WO2020091540A1 - 무선 통신 시스템에서 통합 액세스 및 백홀 노드의 송수신 타이밍 설정 방법 및 이에 대한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 통합 액세스 및 백홀 노드의 송수신 타이밍 설정 방법 및 이에 대한 장치 Download PDF

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iab
backhaul
backhaul link
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송화월
이윤정
조순기
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엘지전자 주식회사
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    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • H04W72/12—Wireless traffic scheduling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks

Definitions

  • 21 is a diagram illustrating a signal processing circuit for a transmission signal.
  • LTE means 3GPP TS 36.xxx Release 8 or later technology. Specifically, LTE technology after 3GPP TS 36.xxx Release 10 is called LTE-A, and LTE technology after 3GPP TS 36.xxx Release 13 is called LTE-A pro.
  • 3GPP NR refers to the technology after TS 38.xxx Release 15.
  • LTE / NR may be referred to as a 3GPP system.
  • "xxx" means standard document detail number.
  • LTE / NR may be referred to as a 3GPP system. Background art, terms, abbreviations, and the like used in the description of the present invention may refer to matters described in a standard document published prior to the present invention. For example, you can refer to the following documents.
  • Automotive is expected to be an important new driver for 5G, along with many use cases for mobile communications to vehicles. For example, entertainment for passengers requires simultaneous high capacity and high mobility mobile broadband. This is because future users continue to expect high-quality connections regardless of their location and speed.
  • Another example of application in the automotive field is the augmented reality dashboard. It identifies objects in the dark over what the driver sees through the front window, and superimposes and displays information telling the driver about the distance and movement of the object.
  • wireless modules will enable communication between vehicles, exchange of information between the vehicle and the supporting infrastructure and exchange of information between the vehicle and other connected devices (eg, devices carried by pedestrians).
  • the safety system helps the driver to reduce the risk of accidents by guiding alternative courses of action to make driving safer.
  • the gNB is connected to an Access and Mobility Management Function (AMF) through an N2 interface and a User Plane Function (UPF) through an N3 interface.
  • AMF Access and Mobility Management Function
  • UPF User Plane Function
  • IAB node 2 receiving IAB-based 2UL information from IAB node 1 may transmit IAB-based first DL information (eg, control information, data, etc.) to IAB node 1 through a DL backhaul link. (B130).
  • IAB-based first DL information eg, control information, data, etc.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a timing handling method of Case # 7 in an IAB environment.
  • the # 0 index OFDM symbol of L P, D- is the #K index OFDM symbol of L C, U- and FDM (Frequency Division Multiplexing) / SDM (Space Division Multiplexing).
  • the transmission timings of L P, U , L C, D and L C, U are arranged according to Case # 6. From the perspective of the IAB node, the transmission of all transmission signals must start at the same time.
  • the time division multiplexing (TDM) pattern between L P- and L C may be set differently for two parent nodes.
  • L P represents the timing of the transmission / reception signal of the parent node
  • L C represents the timing of the transmission / reception signal of the child node.
  • 17 is a view showing an example of the operation of the IAB node in the present invention described above.
  • the first IAB node forms a first backhaul link for data transmission and reception with a parent node of the first IAB node (S1710).
  • 21 illustrates a signal processing circuit for a transmission signal.
  • the additional element 140 may be variously configured according to the type of wireless device.
  • the additional element 140 may include at least one of a power unit / battery, an input / output unit (I / O unit), a driving unit, and a computing unit.
  • wireless devices include robots (FIGS. 19, 1410a), vehicles (FIGs. 19, 1410b-1, 1410b-2), XR devices (FIGS. 19, 1410c), portable devices (FIGS. 19, 1410d), and consumer electronics. (Fig. 19, 1410e), IoT devices (Fig.
  • the input / output unit 140c may receive or output image information / signal, audio information / signal, data, and / or information input from a user.
  • the input / output unit 140c may include a camera, a microphone, a user input unit, a display unit 140d, a speaker, and / or a haptic module.
  • the memory unit 130 may store data supporting various functions of the AI device 1410.
  • the memory unit 130 may store data obtained from the input unit 140c1, data obtained from the communication unit 110, output data from the running processor unit 140e, and data obtained from the sensing unit 140f.
  • the memory unit 130 may store control information and / or software code necessary for operation / execution of the control unit 120.
  • one or more instructions constituting the learning model may be stored in the memory 430.
  • the processor 460 may infer the result value for the new input data using the learning model, and generate a response or control command based on the inferred result value.
  • the XR device 1410c may perform the above operations using a learning model composed of at least one artificial neural network.
  • the XR device 1410c may recognize a real object from 3D point cloud data or image data using a learning model, and provide information corresponding to the recognized real object.
  • the learning model may be learned directly from the XR device 1410c or may be learned from an external device such as the AI server 400.
  • the XR device 1410c may perform an operation by generating a result using a direct learning model, but transmits sensor information to an external device such as the AI server 400 and receives the generated result accordingly. You can also do

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Abstract

무선 통신 시스템에서 통합 액세스 및 백홀(Integrated Access and Backhaul: IAB) 노드의 송수신 타이밍(timing) 설정 방법 및 이에 대한 장치에 관한 것이다. 즉, 본 명세서에서 제 1 IAB 노드에 의해 수행되는 방법은, 상기 제 1 IAB 노드의 상위 노드(parent node)와 데이터 송수신을 위한 제 1 백홀 링크(Backhaul link)를 형성하는 단계; 상기 제 1 IAB 노드의 하위 노드(child node)와 데이터 송수신을 위한 제 2 백홀 링크를 형성하는 단계; 및 단말과 데이터 송수신을 하기 위한 접속 링크(Access link)를 형성하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 1 데이터와 상기 제 2 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 2 데이터는 공간 분할 다중화(spacial division multiplexing: SDM) 및/또는 주파수 분할 다중화(frquency division multiplexing: FDM) 방법을 통해서 다중화되며, 상기 접속 링크를 통해서 송수신 되는 제 3 데이터는 상기 제 1 데이터 또는 상기 제 2 데이터와 상기 SDM 및/또는 상기 FDM 방법을 제외한 다른 다중화 방법을 통해서 다중화되는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 통합 액세스 및 백홀 노드의 송수신 타이밍 설정 방법 및 이에 대한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로써, 통합된 액세스 및 백홀 환경(Integrated Access and Backhaul: IAB)에서 특정한 타이밍(Timing) 방식을 가질 때 존재하는 문제점을 해결하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
본 명세서는 다음 세대 시스템(예: 5G 시스템)에서 통합 액세스 및 백홀(Integrated Access and Backhaul: IAB) 환경에서 특정 타이밍(timing)방식을 가질 때 존재하는 타이밍 관련 문제점을 해결하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 다음 세대 시스템(예: 5G 시스템)에서 통합 액세스 및 백홀(Integrated Access and Backhaul: IAB) 환경에서 IAB 노드가 하나 이상의 parent 노드와 연결된 경우에 하나 이상의 parent 노드와 통신하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 명세서에서 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 명세서는 다음 세대 시스템(예: 5G 시스템)에서 통합 액세스 및 백홀(Integrated Access and Backhaul: IAB) 환경에서 특정 타이밍(timing)방식을 가질 때 존재하는 타이밍 관련 문제점을 해결하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
