미니 슬롯 집합(mini-slot set)들을 참조 자원으로 설정하고, 상기 참조 자원을 기반으로 생성된, 상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 CSI들 모두를 슬롯 N 내에서 기지국으로 보고하는 것을 포함하되, 상기 복수의 미니 슬롯 집합은, 복수의 미니 슬롯들로 구성되고, 상기 k는 정수이며, 상기 기지국에 의해 설정될 수 있다.
이 때, 상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 CSI들은 슬롯 N 내에서 동시에 기지국으로 보고될 수 있다.
또한, 상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각의 길이는, 상기 기지국과 단말 간의 채널 변화에 대응하는 채널 코히런스 시간(Channel coherence time)을 기반으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 CSI들은, 상기 CSI들 각각에 대응하는 미니 슬롯 집합의 인덱스를 포함할 수 있다.
또한, 상기 참조 자원의 심볼 수에 대한 가정은, 상기 슬롯을 구성하는 복수의 미니 슬롯들 중, 길이가 가장 짧은 미니 슬롯을 구성하는 심볼들의 수를 기반으로 결정될 수 있다.
또한, 상기 미니 슬롯 집합에 포함된 미니 슬롯이 데이터 전송을 위한 미니 슬롯이 아닌 경우, 상기 미니 슬롯 집합은 참조 자원으로 설정하지 않을 수 있다.
또한, 상기 미니 슬롯 이전에 위치한 미니 슬롯을 포함하는 미니 슬롯 집합을 참조 자원으로 설정할 수 있다.
또한, 상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 CSI들은, 상기 기지국으로부터 획득된 제 1 타겟 BLER(Block Error Rate)를 기반으로 생성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 타겟 BLER을 기반으로 전송된 데이터의 디코딩에 실패한 경우, 상기 제 1 타겟 BLER보다 낮은 값을 가지는 제 2 타겟 BLER을 기반으로 상기 CSI들을 생성하여 보고하되, 상기 제 1 타겟 BLER과 상기 제 2 타겟 BLER의 차이 값을 함께 보고할 수 있다.
또한, 상기 제 1 타겟 BLER에 대응하는 CSI의 값이, 상기 제 1 타겟 BLER을 만족시키는 MCS (Modulation Coding Scheme) 및 코드 레이트(code rate)가 없음을 나타내는 경우, 상기 제 1 타겟 BLER보다 높은 값을 가지는 제 3 타겟 BLER을 기반으로 상기 CSI들을 생성하여 보고하되, 상기 제 1 타겟 BLER과 상기 제 3 타겟 BLER의 차이값을 함께 보고할 수 있다.
또한, 상기 복수의 미니 슬롯 집합들에 각각에 대한 CSI들은 상기 복수의 미니 슬롯 집합들에 대한 HARQ-ACK 과 함께 전송될 수 있다.
또한, 최종 타겟 BLER(Block Error Rate)를 기반으로 전송된 데이터의 디코딩에 실패한 경우, 상기 데이터의 NACK 신호와 함께 상기 데이터에 대응하는 미니 슬롯 집합의 CSI를 전송할 수 있다.
또한, 상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 HARQ-ACK이 NACK인 경우, 상기 NACK인 HARQ-ACK 에 대응하는 미니 슬롯 집합의 CSI들이 함께 전송될 수 있다.
또한, 상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 HARQ-ACK이 ACK인 경우, 상기 ACK만 전송되며, 상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 HARQ-ACK이 NACK 인 경우, 상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 CSI들만 전송될 수 있다.
본 발명에 따른, 무선 통신 시스템에서, 채널 상태 정보(Channel State Information; CSI)를 보고하는 단말에 있어서, 기지국과 신호를 송수신하는 트랜시버; 및 상기 트랜시버와 연결되어, 슬롯 N-k에 포함된 복수의 미니 슬롯 집합(mini-slot set)들을 참조 자원으로 설정하고, 상기 참조 자원을 기반으로 생성된, 상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 CSI들 모두를 슬롯 N 내에서 기지국으로 보고하도록 상기 트랜시버를 제어하는 프로세서를 포함하되, 상기 복수의 미니 슬롯 집합은, 복수의 미니 슬롯들로 구성되고, 상기 k는 정수이며, 상기 기지국에 의해 설정될 수 있다.
본 발명에 따르면, 미니 슬롯 별로 하향링크 전송이 이루어지는 경우에도, 채널의 코히런스 타임(Coherence time)을 고려하여 CSI-RS (Channel State Information - Reference Signal) 전송 단위 및 CSI 전송 단위를 결정함으로, 시그널링 오버헤드를 감소시킴과 동시에, 효율적인 CSI 피드백을 수행할 수 있다.
도 1은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면.
도 2는 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 송신 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR)에서 이용 가능한 슬롯 구조를 예시한 것이다.
도 4는 TXRU와 안테나 엘리먼트의 연결 방식의 일례들을 나타낸다.
도 5는 송수신기 유닛(transceiver unit, TXRU) 및 물리적 안테나 관점에서 하이브리드 빔포밍 구조를 추상적으로 도시한 것이다.
도 6은 하향링크 전송 과정에서 동기 신호와 시스템 정보에 대한 빔 스위핑(Beam Sweeping) 동작을 나타낸다.
도 7은 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR) 시스템의 셀을 예시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른, 미니 슬롯, 미니 슬롯 셋 및 슬롯의 구성 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른, 채널 상태 정보를 보고하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명을 수행하는 전송장치(10) 및 수신장치(20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.
본 명세서는 LTE 시스템, LTE-A 시스템 및 NR 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다.
또한, 본 명세서는 기지국의 명칭은 RRH(remote radio head), eNB, TP(transmission point), RP(reception point), 중계기(relay) 등을 포함하는 포괄적인 용어로 사용될 수 있다.
3GPP 기반 통신 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 신호들을 정의된다. 예를 들어, 물리 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel, PDSCH), 물리 브로드캐스트 채널(physical broadcast channel, PBCH), 물리 멀티캐스트 채널(physical multicast channel, PMCH), 물리 제어 포맷 지시자 채널(physical control format indicator channel, PCFICH), 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH) 및 물리 하이브리드 ARQ 지시자 채널(physical hybrid ARQ indicator channel, PHICH)들이 하향링크 물리 채널들로서 정의되어 있으며, 참조 신호와 동기 신호가 하향링크 물리 신호들로서 정의되어 있다. 파일럿(pilot)이라고도 지칭되는 참조 신호(reference signal, RS)는 gNB와 UE가 서로 알고 있는 기 정의된 특별한 파형의 신호를 의미하는데, 예를 들어, 셀 특정적 RS(cell specific RS), UE-특정적 RS(UE-specific RS, UE-RS), 포지셔닝 RS(positioning RS, PRS) 및 채널 상태 정보 RS(channel state information RS, CSI-RS)가 하향링크 참조 신호로서 정의된다. 3GPP LTE/LTE-A 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 신호들을 정의하고 있다. 예를 들어, 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel, PUSCH), 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH), 물리 임의 접속 채널(physical random access channel, PRACH)가 상향링크 물리 채널로서 정의되며, 상향링크 제어/데이터 신호를 위한 복조 참조 신호(demodulation reference signal, DMRS)와 상향링크 채널 측정에 사용되는 사운딩 참조 신호(sounding reference signal, SRS)가 정의된다.
본 발명에서 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)은 각각 DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/하향링크 ACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/하향링크 데이터를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 또한, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)는 각각 UCI(Uplink Control Information)/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 본 발명에서는, 특히, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH에 할당되거나 이에 속한 시간-주파수 자원 혹은 자원요소(Resource Element, RE)를 각각 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE 또는 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 자원이라고 칭한다. 이하에서 사용자기기가 PUCCH/PUSCH/PRACH를 전송한다는 표현은, 각각, PUSCH/PUCCH/PRACH 상에서 혹은 통해서 상향링크 제어정보/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다. 또한, gNB가 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH를 전송한다는 표현은, 각각, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 상에서 혹은 통해서 하향링크 데이터/제어정보를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다.
이하에서는 CRS/DMRS/CSI-RS/SRS/UE-RS가 할당된 혹은 설정(Configuration)된(configured) OFDM 심볼/부반송파/RE를 CRS/DMRS/CSI-RS/SRS/UE-RS 심볼/반송파/부반송파/RE라고 칭한다. 예를 들어, 트랙킹 RS(tracking RS, TRS)가 할당된 혹은 설정(Configuration)된 OFDM 심볼은 TRS 심볼이라고 칭하며, TRS가 할당된 혹은 설정(Configuration)된 부반송파는 TRS 부반송파라 칭하며, TRS가 할당된 혹은 설정(Configuration)된 RE 는 TRS RE라고 칭한다. 또한, TRS 전송을 위해 설정(Configuration)된(configured) 서브프레임을 TRS 서브프레임이라 칭한다. 또한 브로드캐스트 신호가 전송되는 서브프레임을 브로드캐스트 서브프레임 혹은 PBCH 서브프레임이라 칭하며, 동기 신호(예를 들어, PSS 및/또는 SSS)가 전송되는 서브프레임을 동기 신호 서브프레임 혹은 PSS/SSS 서브프레임이라고 칭한다. PSS/SSS가 할당된 혹은 설정(Configuration)된(configured) OFDM 심볼/부반송파/RE를 각각 PSS/SSS 심볼/부반송파/RE라 칭한다.
본 발명에서 CRS 포트, UE-RS 포트, CSI-RS 포트, TRS 포트라 함은 각각 CRS를 전송하도록 설정(Configuration)된(configured) 안테나 포트, UE-RS를 전송하도록 설정(Configuration)된 안테나 포트, CSI-RS를 전송하도록 설정(Configuration)된 안테나 포트, TRS를 전송하도록 설정(Configuration)된 안테나 포트를 의미한다. CRS들을 전송하도록 설정(Configuration)된 안테나 포트들은 CRS 포트들에 따라 CRS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있으며, UE-RS들을 전송하도록 설정(Configuration)된(configured) 안테나 포트들은 UE-RS 포트들에 따라 UE-RS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있으며, CSI-RS들을 전송하도록 설정(Configuration)된 안테나 포트들은 CSI-RS 포트들에 따라 CSI-RS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있다. 따라서 CRS/UE-RS/CSI-RS/TRS 포트라는 용어가 일정 자원 영역 내에서 CRS/UE-RS/CSI-RS/TRS가 점유하는 RE들의 패턴을 의미하는 용어로서 사용되기도 한다.