보다 구체적으로, 무선 통신 시스템에서 통합 액세스 및 백홀(Integrated Access and Backhaul: IAB)노드의 송수신 타이밍(timing) 설정 방법에 있어서, 제1 IAB 노드에 의해 수행되는 방법은, 상기 제 1 IAB 노드의 상위 노드(parent node)와 데이터 송수신을 위한 제 1 백홀 링크(Backhaul link)를 형성하는 단계; 상기 제 1 IAB 노드의 하위 노드(child node)와 데이터 송수신을 위한 제 2 백홀 링크를 형성하는 단계; 및 단말과 데이터 송수신을 하기 위한 접속 링크(Access link)를 형성하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 1 데이터와 상기 제 2 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 2 데이터는 공간 분할 다중화(spacial division multiplexing: SDM) 및/또는 주파수 분할 다중화(frquency division multiplexing: FDM) 방법을 통해서 다중화되며, 상기 접속 링크를 통해서 송수신 되는 제 3 데이터는 상기 제 1 데이터 또는 상기 제 2 데이터와 상기 SDM 및/또는 상기 FDM 방법을 제외한 다른 다중화 방법을 통해서 다중화되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 상위 노드로부터, 상기 제 1 백홀 링크를 통하여 상기 제 1 데이터를 수신하는 단계; 및 상기 하위 노드로부터, 상기 제 2 백홀 링크를 통하여 상기 제 2 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하되, 상기 제 1 데이터 및 상기 제 2 데이터는 동일한 시점에 수신되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 단말로부터, 상기 접속 링크를 통하여 상기 제 3 데이터를 포함하는 상향링크 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하되, 상기 상향링크 메시지는 상기 제 1 데이터 및 상기 제 2 데이터가 수신되는 시점보다 특정 개수의 심볼만큼 먼저 수신되고, 상기 특정 개수의 심볼 이후의 심볼부터 상기 제 3 데이터가 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 특정 개수의 심볼의 시간 길이 값(length value)은 상기 상위 노드가 상기 제 1 데이터를 전송한 시점으로부터 상기 제 1 IAB 노드가 상기 제 1 데이터를 수신한 시점까지 소요된 시간인 전파 지연(Propagation delay) 값을 초과하도록 하는 값들 중 최소인 값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 상위 노드로, 상기 제 1 백홀 링크를 통하여 상기 제 1 데이터를 전송하는 단계; 및 상기 하위 노드로, 상기 제 2 백홀 링크를 통하여 상기 제 2 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하되, 상기 제 1 데이터와 상기 제 2 데이터는 동일한 시점에 전송되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 상향링크 메시지가 전송되는 서브프레임(subframe)에 포함된 슬롯(slot)은 확장된(extented) 심볼을 포함하고, 상기 확장된 심볼은 확장되지 않은 일반 심볼에 포함된 Cyclic prefix(CP)보다 긴 길이를 갖는 확장된 CP를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 확장된 심볼은 상기 서브프레임에 포함된 상기 슬롯의 매 첫 번째 심볼에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 제 1 IAB 노드가, 상기 제 1 IAB 노드와 백홀 링크로 연결된 적어도 하나의 서로 다른 상위 노드에 기초한 복수의 경로를 통하여 Donor gNode B(DgNB)로 연결되는 경우, 상기 복수의 경로는 각각 서로 다른 시점에 활성화 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 복수의 경로 각각은 적어도 하나 이상의 IAB 노드를 포함하고, 상기 복수의 경로 중 경로를 구성하는 IAB 노드의 개수가 짝수인 경로는 서브프레임(subframe)의 짝수 슬롯(even slot)에서 활성화 되고,상기 복수의 경로 중 경로를 구성하는 IAB 노드의 개수가 홀수인 경로는 상기 서브프레임의 홀수 슬롯(odd slot)에서 활성화되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 무선 통신 시스템에서 통합 액세스 및 백홀(Integrated Access and Backhaul: IAB)노드의 송수신 타이밍(timing) 설정 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 방법은, 제 1 IAB 노드와 데이터 송수신을 하기 위한 접속 링크(Access link)를 형성하는 단계; 및 상기 제 1 IAB 노드로, 상기 접속 링크를 통하여 상향링크 메시지를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 IAB 노드는 상기 제 1 IAB 노드의 상위 노드(parent node)와 데이터 송수신을 위한 제 1 백홀 링크(Backhaul link)를 형성하고, 상기 제 1 IAB 노드는 상기 제 1 IAB 노드의 하위 노드(child node)와 데이터 송수신을 위한 제 2 백홀 링크(Backhaul link)를 형성하고, 상기 제 1 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 1 데이터와 상기 제 2 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 2 데이터는 공간 분할 다중화(spacial division multiplexing: SDM) 및/또는 주파수 분할 다중화(frquency division multiplexing: FDM) 방법을 통해서 다중화되며, 상기 접속 링크를 통해서 송수신 되는 상기 상향링크 데이터에 포함된 제 3 데이터는 상기 제 1 데이터 또는 상기 제 2 데이터와 상기 SDM 및/또는 상기 FDM 방법을 제외한 다른 다중화 방법을 통해서 다중화되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 무선 통신 시스템에서 통합 액세스 및 백홀(Integrated Access and Backhaul: IAB)노드의 송수신 타이밍(timing) 설정 방법을 수행하는 제1 IAB 노드는, 무선 신호를 송신하기 위한 전송기(transmitter);
무선 신호를 수신하기 위한 수신기(receiver); 및 상기 전송기 및 수신기와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 IAB 노드의 상위 노드(parent node)와 데이터 송수신을 위한 제 1 백홀 링크(Backhaul link)를 형성하고, 상기 제 1 IAB 노드의 하위 노드(child node)와 데이터 송수신을 위한 제 2 백홀 링크를 형성하고, 단말과 데이터 송수신을 하기 위한 접속 링크(Access link)를 형성하고, 상기 제 1 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 1 데이터와 상기 제 2 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 2 데이터는 공간 분할 다중화(spacial division multiplexing: SDM) 및/또는 주파수 분할 다중화(frquency division multiplexing: FDM) 방법을 통해서 다중화되며, 상기 접속 링크를 통해서 송수신 되는 제 3 데이터는 상기 제 1 데이터 또는 상기 제 2 데이터와 상기 SDM 및/또는 상기 FDM 방법을 제외한 다른 다중화 방법을 통해서 다중화되는 것을 특징으로 한다.
본 명세서는 다음 세대 무선 통신 시스템(예: 5G 시스템)에서 통합 액세스 및 백홀(Integrated Access and Backhaul: IAB) 환경에서 특정 타이밍(timing)방식을 가질 때 존재하는 타이밍 관련 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 다음 세대 무선 통신 시스템에서 통합 액세스 및 백홀(Integrated Access and Backhaul: IAB) 환경에서 IAB 노드가 하나 이상의 parent 노드와 연결된 경우에 하나 이상의 parent 노드와 통신할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NR의 전체적인 시스템 구조의 일 예를 나타낸다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 프레임과 하향링크 프레임 간의 관계를 나타낸다.
도 3은 NR 시스템에서의 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 지원하는 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 안테나 포트 및 뉴머롤로지 별 자원 그리드의 예들을 나타낸다.
도 6은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 일반적인 신호 전송을 예시한다.
도 7은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 SSB 전송을 나타낸 일 예다.
도 8은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 통합된 액세스 및 백홀 노드의 일 예를 나타낸 도이다.
도 9는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 통합된 액세스 및 백홀 구조의 일 예를 나타낸 도이다.
도 10은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 통합된 액세스 및 백홀 노드 사이에서 수행되는 시그널링의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 11은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 IAB 환경의 일 예를 나타낸 도이다.
도 12는 IAB 환경에서 Case #7의 타이밍 핸들링 방식의 일 예를 나타낸 도이다.
도 13은 본 명세서에서 제안하는 IAB 노드의 타이밍 설정 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 IAB 노드의 타이밍 설정 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 15는 IAB 환경에서 Case #6의 타이밍 핸들링 방식의 일 예를 나타낸 도이다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 다중 경로 동작이 가능한 IAB환경의 일 예를 나타낸 도이다.
도 17은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 IAB 노드 동작의 일 예를 나타낸 도이다.
도 18은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 단말 동작의 일 예를 나타낸 도이다.
도 19는 본 발명에 적용되는 통신 시스템을 예시한 도이다.
도 20은 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한 도이다.
도 21은 전송 신호를 위한 신호 처리 회로를 예시한 도이다.
도 22는 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸 도이다.
도 23은 본 발명에 적용되는 휴대 기기를 예시한 도이다.
도 24는 본 발명에 적용되는 AI 기기를 예시한 도이다.
도 25는 본 발명에 적용되는 AI 서버를 예시한 도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다. 기지국은 제 1 통신 장치로, 단말은 제 2 통신 장치로 표현될 수도 있다. 기지국(BS: Base Station)은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), gNB(Next Generation NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point), 네트워크(5G 네트워크), AI 시스템, RSU(road side unit), 차량(vehicle), 로봇, 드론(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AR(Augmented Reality)장치, VR(Virtual Reality)장치 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말(Terminal)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치, 차량(vehicle), 로봇(robot), AI 모듈, 드론(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AR(Augmented Reality)장치, VR(Virtual Reality)장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA, FDMA, TDMA, OFDMA, SC-FDMA 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부이고 LTE-A(Advanced)/LTE-A pro는 3GPP LTE의 진화된 버전이다. 3GPP NR(New Radio or New Radio Access Technology)는 3GPP LTE/LTE-A/LTE-A pro의 진화된 버전이다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP 통신 시스템(예, LTE-A, NR)을 기반으로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. LTE는 3GPP TS 36.xxx Release 8 이후의 기술을 의미한다. 세부적으로, 3GPP TS 36.xxx Release 10 이후의 LTE 기술은 LTE-A로 지칭되고, 3GPP TS 36.xxx Release 13 이후의 LTE 기술은 LTE-A pro로 지칭된다. 3GPP NR은 TS 38.xxx Release 15 이후의 기술을 의미한다. LTE/NR은 3GPP 시스템으로 지칭될 수 있다. "xxx"는 표준 문서 세부 번호를 의미한다. LTE/NR은 3GPP 시스템으로 통칭될 수 있다. 본 발명의 설명에 사용된 배경기술, 용어, 약어 등에 관해서는 본 발명 이전에 공개된 표준 문서에 기재된 사항을 참조할 수 있다. 예를 들어, 다음 문서를 참조할 수 있다.
3GPP LTE
- 36.211: Physical channels and modulation
- 36.212: Multiplexing and channel coding
- 36.213: Physical layer procedures
- 36.300: Overall description
- 36.331: Radio Resource Control (RRC)
3GPP NR
- 38.211: Physical channels and modulation
- 38.212: Multiplexing and channel coding
- 38.213: Physical layer procedures for control
- 38.214: Physical layer procedures for data
- 38.300: NR and NG-RAN Overall Description
- 36.331: Radio Resource Control (RRC) protocol specification
더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 radio access technology 에 비해 향상된 mobile broadband 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 massive MTC (Machine Type Communications) 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 뿐만 아니라 reliability 및 latency 에 민감한 서비스/단말을 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다. 이와 같이 eMBB(enhanced mobile broadband communication), Mmtc(massive MTC), URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 radio access technology 의 도입이 논의되고 있으며, 본 명세서에서는 편의상 해당 technology 를 NR 이라고 부른다. NR은 5G 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)의 일례를 나타낸 표현이다.
5G의 세 가지 주요 요구 사항 영역은 (1) 개선된 모바일 광대역 (Enhanced Mobile Broadband, eMBB) 영역, (2) 다량의 머신 타입 통신 (massive Machine Type Communication, mMTC) 영역 및 (3) 초-신뢰 및 저 지연 통신 (Ultra-reliable and Low Latency Communications, URLLC) 영역을 포함한다.
일부 사용 예(Use Case)는 최적화를 위해 다수의 영역들이 요구될 수 있고, 다른 사용 예는 단지 하나의 핵심 성능 지표 (Key Performance Indicator, KPI)에만 포커싱될 수 있다. 5G는 이러한 다양한 사용 예들을 유연하고 신뢰할 수 있는 방법으로 지원하는 것이다.
eMBB는 기본적인 모바일 인터넷 액세스를 훨씬 능가하게 하며, 풍부한 양방향 작업, 클라우드 또는 증강 현실에서 미디어 및 엔터테인먼트 애플리케이션을 커버한다. 데이터는 5G의 핵심 동력 중 하나이며, 5G 시대에서 처음으로 전용 음성 서비스를 볼 수 없을 수 있다. 5G에서, 음성은 단순히 통신 시스템에 의해 제공되는 데이터 연결을 사용하여 응용 프로그램으로서 처리될 것이 기대된다. 증가된 트래픽 양(volume)을 위한 주요 원인들은 콘텐츠 크기의 증가 및 높은 데이터 전송률을 요구하는 애플리케이션 수의 증가이다. 스트리밍 서비스 (오디오 및 비디오), 대화형 비디오 및 모바일 인터넷 연결은 더 많은 장치가 인터넷에 연결될수록 더 널리 사용될 것이다. 이러한 많은 응용 프로그램들은 사용자에게 실시간 정보 및 알림을 푸쉬하기 위해 항상 켜져 있는 연결성이 필요하다. 클라우드 스토리지 및 애플리케이션은 모바일 통신 플랫폼에서 급속히 증가하고 있으며, 이것은 업무 및 엔터테인먼트 모두에 적용될 수 있다. 그리고, 클라우드 스토리지는 상향링크 데이터 전송률의 성장을 견인하는 특별한 사용 예이다. 5G는 또한 클라우드의 원격 업무에도 사용되며, 촉각 인터페이스가 사용될 때 우수한 사용자 경험을 유지하도록 훨씬 더 낮은 단-대-단(end-to-end) 지연을 요구한다. 엔터테인먼트 예를 들어, 클라우드 게임 및 비디오 스트리밍은 모바일 광대역 능력에 대한 요구를 증가시키는 또 다른 핵심 요소이다. 엔터테인먼트는 기차, 차 및 비행기와 같은 높은 이동성 환경을 포함하는 어떤 곳에서든지 스마트폰 및 태블릿에서 필수적이다. 또 다른 사용 예는 엔터테인먼트를 위한 증강 현실 및 정보 검색이다. 여기서, 증강 현실은 매우 낮은 지연과 순간적인 데이터 양을 필요로 한다.
또한, 가장 많이 예상되는 5G 사용 예 중 하나는 모든 분야에서 임베디드 센서를 원활하게 연결할 수 있는 기능 즉, mMTC에 관한 것이다. 2020년까지 잠재적인 IoT 장치들은 204 억 개에 이를 것으로 예측된다. 산업 IoT는 5G가 스마트 도시, 자산 추적(asset tracking), 스마트 유틸리티, 농업 및 보안 인프라를 가능하게 하는 주요 역할을 수행하는 영역 중 하나이다.
URLLC는 주요 인프라의 원격 제어 및 자체-구동 차량(self-driving vehicle)과 같은 초 신뢰 / 이용 가능한 지연이 적은 링크를 통해 산업을 변화시킬 새로운 서비스를 포함한다. 신뢰성과 지연의 수준은 스마트 그리드 제어, 산업 자동화, 로봇 공학, 드론 제어 및 조정에 필수적이다.
다음으로, 다수의 사용 예들에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
5G는 초당 수백 메가 비트에서 초당 기가 비트로 평가되는 스트림을 제공하는 수단으로 FTTH (fiber-to-the-home) 및 케이블 기반 광대역 (또는 DOCSIS)을 보완할 수 있다. 이러한 빠른 속도는 가상 현실과 증강 현실뿐 아니라 4K 이상(6K, 8K 및 그 이상)의 해상도로 TV를 전달하는데 요구된다. VR(Virtual Reality) 및 AR(Augmented Reality) 애플리케이션들은 거의 몰입형(immersive) 스포츠 경기를 포함한다. 특정 응용 프로그램은 특별한 네트워크 설정이 요구될 수 있다. 예를 들어, VR 게임의 경우, 게임 회사들이 지연을 최소화하기 위해 코어 서버를 네트워크 오퍼레이터의 에지 네트워크 서버와 통합해야 할 수 있다.
자동차(Automotive)는 차량에 대한 이동 통신을 위한 많은 사용 예들과 함께 5G에 있어 중요한 새로운 동력이 될 것으로 예상된다. 예를 들어, 승객을 위한 엔터테인먼트는 동시의 높은 용량과 높은 이동성 모바일 광대역을 요구한다. 그 이유는 미래의 사용자는 그들의 위치 및 속도와 관계 없이 고품질의 연결을 계속해서 기대하기 때문이다. 자동차 분야의 다른 활용 예는 증강 현실 대시보드이다. 이는 운전자가 앞면 창을 통해 보고 있는 것 위에 어둠 속에서 물체를 식별하고, 물체의 거리와 움직임에 대해 운전자에게 말해주는 정보를 겹쳐서 디스플레이 한다. 미래에, 무선 모듈은 차량들 간의 통신, 차량과 지원하는 인프라구조 사이에서 정보 교환 및 자동차와 다른 연결된 디바이스들(예를 들어, 보행자에 의해 수반되는 디바이스들) 사이에서 정보 교환을 가능하게 한다. 안전 시스템은 운전자가 보다 안전한 운전을 할 수 있도록 행동의 대체 코스들을 안내하여 사고의 위험을 낮출 수 있게 한다. 다음 단계는 원격 조종되거나 자체 운전 차량(self-driven vehicle)이 될 것이다. 이는 서로 다른 자체 운전 차량들 사이 및 자동차와 인프라 사이에서 매우 신뢰성이 있고, 매우 빠른 통신을 요구한다. 미래에, 자체 운전 차량이 모든 운전 활동을 수행하고, 운전자는 차량 자체가 식별할 수 없는 교통 이상에만 집중하도록 할 것이다. 자체 운전 차량의 기술적 요구 사항은 트래픽 안전을 사람이 달성할 수 없을 정도의 수준까지 증가하도록 초 저 지연과 초고속 신뢰성을 요구한다.
스마트 사회(smart society)로서 언급되는 스마트 도시와 스마트 홈은 고밀도 무선 센서 네트워크로 임베디드될 것이다. 지능형 센서의 분산 네트워크는 도시 또는 집의 비용 및 에너지-효율적인 유지에 대한 조건을 식별할 것이다. 유사한 설정이 각 가정을 위해 수행될 수 있다. 온도 센서, 창 및 난방 컨트롤러, 도난 경보기 및 가전 제품들은 모두 무선으로 연결된다. 이러한 센서들 중 많은 것들이 전형적으로 낮은 데이터 전송 속도, 저전력 및 저비용이다. 하지만, 예를 들어, 실시간 HD 비디오는 감시를 위해 특정 타입의 장치에서 요구될 수 있다.
열 또는 가스를 포함한 에너지의 소비 및 분배는 고도로 분산화되고 있어, 분산 센서 네트워크의 자동화된 제어가 요구된다. 스마트 그리드는 정보를 수집하고 이에 따라 행동하도록 디지털 정보 및 통신 기술을 사용하여 이런 센서들을 상호 연결한다. 이 정보는 공급 업체와 소비자의 행동을 포함할 수 있으므로, 스마트 그리드가 효율성, 신뢰성, 경제성, 생산의 지속 가능성 및 자동화된 방식으로 전기와 같은 연료들의 분배를 개선하도록 할 수 있다. 스마트 그리드는 지연이 적은 다른 센서 네트워크로 볼 수도 있다.
건강 부문은 이동 통신의 혜택을 누릴 수 있는 많은 응용 프로그램을 보유하고 있다. 통신 시스템은 멀리 떨어진 곳에서 임상 진료를 제공하는 원격 진료를 지원할 수 있다. 이는 거리에 대한 장벽을 줄이는데 도움을 주고, 거리가 먼 농촌에서 지속적으로 이용하지 못하는 의료 서비스들로의 접근을 개선시킬 수 있다. 이는 또한 중요한 진료 및 응급 상황에서 생명을 구하기 위해 사용된다. 이동 통신 기반의 무선 센서 네트워크는 심박수 및 혈압과 같은 파라미터들에 대한 원격 모니터링 및 센서들을 제공할 수 있다.
무선 및 모바일 통신은 산업 응용 분야에서 점차 중요해지고 있다. 배선은 설치 및 유지 비용이 높다. 따라서, 케이블을 재구성할 수 있는 무선 링크들로의 교체 가능성은 많은 산업 분야에서 매력적인 기회이다. 그러나, 이를 달성하는 것은 무선 연결이 케이블과 비슷한 지연, 신뢰성 및 용량으로 동작하는 것과, 그 관리가 단순화될 것이 요구된다. 낮은 지연과 매우 낮은 오류 확률은 5G로 연결될 필요가 있는 새로운 요구 사항이다.
물류(logistics) 및 화물 추적(freight tracking)은 위치 기반 정보 시스템을 사용하여 어디에서든지 인벤토리(inventory) 및 패키지의 추적을 가능하게 하는 이동 통신에 대한 중요한 사용 예이다. 물류 및 화물 추적의 사용 예는 전형적으로 낮은 데이터 속도를 요구하지만 넓은 범위와 신뢰성 있는 위치 정보가 필요하다.