도 1은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 송신되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 송신되는 통로를 의미한다.
제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 송신 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 송신채널(Trans포트 Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 송신채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 송신을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 송신하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 송신채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 무선 베어러는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
네트워크에서 단말로 데이터를 송신하는 하향 송신채널은 시스템 정보를 송신하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 송신하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 송신하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 송신될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 송신될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 송신하는 상향 송신채널로는 초기 제어 메시지를 송신하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 송신하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 송신채널의 상위에 있으며, 송신채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 2는 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S201). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S202).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 송신을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S203 내지 단계 S206). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 송신하고(S203 및 S205), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S204 및 S206). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 송신 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S207) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 송신(S208)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
한편, 단말이 상향링크를 통해 기지국에 송신하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix 인덱스), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 송신할 수 있다.
<OFDM 뉴머롤로지>
새로운 RAT 시스템은 OFDM 전송 방식 또는 이와 유사한 전송 방식을 사용한다. 새로운 RAT 시스템은 LTE의 OFDM 파라미터들과는 다른 OFDM 파라미터들을 따를 수 있다. 또는 새로운 RAT 시스템은 기존의 LTE/LTE-A의 뉴머롤로지를 그대로 따르나 더 큰 시스템 대역폭(예, 100MHz)를 지닐 수 있다. 또는 하나의 셀이 복수 개의 뉴머롤로지들을 지원할 수도 있다. 즉, 서로 다른 뉴머롤리지로 동작하는 하는 UE들이 하나의 셀 안에서 공존할 수 있다.
<서브프레임 구조>
3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 무선프레임은 10ms(307200T s)의 길이를 가지며, 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe, SF)으로 구성된다. 일 무선프레임 내 10개의 서브프레임에는 각각 번호가 부여될 수 있다. 여기에서, T s는 샘플링 시간을 나타내고, T s=1/(2048*15kHz)로 표시된다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯으로 구성된다. 일 무선프레임 내에서 20개의 슬롯들은 0부터 19까지 순차적으로 넘버링될 수 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가진다. 일 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송 시간 간격(transmission time interval, TTI)로 정의된다. 시간 자원은 무선 프레임 번호(혹은 무선 프레임 인덱스라고도 함)와 서브프레임 번호(혹은 서브프레임 번호라고도 함), 슬롯 번호(혹은 슬롯 인덱스) 등에 의해 구분될 수 있다. TTI라 함은 데이터가 스케줄링될 수 있는 간격을 의미한다. 예를 들어, 현재 LTE/LTE-A 시스템에서 UL 그랜트 혹은 DL 그랜트의 전송 기회는 1ms마다 존재하고, 1ms보다 짧은 시간 내에 UL/DL 그랜트 기회가 여러 번 존재하지는 않는다. 따라서, 기존 LTE/LTE-A 시스템에서 TTI는 1ms이다.
도 3은 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR)에서 이용 가능한 슬롯 구조를 예시한 것이다.
데이터 전송 지연을 최소화하기 위하여 5세대 새로운 RAT에서는 제어 채널과 데이터 채널이 시간 분할 다중화(time division multiplexing, TDM)되는 슬롯 구조가 고려되고 있다.
도 3(a)에서 빗금 친 영역은 DCI를 나르는 DL 제어 채널(예, PDCCH)의 전송 영역을 나타내고, 검정색 부분은 UCI를 나르는 UL 제어 채널(예, PUCCH)의 전송 영역을 나타낸다. 여기서 DCI는 gNB가 UE에게 전달하는 제어 정보이며, 상기 DCI는 상기 UE가 알아야 하는 셀 설정(Configuration)에 관한 정보, DL 스케줄링 등의 DL 특정적(specific) 정보, 그리고 UL 그랜트 등과 같은 UL 특정적 정보 등을 포함할 수 있다. 또한 UCI는 UE가 gNB에게 전달하는 제어 정보이며, 상기 UCI는 DL 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 보고, DL 채널 상태에 대한 CSI 보고, 그리고 스케줄링 요청 (scheduling request, SR) 등을 포함할 수 있다.
도 3(a)에서 심볼 인덱스 1부터 심볼 인덱스 12까지의 심볼들 영역에서는 하향링크 데이터를 나르는 물리 채널(예, PDSCH)의 전송에 사용될 수도 있고, 상향링크 데이터를 나르는 물리 채널(예, PUSCH)의 전송에 사용될 수도 있다. 도 2의 슬롯 구조에 의하면, 1개의 슬롯 내에서 DL 전송과 UL 전송의 순차적으로 진행되어, DL 데이터의 전송/수신과 상기 DL 데이터에 대한 UL ACK/NACK의 수신/전송이 상기 1개의 슬롯 내에서 이루어질 수 있다. 결과적으로 데이터 전송 에러 발생시에 데이터 재전송까지 걸리는 시간을 줄이게 되며, 이로 인해 최종 데이터 전달의 지연이 최소화될 수 있다.
이러한 슬롯 구조에서는, gNB와 UE가 전송 모드에서 수신 모드로의 전환 과정 또는 수신 모드에서 전송 모드로의 전환 과정을 위한 시간 갭(time gap)이 필요하다. 이러한 전송 모드와 수신 모드 간 전환 과정을 위하여 슬롯 구조에서 DL에서 UL로 전환되는 시점의 일부 OFDM 심볼이 가드 기간(guard period, GP)로 설정(Configuration)되게 된다.
즉, 도 3(b)에서 볼 수 있듯이, 상기 슬롯의 데이터 영역이 하향링크 데이터를 위해 사용되는 경우, 하향링크 데이터 구간과 상향링크 제어 채널 구간 사이에 GP를 설정할 수 있으며, 상기 슬롯의 데이터 영역이 상향링크 데이터를 위해 사용되는 경우, 하향링크 제어 채널 구간과 상향링크 데이터 구간 사이에 GP를 설정하여, 전송 모드와 수신 모드 간의 전환 과정을 위한 시간 갭을 설정할 수 있다.
기존 LTE/LTE-A 시스템에서 DL 제어 채널은 데이터 채널과 TDM되며, 제어 채널인 PDCCH는 시스템 전 대역으로 퍼져서 전송된다. 그러나 새로운 RAT에서는 한 시스템의 대역폭이 대략 최소 100MHz에 달할 것으로 예상되는 바, 제어 채널을 전 대역으로 확산시켜 전송시키기에는 무리가 있다. UE가 데이터 전송/수신을 위해서 하향링크 제어 채널 수신을 위해서 전 대역을 모니터링하는 것은 UE의 배터리 소모 증대 및 효율성을 저해할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 DL 제어 채널이 시스템 대역, 즉, 채널 대역 내 일부 주파수 대역에서 로컬라이즈(localize)되어 전송되거나 분산(distribute)되어 전송될 수 있다.
NR 시스템에서 기본 전송 단위(basic transmission unit)는 슬롯이다. 슬롯 구간(duration)은 정규(normal) 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP)를 갖는 14개 심볼들로 이루어 지거나, 확장 CP를 갖는 12개의 심볼들로 이루어진다. 또한, 슬롯은 사용된 부반송파 간격(Subcarrier Spacing)의 함수로서 시간으로 스케일링된다. 즉, 부반송파 간격이 커지면 슬롯의 길이는 짧아진다. 예를 들어, 슬롯 당 심볼의 개수가 14인 경우, 10ms의 프레임 내 슬롯의 개수가 15kHz 부반송파 간격에 대해서는 10개라면, 30kHz 부반송파 간격에 대해서는 20개, 60kHz 부반송파 간격에 대해서는 40개가 된다. 부반송파 간격이 커지면 OFDM 심볼의 길이도 짧아진다. 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수는 정규 CP인지 아니면 확장 CP인지에 따라 달라지며, 부반송파 간격에 따라 달라지지 않는다. LTE용 기본 시간 유닛인 T s는 LTE의 기본 부반송파 간격 15kHz와 최대 FFT 크기 2048을 고려하여 T s = 1/(15000*2048)초로 정의되며, 이는 15kHz 부반송파 간격에 대한 샘플링 시간이기도 하다. NR 시스템에서는 15kHz의 부반송파 간격 외에 다양한 부반송파 간격이 사용될 수 있고, 부반송파 간격과 해당 시간 길이는 반비례하므로, 15kHz보다 큰 부반송파 간격들에 대응하는 실제 샘플링 시간은 T s = 1/(15000*2048)초보다 짧아진다. 예를 들어, 부반송파 간격 30kHz, 60kHz, 120kHz에 대한 실제 샘플링 시간은 각각 1/(2*15000*2048)초, 1/(4*15000*2048)초, 1/(8*15000*2048)초가 될 것이다.
<아날로그 빔포밍(analog beamforming)>
최근 논의되고 있는 5세대 이동 통신 시스템은 넓은 주파수 대역을 이용하여 다수의 사용자에게 높은 전송율을 유지하면서 데이터 전송을 하기 위해 높은 초고주파 대역, 즉, 6GHz 이상의 밀리미터 주파수 대역을 이용하는 방안을 고려하고 있다. 3GPP에서는 이를 NR이라는 이름으로 사용하고 있으며, 본 발명에서는 앞으로 NR 시스템으로 칭한다. 하지만 밀리미터 주파수 대역은 너무 높은 주파수 대역을 이용하는 것으로 인해 거리에 따른 신호 감쇄가 매우 급격하게 나타나는 주파수 특성을 갖는다. 따라서, 적어도 6GHz 이상의 대역을 사용하는 NR 시스템은 급격한 전파 감쇄 특성을 보상하기 위해 신호 전송을 전방향이 아닌 특정 방향으로 에너지를 모아서 전송함으로써 급격한 전파 감쇄로 인한 커버리지의 감소 문제를 해결하는 좁은 빔(narrow beam) 전송 기법을 사용한다. 그러나 하나의 좁은 빔만을 이용하여 서비스하는 경우, 하나의 기지국이 서비스를 할 범위가 좁아지므로 기지국은 다수의 좁은 빔을 모아서 광대역으로 서비스를 하게 된다.
밀리미터 주파수 대역, 즉, 밀리미터 파장(millimeter wave, mmW) 대역에서는 파장이 짧아져서 동일 면적에 다수 개의 안테나 요소(element)의 설치가 가능해진다. 예를 들어, 1cm의 정도의 파장을 갖는 30GHz 대역에서 5 by 5cm의 패널(panel)에 0.5 람다(lamda) (파장) 간격으로 2-차원(dimension) 배열 형태로 총 100개의 안테나 요소 설치가 가능하다. 그러므로 mmW에서는 다수 개의 안테나 요소를 사용하여 빔포밍 이득을 높여 커버리지를 증가시키거나, 처리량(throughput)을 높이는 것이 고려된다.
밀리미터 주파수 대역에서 좁은 빔을 형성하기 위한 방법으로, 기지국이나 UE에서 많은 수의 안테나에 적절한 위상차를 이용하여 동일한 신호를 전송함으로써 특정한 방향에서만 에너지가 높아지게 하는 빔포밍 방식이 주로 고려하고 있다. 이와 같은 빔포밍 방식에는 디지털 기저대역(baseband) 신호에 위상차를 만드는 디지털 빔포밍, 변조된 아날로그 신호에 시간 지연(즉, 순환 천이)을 이용하여 위상차를 만드는 아날로그 빔포밍, 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍을 모두 이용하는 하이브리드 빔포밍 등이 있다. 안테나 요소별로 전송 파워 및 위상 조절이 가능하도록 트랜시버 유닛(transceiver unit, TXRU)을 가지면 주파수 자원별로 독립적인 빔포밍이 가능하다. 그러나 100여 개의 안테나 요소 모두에 TXRU를 설치하기에는 가격 측면에서 실효성이 떨어지는 문제를 있다. 즉, 밀리미터 주파수 대역은 급격한 전파 감쇄 특성을 보상하기 위해 많은 수의 안테나가 사용해야 하고, 디지털 빔포밍은 안테나 수에 해당하는 만큼 RF 컴포넌트(예, 디지털 아날로그 컨버터(DAC), 믹서(mixer), 전력 증폭기(power amplifier), 선형 증폭기(linear amplifier) 등)를 필요로 하므로, 밀리미터 주파수 대역에서 디지털 빔포밍을 구현하려면 통신 기기의 가격이 증가하는 문제점이 있다. 그러므로 밀리미터 주파수 대역과 같이 안테나의 수가 많이 필요한 경우에는 아날로그 빔포밍 혹은 하이브리드 빔포밍 방식의 사용이 고려된다. 아날로그 빔포밍 방식은 하나의 TXRU에 다수 개의 안테나 요소를 매핑하고 아날로그 위상 천이기(analog phase shifter)로 빔(beam)의 방향을 조절한다. 이러한 아날로그 빔포밍 방식은 전체 대역에 있어서 하나의 빔 방향만을 만들 수 있어 주파수 선택적 빔포밍(beamforming, BF)을 해줄 수 없는 단점이 있다. 하이브리드 BF는 디지털 BF와 아날로그 BF의 중간 형태로 Q개의 안테나 요소보다 적은 개수인 B개의 TXRU를 갖는 방식이다. 하이브리드 BF의 경우, B개의 TXRU와 Q개의 안테나 요소의 연결 방식에 따라서 차이는 있지만, 동시에 전송할 수 있는 빔의 방향은 B개 이하로 제한되게 된다.
도 4는 TXRU와 안테나 엘리먼트의 연결 방식의 일례들을 나타낸다.
도 4 (a)은 TXRU가 서브-어레이(sub-array)에 연결된 방식을 나타낸다. 이 경우에 안테나 엘리먼트는 하나의 TXRU에만 연결된다. 이와 달리 도 4 (b)는 TXRU가 모든 안테나 엘리먼트에 연결된 방식을 나타낸다. 이 경우에 안테나 엘리먼트는 모든 TXRU에 연결된다. 도 5에서 W는 아날로그 위상 천이기에 의해 곱해지는 위상 벡터를 나타낸다. 즉, W에 의해 아날로그 빔포밍의 방향이 결정된다. 여기서 CSI-RS 안테나 포트와 TXRU들과의 매핑은 1-to-1 또는 1-to-多 일 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이 디지털 빔포밍은 전송할 혹은 수신된 디지털 기저대역 신호에 대해 신호 처리를 하므로 다중의 빔을 이용하여 동시에 여러 방향으로 신호를 전송 혹은 수신할 수 있는 반면에, 아날로그 빔포밍은 전송할 혹은 수신된 아날로그 신호를 변조된 상태에서 빔포밍을 수행하므로 하나의 빔이 커버하는 범위를 넘어가는 다수의 방향으로 신호를 동시에 전송 혹은 수신할 수 없다. 통상 기지국은 광대역 전송 혹은 다중 안테나 특성을 이용하여 동시에 다수의 사용자와 통신을 수행하게 되는데, 기지국이 아날로그 혹은 하이브리드 빔포밍을 사용하고 하나의 빔 방향으로 아날로그 빔을 형성하는 경우에는 아날로그 빔포밍의 특성상 동일한 아날로그 빔 방향 안에 포함되는 사용자들과만 통신할 수 밖에 없다. 후술될 본 발명에 따른 RACH 자원 할당 및 기지국의 자원 활용 방안은 아날로그 빔포밍 혹은 하이브리드 빔포밍 특성으로 인해서 생기는 제약 사향을 반영하여 제안된다.
<하이브리드 아날로그 빔포밍(hybrid analog beamforming)>
도 5는 송수신기 유닛(transceiver unit, TXRU) 및 물리적 안테나 관점에서 하이브리드 빔포밍 구조를 추상적으로 도시한 것이다.
다수의 안테나가 사용되는 경우, 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍을 결합한 하이브리드 빔포밍 기법이 대두되고 있다. 이때, 아날로그 빔포밍 (또는 RF 빔포밍)은 RF 유닛이 프리코딩 (또는 컴바이닝)을 수행하는 동작을 의미한다. 하드브리드 빔포밍에서 기저대역(baseband) 유닛과 RF 유닛은 각각 프리코딩 (또는 컴바이닝)을 수행하며, 이로 인해 RF 체인(chain) 수와 D/A (또는 A/D) 컨버터의 개수를 줄이면서도 디지털 빔포밍에 근접하는 성능을 낼 수 있다는 장점이 있다. 편의상 하이브리드 빔포밍 구조는 N개 TXRU와 M개의 물리적 안테나로 표현될 수 있다. 전송 단에서 전송할 L개 데이터 레이어에 대한 디지털 빔포밍은 N-by-L 행렬로 표현될 수 있고, 이후 변환된 N개 디지털 신호는 TXRU를 거쳐 아날로그 신호로 변환된 다음 M-by-N 행렬로 표현되는 아날로그 빔포밍이 적용된다. 도 6에서 디지털 빔의 개수는 L이며, 아날로그 빔의 개수는 N이다. 더 나아가 NR 시스템에서는 아날로그 빔포밍을 심볼 단위로 변경할 수 있도록 기지국을 설계하여, 특정한 지역에 위치한 UE에게 보다 효율적인 빔포밍을 지원하는 방향이 고려되고 있다. 더 나아가서 N개의 TXRU와 M개의 RF 안테나를 하나의 안테나 패널(panel)로서 정의될 때, NR 시스템에서는 서로 독립적인 하이브리드 빔포밍이 적용 가능한 복수의 안테나 패널을 도입하는 방안까지 고려되고 있다. 이와 같이 기지국이 복수의 아날로그 빔을 활용하는 경우, UE별로 신호 수신에 유리한 아날로그 빔이 다를 수 있으므로, 적어도 동기 신호, 시스템 정보, 페이징 등에 대해서는 특정 슬롯 혹은 서브프레임(subframe, SF)에서 기지국이 적용할 복수 아날로그 빔들을 심볼별로 바꾸어 모든 UE들이 수신 기회를 가질 수 있도록 하는 빔 스위핑 동작이 고려되고 있다.
도 6은 하향링크 전송 과정에서 동기 신호와 시스템 정보에 대한 빔 스위핑(Beam sweeping) 동작을 도식화 한 것이다. 도 6에서 New RAT 시스템의 시스템 정보가 방송(Broadcasting)되는 물리적 자원 또는 물리 채널을 xPBCH (physical broadcast channel)로 명명한다. 이때, 한 심볼 내에서 서로 다른 안테나 패널에 속하는 아날로그 빔(Analog beam)들이 동시에 전송될 수 있으며, 아날로그 빔(Analog beam) 별 채널을 측정하기 위해, 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 특정 안테나 패널에 대응되는 단일 아날로그 빔(Analog beam)을 위해 전송되는 참조 신호(Reference signal; RS)인 Beam RS (BRS)를 도입하는 방안이 논의되고 있다. 상기 BRS는 복수의 안테나 포트에 대해 정의될 수 있으며, BRS의 각 안테나 포트는 단일 아날로그 빔(Analog beam)에 대응될 수 있다. 이때, BRS와는 달리, 동기 신호(Synchronization signal) 또는 xPBCH는 임의의 UE가 잘 수신할 수 있도록 아날로그 빔 그룹(Analog beam group)에 포함된 모든 아날로그 빔(Analog beam)을 위해 전송될 수 있다.
도 7은 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR) 시스템의 셀을 예시한 것이다.
도 7을 참조하면, NR 시스템에서는 기존 LTE 등의 무선 통신 시스템에 하나의 기지국이 하나의 셀을 형성하던 것과는 달리 복수의 TRP가 하나의 셀을 구성하는 방안이 논의되고 있다 복수의 TRP가 하나의 셀을 구성하면, UE를 서비스하는 TRP가 변경되더라고 끊김 없는 통신이 가능하여 UE의 이동성 관리가 용이하다는 장점이 있다.