NR을 포함하는 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 뉴머롤로지(numerology)를 그대로 따르나 더 큰 시스템 대역폭(예, 100MHz)를 지닐 수 있다. 또는 하나의 셀이 복수 개의 뉴머롤로지들을 지원할 수도 있다. 즉, 서로 다른 뉴머롤로지로 동작하는 하는 단말들이 하나의 셀 안에서 공존할 수 있다.
뉴머로러지(numerology)는 주파수 영역에서 하나의 subcarrier spacing에 대응한다. Reference subcarrier spacing을 정수 N으로 scaling함으로써, 상이한 numerology가 정의될 수 있다.
용어 정의
eLTE eNB: eLTE eNB는 EPC 및 NGC에 대한 연결을 지원하는 eNB의 진화(evolution)이다.
gNB: NGC와의 연결뿐만 아니라 NR을 지원하는 노드.
새로운 RAN: NR 또는 E-UTRA를 지원하거나 NGC와 상호 작용하는 무선 액세스 네트워크.
네트워크 슬라이스(network slice): 네트워크 슬라이스는 종단 간 범위와 함께 특정 요구 사항을 요구하는 특정 시장 시나리오에 대해 최적화된 솔루션을 제공하도록 operator에 의해 정의된 네트워크.
네트워크 기능(network function): 네트워크 기능은 잘 정의된 외부 인터페이스와 잘 정의된 기능적 동작을 가진 네트워크 인프라 내에서의 논리적 노드.
NG-C: 새로운 RAN과 NGC 사이의 NG2 레퍼런스 포인트(reference point)에 사용되는 제어 평면 인터페이스.
NG-U: 새로운 RAN과 NGC 사이의 NG3 레퍼런스 포인트(reference point)에 사용되는 사용자 평면 인터페이스.
비 독립형(Non-standalone) NR: gNB가 LTE eNB를 EPC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 요구하거나 또는 eLTE eNB를 NGC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 요구하는 배치 구성.
비 독립형 E-UTRA: eLTE eNB가 NGC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 gNB를 요구하는 배치 구성.
사용자 평면 게이트웨이: NG-U 인터페이스의 종단점.
시스템 일반
도 1은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NR의 전체적인 시스템 구조의 일례를 나타낸다.
도 1을 참조하면, NG-RAN은 NG-RA 사용자 평면(새로운 AS sublayer/PDCP/RLC/MAC/PHY) 및 UE(User Equipment)에 대한 제어 평면(RRC) 프로토콜 종단을 제공하는 gNB들로 구성된다.
상기 gNB는 X n 인터페이스를 통해 상호 연결된다.
상기 gNB는 또한, NG 인터페이스를 통해 NGC로 연결된다.
보다 구체적으로는, 상기 gNB는 N2 인터페이스를 통해 AMF(Access and Mobility Management Function)로, N3 인터페이스를 통해 UPF(User Plane Function)로 연결된다.
NR(New Rat) 뉴머롤로지(Numerology) 및 프레임(frame) 구조
NR 시스템에서는 다수의 뉴머롤로지(numerology)들이 지원될 수 있다. 여기에서, 뉴머롤로지는 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)과 CP(Cyclic Prefix) 오버헤드에 의해 정의될 수 있다. 이 때, 다수의 서브캐리어 간격은 기본 서브캐리어 간격을 정수 N(또는,
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000001
)으로 스케일링(scaling) 함으로써 유도될 수 있다. 또한, 매우 높은 반송파 주파수에서 매우 낮은 서브캐리어 간격을 이용하지 않는다고 가정될지라도, 이용되는 뉴머롤로지는 주파수 대역과 독립적으로 선택될 수 있다.
또한, NR 시스템에서는 다수의 뉴머롤로지에 따른 다양한 프레임 구조들이 지원될 수 있다.
이하, NR 시스템에서 고려될 수 있는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 뉴머롤로지 및 프레임 구조를 살펴본다.
NR 시스템에서 지원되는 다수의 OFDM 뉴머롤로지들은 표 1과 같이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000002
NR은 다양한 5G 서비스들을 지원하기 위한 다수의 numerology(또는 subcarrier spacing(SCS))를 지원한다. 예를 들어, SCS가 15kHz인 경우, 전통적인 셀룰러 밴드들에서의 넓은 영역(wide area)를 지원하며, SCS가 30kHz/60kHz인 경우, 밀집한-도시(dense-urban), 더 낮은 지연(lower latency) 및 더 넓은 캐리어 대역폭(wider carrier bandwidth)를 지원하며, SCS가 60kHz 또는 그보다 높은 경우, 위상 잡음(phase noise)를 극복하기 위해 24.25GHz보다 큰 대역폭을 지원한다.
NR 주파수 밴드(frequency band)는 2가지 type(FR1, FR2)의 주파수 범위(frequency range)로 정의된다. FR1은 sub 6GHz range이며, FR2는 above 6GHz range로 밀리미터 웨이브(millimiter wave, mmW)를 의미할 수 있다.
아래 표 2는 NR frequency band의 정의를 나타낸다.
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000003
NR 시스템에서의 프레임 구조(frame structure)와 관련하여, 시간 영역의 다양한 필드의 크기는
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000004
의 시간 단위의 배수로 표현된다. 여기에서,
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000005
이고,
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000006
이다. 하향링크(downlink) 및 상향크(uplink) 전송은
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000007
의 구간을 가지는 무선 프레임(radio frame)으로 구성된다. 여기에서, 무선 프레임은 각각
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000008
의 구간을 가지는 10 개의 서브프레임(subframe)들로 구성된다. 이 경우, 상향링크에 대한 한 세트의 프레임들 및 하향링크에 대한 한 세트의 프레임들이 존재할 수 있다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 프레임과 하향링크 프레임 간의 관계를 나타낸다.
도 2에 나타난 것과 같이, 단말(User Equipment, UE)로 부터의 상향링크 프레임 번호 i의 전송은 해당 단말에서의 해당 하향링크 프레임의 시작보다
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000009
이전에 시작해야 한다.
뉴머롤로지
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000010
에 대하여, 슬롯(slot)들은 서브프레임 내에서
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000011
의 증가하는 순서로 번호가 매겨지고, 무선 프레임 내에서
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000012
의 증가하는 순서로 번호가 매겨진다. 하나의 슬롯은
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000013
의 연속하는 OFDM 심볼들로 구성되고,
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000014
는, 이용되는 뉴머롤로지 및 슬롯 설정(slot configuration)에 따라 결정된다. 서브프레임에서 슬롯
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000015
의 시작은 동일 서브프레임에서 OFDM 심볼
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000016
의 시작과 시간적으로 정렬된다.
모든 단말이 동시에 송신 및 수신을 할 수 있는 것은 아니며, 이는 하향링크 슬롯(downlink slot) 또는 상향링크 슬롯(uplink slot)의 모든 OFDM 심볼들이 이용될 수는 없다는 것을 의미한다.
표 3은 일반(normal) CP에서 슬롯 별 OFDM 심볼의 개수(
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000017
), 무선 프레임 별 슬롯의 개수(
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000018
), 서브프레임 별 슬롯의 개수(
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000019
)를 나타내며, 표 3은 확장(extended) CP에서 슬롯 별 OFDM 심볼의 개수, 무선 프레임 별 슬롯의 개수, 서브프레임 별 슬롯의 개수를 나타낸다.
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000020
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000021
도 3은 NR 시스템에서의 프레임 구조의 일례를 나타낸다. 도 3은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
표 4의 경우, μ=2인 경우, 즉 서브캐리어 간격(subcarrier spacing, SCS)이 60kHz인 경우의 일례로서, 표 3을 참고하면 1 서브프레임(또는 프레임)은 4개의 슬롯들을 포함할 수 있으며, 도 3에 도시된 1 서브프레임={1,2,4} 슬롯들은 일례로서, 1 서브프레임에 포함될 수 있는 스롯(들)의 개수는 표 2와 같이 정의될 수 있다.
또한, 미니-슬롯(mini-slot)은 2, 4 또는 7 심볼(symbol)들로 구성될 수도 있고, 더 많거나 또는 더 적은 심볼들로 구성될 수도 있다.
NR 시스템에서의 물리 자원(physical resource)과 관련하여, 안테나 포트(antenna port), 자원 그리드(resource grid), 자원 요소(resource element), 자원 블록(resource block), 캐리어 파트(carrier part) 등이 고려될 수 있다.
이하, NR 시스템에서 고려될 수 있는 상기 물리 자원들에 대해 구체적으로 살펴본다.
먼저, 안테나 포트와 관련하여, 안테나 포트는 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널이 동일한 안테나 포트 상의 다른 심볼이 운반되는 채널로부터 추론될 수 있도록 정의된다. 하나의 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널의 광범위 특성(large-scale property)이 다른 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널로부터 유추될 수 있는 경우, 2 개의 안테나 포트는 QC/QCL(quasi co-located 혹은 quasi co-location) 관계에 있다고 할 수 있다. 여기에서, 상기 광범위 특성은 지연 확산(Delay spread), 도플러 확산(Doppler spread), 주파수 쉬프트(Frequency shift), 평균 수신 파워(Average received power), 수신 타이밍(Received Timing) 중 하나 이상을 포함한다.
도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 지원하는 자원 그리드(resource grid)의 일례를 나타낸다.