LTE/LTE-A 시스템에서 PSS/SSS는 전-방위적(omni-direction)으로 전송되는 것에 반해서, mmWave를 적용하는 gNB가 빔 방향을 전-방위적으로 돌려가면서 PSS/SSS/PBCH 등의 신호를 빔포밍하여 전송하는 방법이 고려되고 있다. 이와 같이 빔 방향을 돌려가면서 신호를 전송/수신하는 것을 빔 스위핑(beam sweeping) 혹은 빔 스캐닝이라 한다. 본 발명에서 "빔 스위핑'은 전송기 측 행동이고, "빔 스캐닝"은 수신기 측 행동을 나타낸다. 예를 들어 gNB가 최대 N개의 빔 방향을 가질 수 있다고 가정하면, N개의 빔 방향에 대해서 각각 PSS/SSS/PBCH 등의 신호를 전송한다. 즉 gNB는 자신이 가질 수 있는 혹은 지원하고자 하는 방향들을 스위핑하면서 각각의 방향에 대해서 PSS/SSS/PBCH 등의 동기 신호들을 전송한다. 혹은 gNB가 N개의 빔을 형성할 수 있는 경우, 몇 개씩의 빔들이 묶여 하나의 빔 그룹으로 구성할 수 있으며, 빔 그룹별로 PSS/SSS/PBCH를 전송/수신될 수 있다. 이 때, 하나의 빔 그룹은 하나 이상의 빔을 포함한다. 동일 방향으로 전송되는 PSS/SSS/PBCH 등의 신호가 하나의 SS 블록으로 정의될 수 있으며, 한 셀 내에 복수의 SS 블록들이 존재할 수 있다. 복수의 SS 블록들이 존재하는 경우, 각 SS 블록의 구분을 위해서 SS 블록 인덱스가 사용될 수 있다. 예를 들여, 한 시스템에서 10개의 빔 방향으로 PSS/SSS/PBCH가 전송되는 경우, 동일 방향으로의 PSS/SSS/PBCH이 하나의 SS 블록을 구성할 수 있으며, 해당 시스템에서는 10개의 SS 블록들이 존재하는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명에서 빔 인덱스는 SS 블록 인덱스로 해석될 수 있다.
<채널 상태 정보(Channel State Information; CSI) 보고>
LTE 표준에서는 채널 정보 없이 운용되는 개루프(open-loop) MIMO와 채널 정보에 기반하여 운용되는 폐루프(closed-loop) MIMO 두 가지 송신 방식이 존재한다. 특히, 폐루프 MIMO 에서는 MIMO 안테나의 다중화 이득(multiplexing gain)을 얻기 위해 기지국 및 단말 각각은 채널 상태 정보를 바탕으로 빔포밍을 수행할 수 있다. 기지국은 채널 상태 정보를 단말로부터 얻기 위해, 단말에게 참조 신호를 전송하고, 이에 기반하여 측정한 채널 상태 정보를 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 또는 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)를 통하여 피드백 하도록 명령한다.
CSI는 RI(Rank Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), CQI(Channel Quality Indication) 세가지 정보로 크게 분류된다. 우선, RI는 상술한 바와 같이 채널의 랭크 정보를 나타내며, 단말이 동일 주파수-시간 자원을 통해 수신할 수 있는 스트림의 개수를 의미한다. 또한, RI는 채널의 롱텀 페이딩(long term fading)에 의해 결정되므로 PMI, CQI 값 보다 통상 더 긴 주기로 기지국으로 피드백 된다.
두 번째로, PMI는 채널의 공간 특성을 반영한 값으로 SINR 등의 메트릭(metric)을 기준으로 단말이 선호하는 기지국의 프리코딩 행렬 인덱스를 나타낸다. 마지막으로, CQI는 채널의 세기를 나타내는 값으로 통상 기지국이 PMI를 이용했을 때 얻을 수 있는 수신 SINR을 의미한다.
LTE-A 표준과 같은 보다 진보된 통신 시스템에서는 MU-MIMO (multi-user MIMO)를 이용한 추가적인 다중 사용자 다이버시티(multi-user diversity)를 얻는 것이 추가되었다. MU-MIMO에서는 안테나 도메인에서 다중화되는 단말들 간의 간섭이 존재하기 때문에, CSI의 정확성 여부는 CSI를 보고한 단말뿐만 아니라, 다중화되는 다른 단말의 간섭에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서, MU-MIMO에서는 SU-MIMO에 비하여 보다 정확한 CSI 보고가 요구된다.
이에, LTE-A표준에서는 최종 PMI를 롱텀(long term) 및/또는 광대역(wideband) PMI인 W1와 숏텀(short term) 및/또는 서브밴드(sub-band) PMI인 W2 둘로 나누어 설계하는 것으로 결정되었다.
상기 W1 및 W2 정보로부터 하나의 최종 PMI를 구성하는 구조적 코드북 변환(hierarchical codebook transformation) 방식의 예시로 아래 수학식 1과 같이 채널의 롱텀 공분산 행렬(long-term covariance matrix)를 이용할 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2018008081-appb-I000001
위 수학식 1에서 W2는 숏텀 PMI로서, 숏텀 채널 정보를 반영하기 위해 구성된 코드북의 코드워드이고, W은 최종 코드북의 코드워드이며,
Figure PCTKR2018008081-appb-I000002
은 행렬 A의 각 열의 노름(norm)이 1로 정규화(normalization)된 행렬을 의미한다.
기존 W1과 W2의 구체적인 구조는 다음 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2018008081-appb-I000003
수학식 2에서 코드워드의 구조는 교차 편파 안테나(cross polarized antenna)를 사용하고 안테나 간 간격이 조밀한 경우, 예를 들어, 통상 인접 안테나 간 거리가 신호 파장의 반 이하인 경우, 발생하는 채널의 상관관계(correlation) 특성을 반영하여 설계한 구조이다. 교차 편파 안테나의 경우 안테나를 수평 안테나 그룹(horizontal antenna group)과 수직 안테나 그룹(vertical antenna group)으로 구분 할 수 있는데, 각 안테나 그룹은 ULA(uniform linear array) 안테나의 특성을 가지며, 두 안테나 그룹은 공존(co-located)한다.
따라서 각 그룹의 안테나 간 상관관계 은 동일한 선형 위상 증가(linear phase increment) 특성을 가지며, 안테나 그룹 간 상관관계는 위상 회전(phase rotation)된 특성을 갖는다. 결국, 코드북은 채널을 양자화(quantization)한 값이기 때문에 채널의 특성을 그대로 반영하여 코드북을 설계하는 것이 필요하다. 설명의 편의를 위해 상기 상술한 구조로 만든 랭크 1 코드워드를 아래 수학식 3과 같이 예시할 수 있다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2018008081-appb-I000004
위 수학식 3에서 코드워드는 송신 안테나의 개수
Figure PCTKR2018008081-appb-I000005
의 벡터로 표현되고, 상위 벡터
Figure PCTKR2018008081-appb-I000006
와 하위 벡터
Figure PCTKR2018008081-appb-I000007
로 구조화 되어있으며, 각각은 수평 안테나 그룹과 수직 안테나 그룹의 상관관계 특성을 보여준다.
Figure PCTKR2018008081-appb-I000008
는 각 안테나 그룹의 안테나 간 상관관계 특성을 반영하여 선형 위상 증가 특성을 갖는 벡터로 표현하는 것이 유리하며, 대표적인 예로 DFT 행렬을 이용할 수 있다.
LTE-A 표준과 같은 보다 진보된 통신 시스템에서는 MU-MIMO (multi-user MIMO)를 이용한 추가적인 다중 사용자 다이버시티(multi-user diversity)를 얻는 것이 추가되었다. MU-MIMO에서는 안테나 도메인에서 다중화되는 단말들 간의 간섭이 존재하기 때문에, CSI의 정확성 여부는 CSI를 보고한 단말뿐만 아니라, 다중화되는 다른 단말의 간섭에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서, MU-MIMO에서는 SU-MIMO에 비하여 보다 정확한 CSI 보고가 요구된다.
또한, CoMP JT의 경우 여러 기지국이 특정 단말에게 동일한 데이터를 협력 전송하므로 이론적으로 안테나가 지리적으로 분산되어 있는 MIMO 시스템으로 간주 할 수 있다. 즉, JT에서 MU-MIMO를 하는 경우도 단일 셀-MU-MIMO와 마찬가지로 협력 스케줄링되는 단말들 간 간섭을 피하기 위해 높은 정확성의 채널 상태 정보가 요구 된다. CoMP CB의 경우에도 역시 인접 셀이 서빙 셀에게 주는 간섭을 회피하기 위해서 정교한 채널 상태 정보가 요구된다. 일반적으로 채널 상태 정보 피드백의 정확도를 높이기 위해서는 단말의 추가적인 채널 상태 정보 피드백 보고가 필요하고 이는 PUCCH 또는 PUSCH를 통해 기지국으로 전송된다.
<참조 신호 (Reference Signal)>
일반적으로 채널 측정을 위하여 데이터와 함께 송신측과 수신측 모두가 이미 알고 있는 참조 신호가 송신측에서 수신측으로 전송된다. 이러한 참조 신호는 채널 측정뿐만 아니라 변조 기법을 알려주어 복조 과정이 수행되도록 하는 역할을 수행한다. 참조 신호는 기지국과 특정 단말을 위한 전용 참조 신호(dedicated RS; DRS), 즉 단말 특정 참조 신호와 셀 내 모든 단말을 위한 셀 특정 참조 신호인 공통 참조 신호(common RS 또는 Cell specific RS; CRS)로 구분된다. 또한, 셀 특정 참조 신호는 단말에서 CQI/PMI/RI 를 측정하여 기지국으로 보고하기 위한 참조 신호를 포함하며, 이를 CSI-RS(Channel State Information-RS)라고 지칭한다.
<미니 슬롯 단위의 채널 구성을 고려한 CSI 피드백 방법>
한편, 차세대 무선접속기술(NewRAT)에서는 고신뢰, 저지연 통신(Ultra-Reliability Low-Latency Communications, URLLC)을 통해 기존 시스템보다 더 많은 사용자들에게 더 빠르고 신뢰도 높은 서비스를 제공하고자 한다. 이를 위해, 통신의 지연시간을 줄이기 위한 기술 등이 논의 되고 있으며, 다수의 기기 및 사물을 연결하는 서비스인 Machine Type Communication (MTC) 등의 통신 서비스가 논의되고 있다.
구체적으로, 통신의 지연시간을 줄이기 위하여, NewRAT에서는 도 3에서와 같은 self-contained subframe 구조를 도입하였다. 한편, NewRAT에서는 상기 서브 프레임 구조를 슬롯(slot) 이라고 지칭하며, 슬롯은 다양한 유형으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 슬롯은 하향링크 제어 채널, 하향링크 데이터 채널, GP (Guard Period), 상향링크 제어 채널 및 상향링크 데이터 채널 등과 같은 서로 다른 채널 간의 조합으로 구성될 수 있다.
한편, URLLC 전송을 위해서는 슬롯보다 작은 단위의 미니 슬롯(mini-slot) 단위로 채널을 구성할 수 있다. 예를 들어, 2개의 심볼 단위로 구성되는 미니 슬롯을 1 TTI(Transmission Time Interval)로 설정하여, 상기 미니 슬롯 단위로 제어 채널 혹은 데이터 채널을 송수신할 수 있다.
이에 따라, 미니 슬롯 단위의 채널 송수신에 적합한 채널 상태 정보(Channel State Information)보고 방법을 고려할 필요가 있으며, 따라서, 본 발명에서는 URLLC에 적합한 효과적인 CSI 피드백 방법을 제안하고자 한다.
상기 효과적인 CSI 피드백 방법의 일 실시예로서, NewRAT에서 미니 슬롯 단위로 채널이 구성된 경우, 짧아진 TTI 단위의 스케줄링에 적절한 CSI 피드백 방법을 고려할 수 있다. 이를 위해, 기존 LTE에서 1 ms 단위로 전송하던 CSI-RS(Channel State Information - Reference Signal)를 보다 더 짧은 단위로 전송하는 방법을 고려할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 채널이 미니 슬롯 단위로 구성되어 있으므로, 미니 슬롯 단위로 CSI-RS를 전송하는 방법을 고려할 수 있다.
하지만, 미니 슬롯(mini-slot)이 매우 짧은 단위, 예를 들면, 미니 슬롯이 1개 혹은 2개의 심볼로 구성되는 경우, 각각의 미니 슬롯 단위로 CSI-RS가 전송되면, CSI-RS 전송을 위한 오버헤드가 클 수 있다. 또한, 채널이 유의미하게 변화하는 채널 코히런스 타임(channel coherence time) 구간의 길이가 미니 슬롯의 길이보다 크다면, 미니 슬롯 단위로 CSI-RS를 전송하는 것은 효율성 측면에서 바람직하지 않다.
따라서, 이러한 경우에는, 도 8에서 볼 수 있는 것과 같이, 다수 개의 미니 슬롯(mini-slot)을 하나의 집합(set)으로 구성한 다음, 미니 슬롯 집합(mini-slot set) 단위로CSI-RS를 전송할 수 있다. 이 때, 미니 슬롯 집합(mini-slot set)을 구성하는 미니 슬롯(mini-slot)의 개수는 채널 코히런스 타임(channel coherence time)을 기반으로 상위 계층 시그널링(higher layer signaling) 및/또는 물리 계층 시그널링(physical layer signaling)을 통해 기지국이 단말에게 설정할 수 있다.
또한, 슬롯(slot) 내 혹은 미니 슬롯 집합(mini-slot set) 내에서 CSI-RS가 전송되는 위치도 자원 스케줄링에 따라 기지국이 단말에 상위 계층 시그널링 (higher-layer signaling) 및/또는 물리 계층 시그널링(physical layer signaling)을 통해 설정할 수 있다. 일례로, 기지국은 단말에게 미니 슬롯 집합 내에서 CSI-RS가 전송되는 미니 슬롯의 인덱스 혹은 미니 슬롯 내의 심볼 인덱스를 시그널링할 수 있다.
상술한 바와 같이, 미니 슬롯 집합 단위로 CSI-RS를 전송하는 경우, URLLC 전송을 위해 미니 슬롯 단위로 채널을 스케줄링 하는 것과는 별도로, 채널이 유의미하게 변화하는 구간의 길이를 고려하여, CSI를 피드백 하여, URLLC에 보다 적합한 CSI 피드백을 수행할 수 있다. 다만, 도 8에 나타난, 인덱스 넘버링 방식 및 슬롯 당 미니 슬롯 집합(mini-slot set)의 개수, 미니 슬롯 집합 당 미니 슬롯 의 개수는 하나의 예시에 불과하며, 본 발명의 사항이 도 8에 나타난 실시 예에 한정되지 않음은 당연하다.
한편, 도 9를 참조하면, CSI 피드백을 수행할 때 기준이 되는 자원, 즉, 참조 자원(reference resource)은 CSI를 피드백하는 시점의 슬롯 'N'을 기준으로 N-k (k ≥ 0 인 정수)에 해당하는 슬롯으로 지정될 수 있다. 만약, 미니 슬롯 집합 단위 또는 미니 슬롯 단위로 참조 자원이 지정되는 경우, CSI를 피드백하는 시점의 미니 슬롯 집합 또는 미니 슬롯을 기준으로 N-k (k ≥ 0 인 정수)에 해당하는 미니 슬롯 집합 또는 미니 슬롯에 해당하는 CSI를 피드백할 수 있다. 여기서, k 값은 시스템에 미리 정의될 수 있으나, 단말의 성능 (Capability) 또는 단말의 채널 환경 등에 따라 변경될 수 있으며, 상기 변경되는 k 값은 상위 계층 시그널링 및/또는 물리 계층 시그널링을 통해 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
만약, 슬롯을 기준으로 참조 자원이 지정된다면, 도 9에서 볼 수 있듯이, 슬롯 내에 속하는 다수 개의 미니 슬롯 집합에 대한 CSI를 하나의 슬롯 내에서 모두 피드백 할 수 있다. 이 때, 한번의 CSI 피드백 타이밍에 피드백 되는 복수의 미니 슬롯/슬롯/미니 슬롯 집합 각각의 특성이 서로 다른 경우, 이에 대한 CSI 피드백을 어떻게 수행할 것인지가 문제된다. 예를 들어, 시스템 내 슬롯 의 길이가 14 심볼로 구성되고, 그 안에 6 개의 미니 슬롯이 3/2/2/2/2/3 심볼들로 구성되는 경우, 가장 짧은 미니 슬롯의 심볼 길이인 2를 참조 자원의 길이로 가정할 수 있다. 즉, 상술한 실시 예에서, N-k 시점에 해당하는 자원을 참조 자원으로 설정하여 채널 정보를 피드백 하기 위해 CQI를 산출할 때 자원의 길이를 2로 가정할 수 있다.
또한, 슬롯 내 첫 번째 미니 슬롯이 데이터 채널이 아닌, 다른 신호 또는 다른 종류의 채널을 위해 할당되어, 미니 슬롯 용 데이터를 전송할 수 없는 경우, 해당 미니 슬롯을 제외하고, 해당 미니 슬롯 이전의 미니 슬롯을 참조 자원(reference resource)으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같이, 하나의 슬롯 내에 6개의 미니 슬롯이 3/2/2/2/2/3 심볼들로 구성되는 경우, 참조 자원에 포함되는 미니 슬롯 중 첫번째 미니 슬롯에 대한 가정은 PCFICH 설정에 따를 수 있으며, 이 경우 PCFICH가 3 심볼로 할당되어, 첫번째 미니 슬롯이 모두 제어 채널 전송에 쓰이는 경우, 해당 미니 슬롯을 참조 자원에서 제외하고, 해당 미니 슬롯 이전의 미니 슬롯을 참조 자원으로 설정할 수 있다. 한편, 미니 슬롯 집합 단위로 참조 자원이 설정되는 경우, 만일 미니 슬롯 집합 내에 특정 미니 슬롯이 모두 제어 채널 전송에 쓰이는 경우 해당 미니 슬롯을 포함하는 미니 슬롯 집합을 참조 자원에서 제외하고, 해당 미니 슬롯 집합 이전의 미니 슬롯 집합을 참조 자원으로 설정할 수도 있다.
한편, CSI를 피드백할 때, 각 CSI가 어느 미니 슬롯 집합(mini-slot set)에 해당하는 정보인지 알 수 있도록, 미니 슬롯 집합의 인덱스를 CSI와 함께 전송할 수 있다. 이러한 경우, 미니 슬롯 집합(mini-slot set) 별로 CSI 보고를 받음으로써, 각 미니 슬롯 집합 별 간섭 특성에 따라 적절한 MCS/PMI/RI 등을 적용시킬 수 있다. 특히, URLLC 전송을 위한 스케줄링에 사용될 미니 슬롯이 속하는 미니 슬롯 집합에 따른 최적의 MCS/PMI/RI 등을 적용시킬 수 있다.
한편, 복수의 미니 슬롯 집합에 대한 CSI를 보고 할 때, 모든 미니 슬롯 집합에 대한 CSI를 전송하는 대신, 채널상태가 좋은 상위 M 개의 미니 슬롯 집합에 대한 CSI를 피드백할 수도 있으며, 이 때, 미니 슬롯 집합의 인덱스를 함께 전송할 수 있다. 또한, M 값은 시스템에 미리 정의될 수 있으며, 단말의 성능 및 전송 환경에 따라 적정한 M 값을 기지국이 단말에게 상위 계층 시그널링 및/또는 물리 계층 시그널링을 통해 알려줄 수도 있다.