도 4를 참고하면, 자원 그리드가 주파수 영역 상으로
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000022
서브캐리어들로 구성되고, 하나의 서브프레임이
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000023
OFDM 심볼들로 구성되는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
NR 시스템에서, 전송되는 신호(transmitted signal)는
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000024
서브캐리어들로 구성되는 하나 또는 그 이상의 자원 그리드들 및
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000025
의 OFDM 심볼들에 의해 설명된다. 여기에서,
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000026
이다. 상기
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000027
는 최대 전송 대역폭을 나타내고, 이는, 뉴머롤로지들뿐만 아니라 상향링크와 하향링크 간에도 달라질 수 있다.
이 경우, 도 5와 같이, 뉴머롤로지
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000028
및 안테나 포트 p 별로 하나의 자원 그리드가 설정될 수 있다.
도 5는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 안테나 포트 및 뉴머롤로지 별 자원 그리드의 예들을 나타낸다.
뉴머롤로지
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000029
및 안테나 포트 p에 대한 자원 그리드의 각 요소는 자원 요소(resource element)로 지칭되며, 인덱스 쌍
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000030
에 의해 고유적으로 식별된다. 여기에서,
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000031
는 주파수 영역 상의 인덱스이고,
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000032
는 서브프레임 내에서 심볼의 위치를 지칭한다. 슬롯에서 자원 요소를 지칭할 때에는, 인덱스 쌍
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000033
이 이용된다. 여기에서,
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000034
이다.
뉴머롤로지
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000035
및 안테나 포트 p에 대한 자원 요소
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000036
는 복소 값(complex value)
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000037
에 해당한다. 혼동(confusion)될 위험이 없는 경우 혹은 특정 안테나 포트 또는 뉴머롤로지가 특정되지 않은 경우에는, 인덱스들 p 및
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000038
는 드롭(drop)될 수 있으며, 그 결과 복소 값은
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000039
또는
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000040
이 될 수 있다.
또한, 물리 자원 블록(physical resource block)은 주파수 영역 상의
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000041
연속적인 서브캐리어들로 정의된다.
Point A는 자원 블록 그리드의 공통 참조 지점(common reference point)으로서 역할을 하며 다음과 같이 획득될 수 있다.
- PCell 다운링크에 대한 offsetToPointA는 초기 셀 선택을 위해 UE에 의해 사용된 SS/PBCH 블록과 겹치는 가장 낮은 자원 블록의 가장 낮은 서브 캐리어와 point A 간의 주파수 오프셋을 나타내며, FR1에 대해 15kHz 서브캐리어 간격 및 FR2에 대해 60kHz 서브캐리어 간격을 가정한 리소스 블록 단위(unit)들로 표현되고;
- absoluteFrequencyPointA는 ARFCN(absolute radio-frequency channel number)에서와 같이 표현된 point A의 주파수-위치를 나타낸다.
공통 자원 블록(common resource block)들은 서브캐리어 간격 설정
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000042
에 대한 주파수 영역에서 0부터 위쪽으로 넘버링(numbering)된다.
서브캐리어 간격 설정
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000043
에 대한 공통 자원 블록 0의 subcarrier 0의 중심은 'point A'와 일치한다. 주파수 영역에서 공통 자원 블록 번호(number)
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000044
와 서브캐리어 간격 설정
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000045
에 대한 자원 요소(k,l)은 아래 수학식 1과 같이 주어질 수 있다.
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000046
여기에서,
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000047
는
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000048
이 point A를 중심으로 하는 subcarrier에 해당하도록 point A에 상대적으로 정의될 수 있다. 물리 자원 블록들은 대역폭 파트(bandwidth part, BWP) 내에서 0부터
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000049
까지 번호가 매겨지고,
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000050
는 BWP의 번호이다. BWP i에서 물리 자원 블록
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000051
와 공통 자원 블록
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000052
간의 관계는 아래 수학식 2에 의해 주어질 수 있다.
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000053
여기에서,
Figure PCTKR2019014769-appb-img-000054
는 BWP가 공통 자원 블록 0에 상대적으로 시작하는 공통 자원 블록일 수 있다.
물리 채널 및 일반적인 신호 전송
도 6은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 일반적인 신호 전송을 예시한다. 무선 통신 시스템에서 단말은 기지국으로부터 하향링크(Downlink, DL)를 통해 정보를 수신하고, 단말은 기지국으로 상향링크(Uplink, UL)를 통해 정보를 전송한다. 기지국과 단말이 송수신하는 정보는 데이터 및 다양한 제어 정보를 포함하고, 이들이 송수신 하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S601). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 신호(Primary Synchronization Signal, PSS) 및 부 동기 신호(Secondary Synchronization Signal, SSS)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel, PBCH)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(S602).
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(S603 내지 S606). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 송신하고(S603 및 S605), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지((RAR(Random Access Response) message)를 수신할 수 있다. 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다(S606).
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 송신 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S607) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 송신(S608)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 수신할 수 있다. 여기서, DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르게 적용될 수 있다.
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 포함할 수 있다. 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 송신할 수 있다.
동기화 신호 블록(Synchronization Signal Bloack: SSB)
도 7은 SSB 구조를 예시한다. 단말은 SSB에 기반하여 셀 탐색(search), 시스템 정보 획득, 초기 접속을 위한 빔 정렬, DL 측정 등을 수행할 수 있다. SSB는 SS/PBCH(Synchronization Signal/Physical Broadcast channel) 블록과 혼용된다.
도 7를 참조하면, SSB는 PSS, SSS와 PBCH로 구성된다. SSB는 4개의 연속된 OFDM 심볼에 구성되며, OFDM 심볼 별로 PSS, PBCH, SSS/PBCH 및 PBCH가 전송된다. PSS와 SSS는 각각 1개의 OFDM 심볼과 127개의 부반송파로 구성되고, PBCH는 3개의 OFDM 심볼과 576개의 부반송파로 구성된다.
PBCH에는 폴라 코딩 및 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)이 적용된다. PBCH는 OFDM 심볼마다 데이터 RE와 DMRS(Demodulation Reference Signal) RE로 구성된다. RB 별로 3개의 DMRS RE가 존재하며, DMRS RE 사이에는 3개의 데이터 RE가 존재한다.
통합된 액세스 및 백홀 링크(Integrated Access and backhaul (IAB) links)
IAB 일반
NR 시스템에서 massive MIMO, 멀티 빔 시스템 및/또는 가용 주파수 대역폭(예 : mmWave 스펙트럼)의 확대 등에 따라 무선 backhaul 및 relay links를 지원하는 방법(e.g. Integrated Access And Backhaul links, IAB links)이 고려되고 있다. 이를 통해 NR 셀을 유연하고 매우 조밀하게 배치 할 수 있다. 또한, Integrated Access and backhaul(IAB) links는 무선 backhaul의 효율적인 운영 및 UE에 대한 통합적인 access를 제공할 수 있고, NR cell들을 조밀하게 배치할 수 있어 small cell, 실내 환경, mobile relay(예: 버스, 기차) 등에 이용될 수 있다. 또한, mmWave access의 짧은 범위로 인해, 다수의 hops으로 무선 backhauling을 확장할 필요가 있으며, Multi-hop backhauling을 통해 backhaul path가 인프라에 따라 적응적으로 변화해야 하는 밀집된 도시 환경에서 self-backhauling을 사용할 때 flexibility를 향상시킬 수 있다.
도 8은 IAB의 예시를 나타낸다. 도 8은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하지는 않는다. 여기서, IAB-node(relay node)는 시간, 주파수 및 / 또는 공간 (예: 빔 기반 동작)에서 access 및 backhaul links를 다중화 할 수 있다.
IAB 관련 용어 정의
IAB와 관련된 용어들은 다음과 같이 정의될 수 있다.
- IAB: Integrated Access and Backhaul
- BH: Backhaul
- IAB-node: UEs에 대한 무선 access links, parent nodes와 child nodes에 대한 무선 backhaul links를 지원하는 RAN node
- IAB-donor: 네트워크 측면에서 NR backhauling의 종단 노드(Terminating node)로서, UE에게 코어 네트워크 access를 위한 인터페이스를 제공하고, IAB-node에 무선 backhaul links를 제공하는 RAN node
- Parent node: IAB-node-MT(Mobile Termination)의 다음 hop 이웃 노드, Parent node는 IAB-node 또는 IAB-donor-DU일 수 있다.
- Child node: IAB-node-DU(Distributed Unit)의 다음 hop 이웃 노드, Child node는 또한 IAB-node에 해당한다.
- Upstream: IAB-topology의 parent node 방향
- Downstream: IAB-topology의 child node 또는 UE 방향
- Access link: access UE와 IAB-node 또는 IAB-donor 간의 링크
- Backhaul link: IAB-node와 IAB child node 또는 IAB parent node 간의 링크
- Mobile Termination(MT): MT function은 mobile equipment의 component로 정의되며, IAB에서, MT는 IAB-donor 또는 다른 IAB-node를 향한 backhaul Uu interface의 radio interface layers를 종단하는 IAB-node에 상주하는 function을 의미한다.
- gNB-CU(Central Unit): gNB의 RRC, SDAP 및 PDCP 프로토콜 또는 하나 이상의 gNB-DUs의 동작을 제어하는 en-gNB의 RRC 및 PDCP 프로토콜을 호스팅하는 logical node
- gNB-DU(Distributed Unit): gNB 또는 en-gNB의 RRC, MAC 및 PHY layers를 호스팅하는 logical node.
IAB 관련 Architecture
도 9는 IAB architecture의 예시를 나타낸다.
IAB-donor는 gNB-DU, gNB-CU-CP, gNB-CU-UP의 기능들을 포함하는 하나의 logical node에 해당할 수 있다.