다른 실시 예로서, 채널 상태가 가장 좋지 않은 미니 슬롯 집합에 대한 CSI만을 전송할 수도 있고, 채널상태가 좋지 않은 하위 M'개의 값에 대한 CSI를 피드백할 수도 있으며, 전체 채널 상태에 대한 평균값 혹은 채널상태가 좋은 상위 M개에 대한 평균값 혹은 채널 상태가 좋지 않은 하위 M'개에 대한 평균값을 피드백할 수도 있다. 또한, 기지국이 상위 계층 시그널링 및/또는 물리 계층 시그널링을 통해 설정(configure) 해준 하나 이상의 미니 슬롯 집합에 대한 CSI 값만 피드백할 수도 있다.
상술한 실시 예들 중, 어떤 값을 전송할지는 기지국이 단말에게 상위 계층 시그널링 및/또는 물리 계층 시그널링을 통해 알려줄 수 있다. 만약, 미니 슬롯 집합(mini-slot set) 기준으로 참조 자원(reference resource)이 지정된다면, 참조 자원으로 지정된 미니 슬롯 집합을 기준으로, 이전의 미니 슬롯 집합(mini-slot set)들에 대한 CSI를 상술한 방식과 동일한 방식으로 전송할 수 있다.
이 경우, 보고되는 CSI에 대응되는 다수개의 미니 슬롯 집합(mini-slot set)들은 반드시 하나의 슬롯 내에 포함되어야 하는 것은 아니며, 둘 이상의 서로 다른 슬롯에 속하는 미니 슬롯 집합들의 CSI값이 함께 보고될 수 있다.
한편, 상술한 예시에서는 CSI 가 미니 슬롯 집합 단위로 전송되는 경우를 중심으로 설명하였으나, CSI가 미니 슬롯 단위로 전송되는 경우에도 적용할 수 있다. 즉, 상술한 실시 예에서, '슬롯'을 '미니 슬롯 집합'에 대응시키고, '미니 슬롯 집합'을 '미니 슬롯'에 대응시켜, 상술한 실시 예와 동일한 방식을 적용하여 CSI 보고 방법으로 적용할 수 있다.
더하여, NewRAT 시스템에서 미니 슬롯의 길이가 하나로 고정되지 않고 가변하는 것을 고려할 수 있는데, 이러한 경우에는, 참조 자원을 선택할 때, CSI 피드백을 보고하는 시점을 기준으로 몇 심볼 전에 참조 자원이 존재하는지에 대해 단말에게 알려줄 수 있다. 다시 말해, 상기 예시의 N-k에서 k가 심볼단위 일 수 있다. 이러한 설정은 기지국이 단말에게 상위 계층 시그널링 및/또는 물리 계층 시그널링을 통해 알려줄 수 있다. 또한, 참조 자원으로 지정된 슬롯, 미니 슬롯 집합 또는 미니 슬롯의 길이 또한 가변할 수 있으므로, 참조 자원으로 지정된 TTI 단위의 길이를 기지국이 단말에게 상위 계층 시그널링 및/또는 물리 계층 시그널링을 통해 알려줄 수도 있다.
한편, URLLC를 위해 매우 낮은 타겟 BLER(Block Error Rate)을 한정된 지연(delay) 내에 달성하기 위해서 적응적(adaptive)인 HARQ 전송을 고려할 수 있다. 예를 들어, 한정된 HARQ 재전송 횟수 내에 상기 타겟 BLER을 달성할 수 있는 적응적인 HARQ 전송을 고려할 수 있고, 이를 위해, HARQ-ACK을 전송할 때에 CSI 값을 함께 feedback할 수 있다. 이 때, 암묵적(implicit)으로 초기 전송(initial transmission)이 발생한 자원을 CSI 참조 자원으로 인식하여, 해당 시점에서의 CSI를 기지국에 피드백할 수 있다.
만약, NewRAT 시스템에서 URLLC를 위한 매우 낮은 최종 타겟 BLER (final target BLER)을 복수 번의 재전송을 통해 달성하는 것을 목표로 한다면, 기지국은 초기 전송이 최종 타겟 BLER 기준으로 수행된 것인지 여부 및/또는 최대 재전송 횟수에 대해 상위 계층 시그널링 및/또는 물리 계층 시그널링을 통해 단말에게 알려줄 수 있다. 이 경우, 첫 번째 전송이 최종 타겟 BLER로 전송된 것이었는데 디코딩에 실패했다면 단말은 NACK과 함께 CSI를 함께 전송할 수 있고, 첫 번째 전송이 최종 타겟 BLER로 전송된 것이 아니었다면 단말은 NACK 전송 시 CSI를 전송하지 않을 수 있다. 예를 들어, 최종 타겟 BLER이 10^-6인 경우, 기지국은 첫번째 전송부터 10^-6의 BLER을 타겟으로 신호를 전송할 수도 있고, 10^-2의 BLER을 타겟으로 신호를 여러 번 전송할 수도 있는데, 이를 단말에게 알려줄 수 있다. 그리고, 단말은 10^-6의 BLER을 타겟으로 한 신호의 디코딩을 실패한 경우, NACK과 함께 CSI를 전송할 수 있고, 10^-2의 BLER을 타겟으로 한 신호의 디코딩을 실패한 경우, NACK만을 전송할 수도 있다. 다만, 기지국이 10^-2의 BLER을 타겟으로 한 신호에 대한 NACK을 수신한 경우, 기지국은 최종 타겟 BLER인 10^-6을 달성하기 위하여, 다음 번 신호 재전송에서는 타겟 BLER을 10^-4 등으로 상향 조정하여 전송할 수 있다. 물론, 최종 타겟 BLER이 10^-6 이고, 10^-2의 BLER을 타겟으로 한 신호의 디코딩을 실패한 경우라도 NACK과 함께 CSI를 전송할 수도 있음은 물론이다.
한편, 이러한 동작은 시스템에 의해 미리 지정되거나 기지국이 단말에게 상위 계층 시그널링 및/또는 물리 계층 시그널링을 통해 단말에게 알려줄 수 있고, 묵시적으로 결정될 수도 있다.
또한, ACK 전송 시에도 CSI 피드백을 수행할 수 있는데, 이는, 버스트(burst)한 전송이 간헐적으로 발생하는 경우, ACK 전송 시에 함께 전송된 CSI를 다음 전송에 활용할 수 있는 이점이 있기 때문이다. 그리고, 이러한 설정 또한 기지국이 단말에게 상위 계층 시그널링 및/또는 물리 계층 시그널링을 통해 알려줄 수 있다.
또한, 기지국이 단말에게 CSI 요청을 보낼 때, 타겟 BLER을 함께 알려주고 해당 타겟 BLER에 대응되는 CSI를 피드백하도록 설정할 수 있다.
이러한 경우, 단말이 하향링크 전송에 대한 디코딩에 실패한 경우 NACK을 전송하면서 암묵적으로 이전 CSI 피드백 보다 더 낮은 타겟 BLER, 예를 들면, 최종 타겟 BLER을 기준으로 CSI를 보고하도록 설정할 수 있다. 이 때, 단말은 보고하는 CSI의 해당 타겟 BLER을 함께 보고할 수 있고, 더 나아가 보고하는 비트 수를 줄이기 위해, 기지국으로부터 지시 받은 타겟 BLER과 실제 보고하는 타겟 BLER 간의 차이 값, 예를 들면, 지시 받은 타겟 BLER과 실제 보고하는 타겟 BLER에 해당하는 인덱스의 차이 값을 보고할 수 있다.
또한, 단말이 디코딩에 성공한 경우에는 기지국의 설정 혹은 암묵적인 동작에 따라 ACK과 함께 CSI를 전송할 수도 있고 전송하지 않을 수도 있는데, 만약 ACK과 함께 CSI를 보고하는 경우에는, 최종 타겟 BLER을 기준으로 CSI를 보고 할 지, 아니면, 이전 CSI 보고와 동일한 타겟 BLER로 CSI를 피드백 하는지 여부를 시스템에 미리 정의된 바에 따라 동작할 수도 있고, 기지국이 단말에게 상위 계층 시그널링 및/또는 물리 계층 시그널링을 통해 지시된 바에 따라 동작할 수도 있다.
또한, 이와는 별도로 기지국은 단말에게 HARQ-ACK과 함께 CSI를 전송하는지 여부에 대해 상위 계층 시그널링 및/또는 물리 계층 시그널링을 통해 단말에게 알려줄 수 있으며, CSI를 HARQ-ACK과 함께 전송하는지 여부는 단말의 상향링크 제어 채널의 HARQ-ACK 전송 성능을 고려하여 기지국이 판단할 수 있다.
더불어, CSI를 보고할 때에 여러 타겟 BLER에 대한 다수개의 CSI를 동시에 보고할 수 있는데, 이 때, 기준이 되는 하나의 타겟 BLER에 해당하는 CSI 값만 절대값으로 구성하고, 나머지는 기준이 되는 절대값에 대한 차이 값으로 구성하여 전송할 수 있다. 예를 들어, 최종 타겟 BLER에 해당되는 CSI값을 기준으로 절대값으로 구성하고, 나머지 다른 타겟 BLER에 대한 CSI값을 최종 타겟 BLER에 해당되는 CSI값에 대한 차이 값으로 구성하여 전송할 수 있다.
또한, 기지국이 단말에게 CSI 피드백을 위한 타겟 BLER을 지시할 때 이를 암묵적으로 지시하는 방법 또한 고려할 수 있다. 예를 들어, 스케줄링된 데이터 전송에 대응하는 뉴머롤로지(numerology)나 서비스 유형(service type), 또는 재전송 횟수에 따라 암묵적으로 타겟 BLER을 매칭시켜 이를 기반으로 CSI를 보고 하도록 설정할 수 있다.
한편, 기지국의 타겟 BLER 지시에 따라 단말이 해당 CSI 값을 피드백 할 때, 기지국이 지시한 타겟 BLER에 해당하는 CSI의 값이 'out of range'에 해당하는 경우, 단말은 지시 받은 타겟 BLER보다 높은 타겟 BLER에 해당하는 CSI 중 out of range가 아닌 타겟 BLER에 대응하는 CSI를 전송하면서, 해당 CSI에 대응되는 타겟 BLER과 기지국으로부터 지시받은 타겟 BLER과의 차이 값에 대해 함께 피드백할 수 있다. 예를 들면, 해당 CSI에 대응되는 타겟 BLER의 인덱스 값과 기지국으로부터 지시받은 타겟 BLER의 인덱스 값의 차이 값을 함께 피드백할 수 있다. 여기서, 'out of range'란, 시스템에 정의된 CQI 인덱스 중 상기 기지국이 지시한 타겟 BLER을 만족시킬 수 있는 MCS (Modulation Coding Scheme) 및 코드 레이트(code rate)가 없음을 의미할 수 있다.
Target BLER Target BLER index CQI index
10^-6 0 0 (out of range)
10^-5 1 0 (out of range)
10^-4 2 1
10^-3 3 2
10^-2 4 4
이에 대해, [표 1]을 참조하여 설명하면, 예를 들어, 기지국이 단말에게 타겟 BLER 10^-6에 해당하는 CQI 인덱스를 피드백 하도록 지시했는데, [표 1] 과 같이 해당 CQI 인덱스가 0 인 경우, 즉, 타겟 BLER 10^-6에 해당하는 CSI가 'out of range'인 경우, 단말은 기지국으로부터 지시받은 타겟 BLER 10^-6보다 높은 타겟 BLER 중 CQI값이 0이 아닌 타겟 BLER 10^-4에 해당하는 CSI값을 피드백하고 타겟 BLER 10^-6의 인덱스와 타겟 BLER 10^-4의 인덱스의 차이 값인 2를 함께 전송할 수 있다. 이 때, 단말이 기지국으로 보고하는 CSI에 대응하는 타겟 BLER이 CQI 값이 0이 아닌 타겟 BLER 중, 반드시 가장 낮은 타겟 BLER일 필요는 없으며, 좀 더 높은 타겟 BLER을 기준으로 CSI를 보고할 수도 있다. 즉, 상기 [표 1]을 참조하면, 상기 상술한 예에서, 단말은 타겟 BLER 10^-3에 해당하는 CSI값을 피드백하고, 타겟 BLER 10^-6의 인덱스와 타겟 BLER 10^-3의 인덱스의 차이 값인 3을 함께 전송할 수도 있다.
한편, 상술한 예시에서 차이 값을 보고 할 때, 차이 값에 대응하는 인덱스 값을 보고 할 수 있으며, 이를 위해, 상기 차이 값에 대한 인덱스들이 새롭게 정의될 수 있다.
또한, 단말이 데이터를 반복하여 전송 받거나, 반복하여 전송하는 경우, 데이터 반복 송수신 동작의 조기 종료(early termination)를 위하여 단말이 데이터를 반복적으로 송수신하는 도중에 HARQ-ACK을 전송하거나, HARQ-ACK 수신할 수 있다. 이러한 데이터 반복 송수신 동작의 조기 종료(early termination)를 위하여, 단말은 반복 전송의 대상이 되는 전송 블록(Transmission Block; TB) 대한 HARQ-ACK 자원을 하나 이상 할당 받을 수 있으며, 이러한 하나 이상의 HARQ-ACK 자원은 복수의 슬롯, 복수의 미니 슬롯 등과 같은 복수의 시간 자원 걸쳐서 할당될 수 있다.
이 경우, 조기 종료(early termination)를 위해, HARQ-ACK을 중간에 전송하여 상기 TB에 대한 반복 전송을 종료시킬 수 있다. 하지만, 만약, 상기 TB에 대한 확인 응답이 NACK인 경우, 상술한 바와 마찬가지로, 상기 NACK 전송과 함께 CSI에 대한 피드백을 기지국에 보고할 수 있다.
한편, NACK 전송과 함께 CSI에 대한 피드백을 수행하는 경우, 해당 피드백은 wideband CQI에 대한 피드백일 수 있으며, 이는 단말이 해당 HARQ-ACK에 대응되는 데이터 전송을 위해 설정받은 자원에 대해서만 수행할 수 있다. 즉, 시스템 대역폭(system bandwidth) 또는 단말의 대역폭 부분(bandwidth part)이 100 RB(Resource Block)일지라도, 단말이 데이터 전송을 위해 설정받은 자원이 25RB 이면, 상기 설정받은 25RB에 대해서만 wideband CQI를 계산할 수 있다. 이 때, 25RB는 연속적일 수도 있고, 비연속적일 수도 있다.
또한, 설정받은 자원이 호핑되는 것을 가정하는 경우, wideband CQI 계산에 상기 설정받은 자원의 호핑을 고려할 수 있다. 즉, 다른 subband에서의 CQI들의 평균값으로 상기 wideband CQI가 계산될 수 있는 것이다.
이를 위해, 조기 종료(early termination)를 위한 HARQ-ACK자원은 두 개 이상으로 설정될 수 있고, 각 자원은 ACK전송과 NACK + CSI 전송으로 분리되어 사용될 수 있다. 한편, NACK과 CSI가 함께 전송되는 경우, NACK은 생략하고 CSI만을 전송할 수 있다. 즉, 단말이 CSI를 전송함으로써, 암묵적으로 NACK 응답을 포함하는 것으로 볼 수도 있다. 이는, ACK 전송 시에는 CSI가 포함되지 않는 경우, CSI가 전송되었다면, 기지국은 해당 데이터가 NACK에 대응하여, CSI가 보고된 것으로 볼 수 있기 때문에, 시그널링 오버헤드 관점에서 더 유용할 수도 있다. 하지만, ACK 전송 시에 CSI가 함께 포함되어 전송될 수 있는 경우에는, NACK 신호도 명시적으로 전송되는 것이 정확성 측면에서 더 바람직할 수 있다.
또한, 미니 슬롯, 미니 슬롯 집합 또는 슬롯 별로 참조 신호(reference signal; RS) 등의 전송 여부에 따라, 사용 가능(available)한 RE의 개수가 달라질 수 있다. 그런데, 사용 가능한 RE의 개수를 기반으로 MCS가 결정될 수 있으므로, 사용 가능한 RE 개수에 대하여, 기지국과 단말 간에 통일된 가정이 필요하다.
따라서, 각 미니 슬롯에서 사용 가능(available)한 RE의 개수는 항상 참조 신호 등과 같은 특정 신호들이 전송되는 것으로 가정하여 결정하거나, 상기 특정 신호들이 전송되지 않는 것으로 가정하고 결정할 수 있다. 한편으로는, 상기 특정 신호들이 전송되는 것으로 가정하되, 미리 지정되거나 통신 환경에 따라 정해지는 특정 비율을 곱하여 사용 가능한 RE의 개수를 결정할 수도 있다.
도 10은 본 발명을 수행하는 전송장치(10) 및 수신장치(20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
전송장치(10) 및 수신장치(20)는 정보 및/또는 데이터, 신호, 메시지 등을 나르는 무선 신호를 전송 또는 수신할 수 있는 RF(Radio Frequency) 유닛(13, 23)과, 무선통신 시스템 내 통신과 관련된 각종 정보를 저장하는 메모리(12, 22), 상기 RF 유닛(13, 23) 및 메모리(12, 22) 등의 구성요소와 동작적으로 연결되어, 상기 구성요소를 제어하여 해당 장치가 전술한 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나를 수행하도록 메모리(12, 22) 및/또는 RF 유닛(13, 23)을 제어하도록 구성된(configured) 프로세서(11, 21)를 각각 포함한다.
메모리(12, 22)는 프로세서(11, 21)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 정보를 임시 저장할 수 있다. 메모리(12, 22)가 버퍼로서 활용될 수 있다.
프로세서(11, 21)는 통상적으로 전송장치 또는 수신장치 내 각종 모듈의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(11, 21)는 본 발명을 수행하기 위한 각종 제어 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(11, 21)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 프로세서(11, 21)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(11, 21)에 구비될 수 있다. 한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(11, 21) 내에 구비되거나 메모리(12, 22)에 저장되어 프로세서(11, 21)에 의해 구동될 수 있다.
전송장치(10)의 프로세서(11)는 상기 프로세서(11) 또는 상기 프로세서(11)와 연결된 스케줄러로부터 스케줄링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 RF 유닛(13)에 전송한다. 예를 들어, 프로세서(11)는 전송하고자 하는 데이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 스크램블링, 변조과정 등을 거쳐 K 개의 레이어로 변환한다. 부호화된 데이터 열은 코드워드로 지칭되기도 하며, MAC 계층이 제공하는 데이터 블록인 수송 블록과 등가이다. 일 수송블록(transport block, TB)은 일 코드워드로 부호화되며, 각 코드워드는 하나 이상의 레이어의 형태로 수신장치에 전송되게 된다. 주파수 상향 변환을 위해 RF 유닛(13)은 오실레이터(oscillator)를 포함할 수 있다. RF 유닛(13)은 N t 개(N t 는 1 이상의 양의 정수)의 전송 안테나를 포함할 수 있다.
수신장치(20)의 신호 처리 과정은 전송장치(10)의 신호 처리 과정의 역으로 구성된다. 프로세서(21)의 제어 하에, 수신장치(20)의 RF 유닛(23)은 전송장치(10)에 의해 전송된 무선 신호를 수신한다. 상기 RF 유닛(23)은 N r 개의 수신 안테나를 포함할 수 있으며, 상기 RF 유닛(23)은 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각을 주파수 하향 변환하여(frequency down-convert) 기저대역 신호로 복원한다. RF 유닛(23)은 주파수 하향 변환을 위해 오실레이터를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(21)는 수신 안테나를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)를 수행하여, 전송장치(10)가 본래 전송하고자 했던 데이터를 복원할 수 있다.