IAB-node는 i) UE 및 IAB-nodes에 대한 NR access interface 종료, 및 ii) IAB-donor상의 gNB-CU에 대한 F1 프로토콜을 지원하는 gNB-DU functionality를 지원할 수 있다. 또한, IAB-node는 i) 다른 IAB-node 또는 IAB-donor의 DU와 연결, 및 ii) RRC를 통해 IAB-donor상의 gNB-CU와 연결하기 위한 NR Uu radio interface(i.e. MT functionality)를 지원할 수도 있다.
F1 interface
F1 interface는 gNB-CU와 gNB-DU간의 연결을 지원하며, 이때 gNB-CU와 gNB-DU는 다른 생산자로부터 제공된 것일 수 있다. F1 interface는 endpoints간 signaling 정보 교환 및 각 endpoint에 대한 data 전송을 지원한다. 또한, F1 interface는 control plane(CP)와 user plane(UP)로 나누어 interface를 지원할 수 있으며(e.g. F1-C, F1-U), radio network layer와 transport network layer에 대해서도 각각 interface를 지원할 수 있다. 하나의 gNB-CU(Central Unit) 및 한 세트의 gNB-DU(Distributed Unit)는 다른 logical nodes에게 gNB 또는 en-gNB로 보일 수 있고, gNB-CU는 CP 및 UP로 분리될 수 있다. 이 때, gNB-CU와 gNB-DU 간의 상호 연결은 F1 interface와 관련될 수 있다.
F1 interface는 PDU 세션의 NG-RAN 부분 및 E-UTRAN radio access bearers에 대한 radio bearers를 설정, 유지 및 릴리즈하는 절차를 지원할 수 있다. 또한, 사용자 특정 시그널링 관리를 위한 프로토콜 수준에서 각 UE의 분리, 및 UE와 gNB-CU 간의 RRC 시그널링 메시지의 전송을 지원할 수 있다.
IAB link interface
상술한 바와 같이, IAB는 IAB-node 또는 IAB-donor와 access UE 간의 access link와 IAB-node 간의 backhaul link를 포함할 수 있다. Access link 및 backhaul link는 동일 또는 다른 주파수에서 동작할 수 있다. (in-band 및 out-of-band relays)
IAB는 종래 access를 위해 정의된 functions 및 interfaces를 다시 사용할 수 있다. 일 예로, Access link에서는 NR Uu interface를 사용할 수 있고, 상술한 F1 interface는 backhaul link에 확장 적용될 수 있다. 예를들어, F1 interface를 backhaul link에 적용하는 경우, gNB-DU는 IAB-node로, gNB-CU는 IAB-donor로 해석될 수 있다.
이하에서, One-hop chain, 즉, IAB-node와 IAB-donor 간의 single hop backhauling을 기준으로 설명한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하지는 않는다. IAB는 multi-hop backhauling을 지원할 수 있으므로, 둘 이상의 IAB node가 관여하는 backhauling에도 확장 적용 가능하다.
도 10는 UE와 One-hop chain IAB의 시그널링의 일 예를 나타낸다. 도 10는 발명의 설명을 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하지는 않는다. 도 10의 각 단계의 links는 순서가 치환, 생략, 변경될 수 있다.
도 10에서 IAB-node1은 child node에 해당할 수 있으며, IAB-node2는 parent node에 해당할 수 있다. Single hop backhauling의 경우, IAB-node1은 IAB-node로, IAB-node2는 IAB-donor로 가정할 수 있다. 또한, UE와 IAB-node1간의 access link 및 IAB-node1과 IAB-node2 간의 backhaul link는 무선 링크에 해당할 수 있다. 또한, IAB-node 1 및 IAB node 2 간에는 상술한 F1 interface가 적용될 수 있다.
도 10은 IAB에 기반한 UE와 IAB node들 간의 송수신 procedure의 예시이다.
예를 들어, UE는 IAB 기반의 제1 UL 정보(예: 제어 정보, 데이터 등)를 UL access link를 통해 IAB node 1으로 전송할 수 있다(B110).
예를 들어, UE로부터 수신된 IAB 기반의 제1 UL 정보 등에 기반하여, IAB node 1은 IAB 기반의 제2 UL 정보를 UL backhaul link를 통해 IAB node 2로 전송할 수 있다(B120).
예를 들어, IAB node 1으로부터 IAB 기반의 제 2UL 정보를 수신한 IAB node 2는 IAB 기반의 제1 DL 정보(예: 제어 정보, 데이터 등)를 DL backhaul link를 통해 IAB node 1으로 전송할 수 있다(B130).
예를 들어, 상기 IAB node 2로부터 수신된 상기 IAB 기반의 제1 DL 정보 등에 기반하여, IAB node 1은 IAB 기반의 제2 DL 정보를 DL access link를 통해 UE에게 전송할 수 있다(B140).
IAB-node의 하향링크 전송(예: IAB-node로부터 child IAB-node의 DL backhaul link 전송(B130) 그리고/또는 IAB-node로부터 UE의 DL access link 전송(B140))은 해당 IAB-node 자신에 의해서 스케줄 될 수 있다. 상향링크 IAB-node 전송(예: IAB-node로부터 parent node 또는 IAB-donor의 전송(B120))은 parent IAB-node 또는 IAB-donor에 의해서 스케줄 될 수 있다.
상술한 Backhaul link와 관련된 동작의 구체적인 예시들은 다음과 같이 설명할 수 있다.
1) IAB-node initial access
SA 배치의 경우, parent IAB-node 또는 IAB-donor와 초기 연결 설정을 위하여, IAB-node의 MT에 의한 initial IAB-node discovery가 수행될 수 있다. Rel-15에서 access UEs에 대해 이용 가능한 동일한 SSBs에 기초한 셀 검색, SI 획득 및 random access를 포함하는 UE의 initial access procedure와 동일하게 initial IAB-node discovery 과정이 이루어질 수 있다.
(access UE 관점에서) NSA 배치의 경우, IAB-node MT가 NR carrier에 대한 initial access를 수행 할 때, SA 배치에서와 동일한 initial access를 따를 수 있다. IAB-node MT가 LTE carrier에서 initial access를 수행하는 경우, NR carrier의 MT는 Inter IAB-node discovery 및 measurement에 따라 parent IAB-node를 선택할 수 있다.
구체적인 예로, UE가 UL access link를 통해 RRCsetupRequest를 전송하고, IAB-node1은 IAB-node2(IAB-donor)로 UL backhaul link를 통해 Initial UL message를 전송할 수 있다. IAB-node2(IAB-donor)는 DL backhaul link를 통해 IAB-node1으로 DL message를 전송할 수 있고, 이를 수신한 IAB-node1은 UE로 RRCsetup을 DL access link를 통해 전송할 수 있다.
2) Inter IAB-node discovery and measurement
Backhaul link의 RSRP/RSRQ RRM measurement를 위하여 IAB는 SSB 및 CSI-RS 기반의 solution을 모두 지원할 수 있다. 또한, IAB-node DU가 활성화 된 후 IAB-node간 및 IAB-donor detection을 지원할 수 있다. IAB-node간 discovery 절차는 i) access UEs에 사용된 SSBs 세트를 재사용, ii) access UEs에 사용된 SSB와 직교된(TDM 및/또는 FDM)된 SSB 사용, iii) Synchronous network에서 CSI-RS를 inter IAB-node 검출에 사용하는 등의 방법들이 지원될 수 있다.
3) IAB RACH
IAB는 access RACH 자원 대비 다른 occasions을 갖는 backhaul RACH 자원, 더 긴 RACH 주기, 및 더 긴 RTT를 허용하기 위한 추가 preamble formats을 설정함으로써, 유연한 네트워크 기능을 지원할 수 있다. 또한, Rel-15 PRACH 구성을 기반으로, 네트워크는 인접한 홉에 걸친 TDM backhaul RACH 리소스를 위해 IAB-node(s)의 MT에 대한 PRACH occasions에 대한 오프셋을 구성 할 수 있다.
4) Backhaul link management
IAB-node는 Rel-15 메커니즘을 기반으로 backhaul link failure를 감지 / 복구하기 위한 메커니즘을 지원할 수 있다. 예를 들어, Beam failure recovery 및 Radio link failure 절차는 IAB에서도 지원될 수 있다.
통합된 액세스 및 백홀 환경(Integrated Access and Backhaul)
본 명세서는 통합된 액세스 및 백홀 환경(Integrated Access and Backhaul: IAB, 이하에서, IAB와 혼용한다.)에서의 인-밴드(in-band) 환경을 가정하여 내용을 기술하나, 아웃-밴드(out-band) 환경에서도 적용될 수 있다.
인-밴드 환경은 액세스 링크(Access link)에 사용되는 주파수 스펙트럼과, 백홀 링크(backhaul link)에 사용되는 주파수 스펙트럼이 동일한 환경을 의미한다. 아웃-밴드 환경은 액세스 링크에 사용되는 주파수 스펙트럼과, 백홀 링크에 사용되는 주파수 스펙트럼이 다른 환경을 의미한다.
액세스 링크는 릴레이 노드(relay node: RN, 이하에서 RN과 혼용한다.)와 단말(User Equipment: UE, 이하에서 UE와 혼용한다.)사이의 연결 또는 기지국과 단말 사이의 연결을 의미한다. 또한, 백홀 링크는 릴레이 노드와 기지국 사이의 연결 및 릴레이 노드와 릴레이 노드 사이의 연결을 의미한다.