RF 유닛(13, 23)은 하나 이상의 안테나를 구비한다. 안테나는, 프로세서(11, 21)의 제어 하에 본 발명의 일 실시예에 따라, RF 유닛(13, 23)에 의해 처리된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 RF 유닛(13, 23)으로 전달하는 기능을 수행한다. 안테나는 안테나 포트로 불리기도 한다. 각 안테나는 하나의 물리 안테나에 해당하거나 하나보다 많은 물리 안테나 요소(element)의 조합에 의해 구성될(configured) 수 있다. 각 안테나로부터 전송된 신호는 수신장치(20)에 의해 더는 분해될 수 없다. 해당 안테나에 대응하여 전송된 참조신호(reference signal, RS)는 수신장치(20)의 관점에서 본 안테나를 정의하며, 채널이 일 물리 안테나로부터의 단일(single) 무선 채널인지 혹은 상기 안테나를 포함하는 복수의 물리 안테나 요소(element)들로부터의 합성(composite) 채널인지에 관계없이, 상기 수신장치(20)로 하여금 상기 안테나에 대한 채널 추정을 가능하게 한다. 즉, 안테나는 상기 안테나 상의 심볼을 전달하는 채널이 상기 동일 안테나 상의 다른 심볼이 전달되는 상기 채널로부터 도출될 수 있도록 정의된다. 복수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 RF 유닛의 경우에는 2개 이상의 안테나와 연결될 수 있다.
본 발명에서 RF 유닛(13, 23)은 수신 빔포밍과 전송 빔포밍을 지원할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 RF 유닛(13,23)은 도 5 내지 도 8에 예시된 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 본 발명에서 RF 유닛(13, 23)은 트랜시버(Transceiver)로 명명될 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, UE는 상향링크에서는 전송장치(10)로 동작하고, 하향링크에서는 수신장치(20)로 동작한다. 본 발명의 실시예들에 있어서, gNB는 상향링크에서는 수신장치(20)로 동작하고, 하향링크에서는 전송장치(10)로 동작한다. 이하, UE에 구비된 프로세서, RF 유닛 및 메모리를 UE 프로세서, UE RF 유닛 및 UE 메모리라 각각 칭하고, gNB에 구비된 프로세서, RF 유닛 및 메모리를 gNB 프로세서, gNB RF 유닛 및 gNB 메모리라 각각 칭한다.
본 발명의 gNB 프로세서는 UE의 참조 자원을 설정하기 위한 k 값을 지시해주며, UE에게 미니 슬롯 단위로 데이터를 전송하도록 gNB의 트랜시버를 제어하고, 미니 슬롯 집합 단위로 CSI를 수신하도록 제어한다. 이 때, 상기 gNB 프로세서는 상기 데이터 전송의 기준이 되는 타겟 BLER에 대한 정보를 UE에게 전달할 수 있으며, 이 때, UE에게 전달되는 타겟 BLER은 최종 타겟 BLER일 수 있다.
본 발명의 UE 프로세서는 슬롯 N-k에 포함된 복수의 미니 슬롯 집합들을 참조 자원으로 설정하고, 상기 참조 자원을 기반으로 생성되는 상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 CSI들 모두를 슬롯 N 내의 어느 하나의 시점에서 기지국으로 보고하도록 트랜시버를 제어할 수 있다. 이 때, 상기 복수의 미니 슬롯 집합들은 복수의 미니 슬롯들로 구성되며 채널 코히런스 시간을 기반으로 그 길이가 결정될 수 있다. 또한, 상기 k는 상기 gNB 프로세서에 의해 설정되는 정수 값이다.
또한, 상기 CSI들을 보고 할 때, 각 CSI에 대응하는 미니 슬롯 집합의 인덱스를 함께 보고 할 수 있으며, 상기 미니 슬롯 집합에 포함된 미니 슬롯이 데이터 전송을 위한 미니 슬롯이 아닌 경우, 상기 미니 슬롯 집합은 참조 자원으로 설정하지 않고, 상기 미니 슬롯 이전에 위치한 미니 슬롯을 포함하는 미니 슬롯 집합을 참조 자원으로 설정할 수 있다.
또한, 설정된 참조 자원의 심볼 수에 대한 가정은, 상기 슬롯을 구성하는 미니 슬롯들 중에서 길이가 가장 짧은 미니 슬롯을 구성하는 심볼들의 수를 기반으로 결정될 수 있다.
한편, 상기 CSI들은 gNB에 의해 지시된 타겟 BLER을 기반으로 생성될 수 있는데, 상기 타겟 BLER을 기반으로 전송된 데이터의 디코딩에 실패한 경우, 상기 타겟 BLER보다 낮은 값을 가지는 타겟 BLER을 기반으로 CSI를 생성하고, 두 타겟 BLER의 차이 값을 함께 보고 할 수 있다. 또한, 상기 지시된 타겟 BLER에 대응한 CSI값이 'Out of Range'에 해당하는 경우, 지시된 타겟 BLER보다 높은 값을 가지는 타겟 BLER을 기반으로 CSI를 생성하고, 두 타겟 BLER의 차이 값을 함께 보고 할 수 있다.
또한, UE 프로세서가 CSI들을 보고하도록 제어할 때, 각 CSI에 대응하는 미니 슬롯 집합 상에서 수신한 데이터에 대한 HARQ-ACK을 함께 전송할 수 있는데, 상기 HARQ-ACK이 NACK인 경우에만, CSI를 함께 전송할 수도 있고, 최종 타겟 BLER을 기반으로 전송된 데이터의 디코딩에 실패한 경우, 이에 대응한 NACK과 함께 상기 CSI를 함께 전송할 수도 있다.
한편, 상기 HARQ-ACK이 ACK 인 경우, CSI 보고 없이, ACK만을 전송하고, NACK인 경우, NACK의 별도 전송 없이, CSI만 보고 할 수도 있다.
또한, 본 발명의 gNB 프로세서 혹은 UE 프로세서는 아날로그 혹은 하이브리드 빔포밍이 사용되는 6GHz 이상의 고주파 대역에서 동작하는 셀 상에서 본 발명을 적용하도록 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 채널 상태 정보를 보고하는 방법 및 이를 위한 장치는 5세대 NewRAT 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 5세대 NewRAT 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서, 단말이 채널 상태 정보(Channel State Information; CSI)를 보고 하는 방법에 있어서,
    슬롯 N-k에 포함된 복수의 미니 슬롯 집합(mini-slot set)들을 참조 자원으로 설정하고,
    상기 참조 자원을 기반으로 생성된, 상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 CSI들 모두를 슬롯 N 내에서 기지국으로 보고하는 것을 포함하되,
    상기 복수의 미니 슬롯 집합은, 복수의 미니 슬롯들로 구성되고,
    상기 k는 정수이며, 상기 기지국에 의해 설정되는,
    CSI 보고 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 CSI들은 슬롯 N 내에서 동시에 기지국으로 보고되는,
    CSI 보고 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각의 길이는,
    상기 기지국과 단말 간의 채널 변화에 대응하는 채널 코히런스 시간(Channel coherence time)을 기반으로 설정되는,
    CSI 보고 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 CSI들은,
    상기 CSI들 각각에 대응하는 미니 슬롯 집합의 인덱스를 포함하는,
    CSI 보고 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 참조 자원의 심볼 수에 대한 가정은,
    상기 슬롯을 구성하는 복수의 미니 슬롯들 중, 길이가 가장 짧은 미니 슬롯을 구성하는 심볼들의 수를 기반으로 결정되는,
    CSI 보고 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 미니 슬롯 집합에 포함된 미니 슬롯이 데이터 전송을 위한 미니 슬롯이 아닌 경우, 상기 미니 슬롯 집합은 참조 자원으로 설정하지 않는,
    CSI 보고 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 미니 슬롯 이전에 위치한 미니 슬롯을 포함하는 미니 슬롯 집합을 참조 자원으로 설정하는,
    CSI 보고 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 CSI들은,
    상기 기지국으로부터 획득된 제 1 타겟 BLER(Block Error Rate)를 기반으로 생성되는,
    CSI 보고 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 타겟 BLER을 기반으로 전송된 데이터의 디코딩에 실패한 경우, 상기 제 1 타겟 BLER보다 낮은 값을 가지는 제 2 타겟 BLER을 기반으로 상기 CSI들을 생성하여 보고하되,
    상기 제 1 타겟 BLER과 상기 제 2 타겟 BLER의 차이 값을 함께 보고하는,
    CSI 보고 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 타겟 BLER에 대응하는 CSI의 값이, 상기 제 1 타겟 BLER을 만족시키는 MCS (Modulation Coding Scheme) 및 코드 레이트(code rate)가 없음을 나타내는 경우, 상기 제 1 타겟 BLER보다 높은 값을 가지는 제 3 타겟 BLER을 기반으로 상기 CSI들을 생성하여 보고하되,
    상기 제 1 타겟 BLER과 상기 제 3 타겟 BLER의 차이값을 함께 보고하는,
    CSI 보고 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 미니 슬롯 집합들에 각각에 대한 CSI들은 상기 복수의 미니 슬롯 집합들에 대한 HARQ-ACK 과 함께 전송되는,
    CSI 보고 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    최종 타겟 BLER(Block Error Rate)를 기반으로 전송된 데이터의 디코딩에 실패한 경우, 상기 데이터의 NACK 신호와 함께 상기 데이터에 대응하는 미니 슬롯 집합의 CSI를 전송하는,
    CSI 보고 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 HARQ-ACK이 NACK인 경우, 상기 NACK인 HARQ-ACK 에 대응하는 미니 슬롯 집합의 CSI들이 함께 전송되는,
    CSI 보고 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 HARQ-ACK이 ACK인 경우, 상기 ACK만 전송되며,
    상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 HARQ-ACK이 NACK 인 경우, 상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 CSI들만 전송되는,
    CSI 보고 방법.
  15. 무선 통신 시스템에서, 채널 상태 정보(Channel State Information; CSI)를 보고하는 단말에 있어서,
    기지국과 신호를 송수신하는 트랜시버; 및
    상기 트랜시버와 연결되어, 슬롯 N-k에 포함된 복수의 미니 슬롯 집합(mini-slot set)들을 참조 자원으로 설정하고,
    상기 참조 자원을 기반으로 생성된, 상기 복수의 미니 슬롯 집합들 각각에 대한 CSI들 모두를 슬롯 N 내에서 기지국으로 보고하도록 상기 트랜시버를 제어하는 프로세서를 포함하되,
    상기 복수의 미니 슬롯 집합은, 복수의 미니 슬롯들로 구성되고,
    상기 k는 정수이며, 상기 기지국에 의해 설정되는,
    단말.
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