또한, 본 명세서의 내용은 도너 gNB(donor gNB: DgNB 이하에서, DgNB와 혼용한다.), 릴레이 노드(relay node: RN), 단말(User Equipment: UE)가 half-duplex 동작을 하는 환경을 고려하여 기술되나, DgNB, 릴레이 노드, 및/또는 UE가 full-duplex 동작을 하는 환경에서도 적용될 수 있다.
본 명세서에서 A 및/또는 B의 표현은 'A 또는 B중 적어도 하나'를 의미하는 것으로 정의된다.
도 11은, 본 명세서에서 제안하는 IAB 환경의 일 예를 나타낸 도이다. 도 11을 살펴보면, 릴레이 노드1(RN1)과 릴레이 노드 2(RN2)가 존재한다. 릴레이 노드1이 릴레이 노드2는 백홀 링크로 연결되어 있다. 릴레이 노드 1은 릴레이 노드2에게 송수신되는 데이터를 릴레잉(relaying)해준다. 이와 같은 경우, 이하에서 설명의 편의를 위해, 릴레이 노드1을 릴레이 노드2의 parent node라고 하고, 릴레이 노드2를 릴레이 노드1의 child node라고 정의한다.
본 명세서에서 언급하는 discovery 신호라 함은, IAB 노드가 전송하는 신호로, 다른 IAB 노드 또는 UE들이 자신을 발견(discover)할 수 있도록 하기 위해 전송하는 신호를 의미한다.
이러한 discovery 신호는 앞서 살펴본 NR specification의 SSB의 형태를 지니거나 CSI-RS의 형태, 또는 다른 기존 NR에 도입되어 있는 신호의 형태를 지닐 수 있다. 또는 새롭게 디자인 된 신호일 수 있다.
본 명세서의 내용은 IAB 노드가 다른 IAB 노드들을 discovery하는 내용에 대해 주로 기술하나, UE가 IAB 노드들을 discovery하는 경우에도 적용될 수 있다.
액세스 및 백홀 링크(Access and Backhaul link) 멀티플렉싱(multiplexing) 및 전송 타이밍(transmission timing)
통합된 액세스 및 백홀 환경(Intrgrated Access and Backhaul: IAB) 시스템에서 다양한 타이밍 핸들링(timing handling) 방식이 존재할 수 있다.
본 명세서는 IAB 환경에서, 특히 case#6 및 case#7의 타이밍 핸들링 방식에서 존재하는 타이밍 관련 문제점과 이를 해결하기 위한 방법들을 제시한다.
여기서, case #6은 모든 IAB 노드에서의 전송 타이밍(Tx timing)이 일치하는 타이밍 방식을 의미한다.
또한, case #7은 모든 IAB 노드들의 child 노드를 향한 백홀 링크 및 UE를 향한 액세스 링크의 전송 타이밍(Tx timing)이 DgNB의 전송 타이밍과 일치하고, 하나의 IAB 노드에서의 수신 타이밍(Rx timing)들이 일치하는 타이밍 방식을 의미한다.
이하에서, Case #7의 타이밍 핸들링 방식 및 문제점의 해결방법을 먼저 살펴보고, Case #6의 경우를 살펴본다.
case #7의 경우
case#7의 경우, 지원 타이밍 case #7은 Release 15 UE와 호환되는 경우에만 조건을 만족한다. case#6 및 case#7의 경우, IAB 노드와 DgNB (case #1)에 걸친 하향링크(Downlink: DL) 전송 타이밍 정렬을 달성하여 일정한 타이밍을 유지해야 한다.
추가적으로, 백홀 하향링크 및 액세스 상향링크(Uplink: UL) 수신 타이밍은 case #7에서 IAB 노드 내에서 정렬되며, 액세스 하향링크 및 백홀 상향링크 전송 타이밍은 case #6에서 IAB 노드 내에서 정렬된다.
도 12는 IAB 환경에서 Case #7의 타이밍 핸들링 방식의 일 예를 나타낸 도이다.
도 12에서 P,DL(1210)은 parent 노드에서 IAB 노드로의 하향링크 신호 전송 타이밍을 나타낸다. P,DL(1220)은 IAB 노드가 parent 노드로부터 수신한 하향링크 신호의 수신 타이밍을 나타낸다.
C,DL(1230)은 IAB 노드에서 child 노드로의 하향링크 신호 전송 타이밍을 나타낸다. C,DL(1250)은 child 노드가 IAB 노드로부터 수신한 하향링크 신호의 수신 타이밍을 나타낸다.
C,UL(1240)은 IAB 노드가 child 노드로부터 수신한 상향링크 신호의 수신 타이밍을 나타낸다. C,UL(1260)은 child에서 IAB 노드로의 상향링크 신호의 전송 타이밍을 나타낸다.
이하에서, L P,D는 parent 노드가 전송하는 하향링크 신호를 의미한다. L C,D 는 IAB노드가 child 노드로 전송하는 하향링크 신호를 의미하고, L C,U 는 child 노드가 IAB 노드로 전송하는 상향링크 신호를 의미하는 것으로 정의한다.
도 12를 살펴보면, IAB 노드에서의 L P,D 수신 타이밍과 L- C,U수신 타이밍은 Case #7 타이밍 핸들링 방식을 따라서 정렬된다. 즉, IAB 노드는 parent node가 IAB 노드로 전송한 하향링크 신호와 child node가 IAB 노드로 전송한 상향링크 신호를 동일한 타이밍에 수신한다. 따라서, child 노드에서의 L C,U 전송 타이밍이 적절하게 제어되어야 한다.
도 12에 나타난 것 같이, 특정한 환경에서 child 노드의 L C,U 전송 타이밍은 child 노드가 L C,D를 수신하여 다시 L C,D를 전송하는 타이밍보다 늦어진다. 이것은 child노드가 음(-)의 TA(Time Advance)를 따라 L C,U- 를 전송해야 한다는 것을 의미한다. 여기서, TA는 상향 링크 전송 타이밍을 제어하기 위해 사용되는 파라미터를 의미한다.
이와 같은 타이밍 핸들링을 지원하기 위해서, IAB노드는 업데이트 된 또는 새로은 TA 파라미터를 가질 수 있다.
한편, UE의 경우, 추가적인 TA 값이 설정되지 않는다면 UE는 음(-)의 TA 값을 설정 받을 수 없다. 추가적인 TA값의 설정 없이 타이밍 문제를 해결하기 위해, 아래에서 2가지 제안들을 살펴본다.
(제안 1) 각 UE의 TA에 오프셋(offset)을 추가하는 방법
이 방법은 각 UE의 TA에 오프셋을 추가함으로써 음(-)의 TA문제를 해결한다. 즉, UE가 전송하는 상향링크 신호가 전송되는 서브 프레임에서, 특정 개수만큼의 OFDM 심볼에서는 데이터가 전송되지 않을 수 있다. 오프셋은 K(K는 1 이상의 정수이다.)개의 OFDM 심볼 길이만큼의 지속시간을 갖는다. 여기서 K 값은 K * OFDM 심볼 지속 시간이 L P,D-의 전파 지연(propagation delay)을 초과하는 최소의 K 값으로 설정된다. 다시 말하면, K개의 OFDM 심볼은 데이터 전송에 사용되지 않는다.
Case #7이 적용된 IAB 환경에서, L P,D- 의 #0 인덱스 OFDM 심볼은 L C,U-의 #K 인덱스 OFDM 심볼과 FDM(Frequency Division Multiplexing)/SDM (Space Division Multiplexing)된다.
도 13은 본 명세서에서 제안하는 IAB 노드의 타이밍 설정 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
보다 구체적으로, 도 13은 상기 K의 값이 2인 경우를 나타내고, 이 경우 UE가 전송하는 상향링크 신호가 전송되는 서브프레임은 2개 OFDM 심볼 길이만큼의 오프셋을 포함할 수 있다. 오프셋 ODFM 심볼 구간에서는 데이터가 전송되지 않을 수 있다.
이 경우, 단말이 전송한 상향링크 신호가 전송되는 서브프레임의 #0, #1 OFDM 심볼에서는 데이터가 전송되지 않고, 상기 서브프레임의 #2 인덱스를 갖는 OFDM 심볼부터 데이터를 포함할 수 있다. 따라서, L P,D 의 #0 인덱스 OFDM 심볼은 L C,U의 #2 인덱스의 OFDM 심볼과 FDM/SDM 될 수 있다.
도 13에서와 같이 음(-)의 TA(1320) 설정이 가능하다면, UE는 L C,U-를 더 늦은 시점에 전송하여 L C,U-의 #0 인덱스 OFDM 심볼과 L P,D의 #0 인덱스 OFDM심볼이 같은 시점에 놓이도록 타이밍을 조절할 수 있다. 이 경우, L C,U-의 #0인덱스 OFDM 심볼에 전송된 데이터와 L P,D의 #0 인덱스 OFDM심볼에 전송된 데이터가 FDM/SDM 될 수 있다.
그러나, UE는 음(-)의 TA를 설정 받을 수 없으므로, 도 13의 1310과 같이, UE는 #0~#1 인덱스 OFDM 심볼 길이만큼 오프셋을 추가하고, 양(+)의 TA를 적용하여 L C,U 를 전송할 수 있다. 이러한 방식을 통하여, L C,U-의 #0 인덱스 OFDM 심볼에 전송될 데이터는 #2 인덱스 OFDM심볼에서 전송될 수 있다.
이 접근방식은 각 UL 슬롯에 K개의 OFDM 심볼을 사용하지 않기 때문에 오버헤드가 커지게 되고, 지속적인 자원 비효율(예를 들어, K가 1일 경우, 오버헤드는 약 7%)이 발생된다. 또한, 모든 UE에 대해 TA 값이 증가함에 따라 하향 링크와 상향링크의 전체적인 격차가 증가할 수 있다. 이에 더하여, 백홀 하향링크와 액세스 상향링크 간에 서로 다른 OFDM 심볼이 매핑될 경우, FDM/SDM 측면에서 문제가 없는지 판단될 필요가 있다.
(제안 2) OFDM 심볼의 CP(Cyclic prefix) 길이를 조절하는 방법
이 방법은 Case #7을 지원하기 위하여, CP길이가 고려된다. 예를 들어, 매 0.5msec 마다 길이가 긴 OFDM심볼이 존재할 수 있다. 길이가 긴 OFDM 심볼은 15kHz의 서브캐리어 스페이싱(Subcarrier spacing)에서 7개 심볼마다 매 첫 번째 심볼에 위치할 수 있으며, 30kHz, 60kHz, 120kHz 서브캐리어 스페이싱에서는 각각 14, 28, 56개의 심볼 중 첫 번째 심볼에 위치할 수 있다.
위 제안 1의 방법의 'K=2'인 경우와 비교하면, 제안 2에서 서브캐리어 스페이싱이 15kHz 일 때, 8번째 상향링크 OFDM 심볼은 6번 째 하향링크 OFDM심볼과 일치할 수 있다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 IAB 노드의 타이밍 설정 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
보다 구체적으로, 도 14는 서브캐리어 스페이싱이 15kHZ일 때, 매 0.5 msec마다 길이가 긴 OFDM을 위치시키는 방법의 일 예를 나타낸다. 도 14에서, #0 인덱스의 OFDM심볼 및 #8 OFDM심볼은 길이가 긴 심볼이다. UE가 길이가 긴 OFDM 심볼을 사용하여 L C,U(1402)를 전송함으로써, IAB 노드의 parent 노드가 IAB 노드로 전송한 L P,D(1401)의 #6 OFDM 심볼과 UE가 IAB 노드로 전송한 L C,U(1402)의 #8 OFDM 심볼의 IAB 노드에서 동일한 타이밍이 수신되는 것을 알 수 있다.
이 경우 두 하향링크 심볼과 상향링크 심볼이 정렬되지 않고 효과적인 SDM/FDM이 달성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 15kHz 서브캐리어 스페이싱에서, 하향링크과 상향링크 사이 16 Ts(Ts=　1/(15000x2048) sec) 만큼의 오류가 있을 수 있다. 이를 피하기 위해 적어도 15kHz 서브캐리어 스페이싱에서는 액세스/백홀 링크 사이의 SDM/FDM이 지원되지 않는다. 즉, 액세스/백홀 링크를 통하여 전송되는 데이터에는 SDM/FDM이 적용되지 않는다. 다른 뉴머롤로지에 대해서는 액세스 및 백홀 간 SDM/FDM 사이에서 심볼 정렬을 앞서 살펴본 TA 접근법과 함께 신중하게 고려할 필요가 있다.
또한, 하향링크와 상향링크 사이의 OFDM 심볼 #0과 OFDM 심볼 #2(경우 K =2 )를 TA를 조정하여 정렬하고, 하향링크와 상향링크의 CP 길이를 다르게 한다. 그러므로 네트워크는 그러한 경우에 더 짧은 CP를 가정할 수 있는 DL과 UL 사이에 다른 CP를 인식할 필요가 있다.
Case #6의 경우
도 15는 IAB 환경에서 Case #6의 타이밍 핸들링 방식의 일 예를 나타낸 도이다.
도 15에서 P,DL(1510)은 parent 노드에서 IAB 노드로의 하향링크 신호 전송 타이밍을 나타낸다. P,UL(1520)은 IAB 노드에서 parent 노드로의 상향링크 신호 전송 타이밍을 나타낸다.
C,DL(1530)은 IAB 노드에서 child 노드로의 하향링크 신호 전송 타이밍을 나타낸다. C1,UL(1540)은 IAB 노드가 child 노드 1로부터 수신한 상향링크 신호 수신 타이밍을 나타낸다. C2,UL(1550)은 IAB 노드가 child 노드 2로부터 수신한 상향링크 신호 수신 타이밍을 나타낸다.
C1,UL(1560)은 child 노드 1에서 IAB 노드로의 상향링크 신호 전송 타이밍을 나타낸다. C1,UL(1570)은 child 노드 2에서 IAB 노드로의 상향링크 신호 전송 타이밍을 나타낸다.
이하에서, L P,U는 IAB 노드가 parent 노드로 전송하는 상향링크 신호를 의미한다. L C,D 는 IAB 노드가 child 노드로 전송하는 하향링크 신호를 의미하고, L C,U 는 child 노드가 IAB 노드로 전송하는 상향링크 신호를 의미하는 것으로 정의한다.
도 15를 보면 L P,U , L C,D 및 L C,U 의 전송 타이밍은 Case #6에 따라 정렬되어 있다. IAB 노드의 관점에서, 모든 전송 신호의 전송은 동일한 시점에 시작되어야 한다.
Child 노드의 L C,D 수신 타이밍은 Child 노드에 의해서 제어될 수 없지만, 하향링크 신호는 child 노드 스스로 하향링크 신호를 처리하기 때문에 타이밍과 관련된 문제는 발생하지 않는다.
반면, IAB 노드의 상향링크신호 수신 타이밍은 IAB 노드에 의해서 제어될 수 없다. 따라서 상향링크 신호는 시간 영역에서 다중화(Multiplexed) 될 수 없다.
즉, case #6에서는 다수의 child 노드들의 상향링크 전송을 TDM 할 수 없다. 보다 구체적으로, IAB 노드가 다수의 child 노드로부터 수신한 신호들의 수신 타이밍이 일치하지 않으므로 시간 영역을 분할하여 사용할 수 없게 된다.
SDD(Space Division Duplex)/FDD(Frequency Division Duplex)가 사용된다면, IAB 노드가 child 노드들로부터 수신한 상향링크 신호들의 수신 타이밍을 제어할 수 없다고 하더라도 상향링크를 다중화 하는 데에 문제가 되지 않는다.
이 방법에서는, 각 child 노드는 상향링크의 다중화를 위해 공간(space)/주파수(frequency) 자원을 항상 점유하게 되므로, 자원사용의 유연성이 감소된다.
또한, 전송 타이밍이 항상 정렬되어 있기 때문에, 통신 환경에 의하여 전송 타이밍이 바뀌게 되면 모든 child 노드들의 전송타이밍이 영향을 받는다.
앞서 case #6 및 case #7의 타이밍 핸들링 방법에 대해서 살펴보았다. 이하에서, SDM/FDM에 대해 액세스 링크에 미치는 영향을 최소화하기 위해 case #6 및 case #7을 수정하는 방법을 추가적으로 제안한다.
Case #6 및 Case #7을 개선한 방법
이 방법은 단말과 릴레이 노드간의 연결 또는 단말과 기지국간의 연결인 액세스 링크에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 방법이다. 앞서 살펴본 case #6 및 case #7의 타이밍 핸들링 방법이 수정된 형태일 수 있다.
일 예로, case #7의 경우에서, 백홀 하향링크 및 child 노드의 백홀 상향링크에만 SDM/FDM이 적용될 수 있다. 즉, 백홀 하향링크를 통해서 전송되는 데이터 및 child 노드의 백홀 상향링크에서 전송되는 데이터에만 SDM/FDM이 적용될 수 있다.
또한, Case #6의 경우에서, 백홀 상향링크 및 child 노드로의 백홀 하향링크에만 SDM/FDM이 적용될 수 있다. 즉, 백홀 상향링크를 통해서 전송되는 데이터 및 백홀 하향링크를 통해서 전송되는 데이터에만 SDM/FDM이 적용될 수 있다. 즉, 단말과 IAB 노드 사이의 액세스 링크를 통해서 전송되는 데이터에는 SDM/FDM이 적용되지 않을 수 있다.
case #7의 경우에서, IAB 노드에서는 음(-)의 TA를 지원할 수 있으므로, 상/하향 백홀 링크 간에만 SDM/FDM을 적용함으로써, 심볼 정렬의 오차로 인한 비효율적인 SDM/FDM 등의 문제가 발생하지 않는다.
통합된 액세스 및 백홀 노드에서의 DL/UL 할당(DL/UL assignment for IAB nodes)
IAB 노드는 MT(Mobile Termination) 및 DU(Distributed Unit) 로 구성된다. MT는 DgNB 또는 다른 IAB 노드를 향한 백홀 Uu 인터페이스의 무선 인터페이스 계층을 종료한다.
MT의 관점에서, 하향링크, 상향링크, 플렉서블(flexible) 3가지 종류의 자원이 지시될 수 있다. DU의 관점에서, child 링크는 7가지 종류의 시간 자원을 가진다. 7가지 종류의 자원으로는 'hard 하향링크', 'soft 하향링크', 'hard 플렉서블', 'soft 플렉서블', 'hard 상향링크', 'soft 상향링크' 및 '사용할 수 없는 자원(not-available resource)'이 있다.
IAB 노드는 MT와 DU로 구성되어 있으므로, MT로서 자원 종류를 지시 받을 수 있고, DU로서도 자원 종류를 지시 받을 수 있다.
'soft 자원'은 DU child 링크를 위한 사용여부가 parent 노드에 의해서 제어되는 자원을 의미한다. '사용할 수 없는 자원'은 DU child 링크를 위해서 사용되지 않는 자원을 의미한다. '사용할 수 없는 자원'의 역할은 명확하므로, IAB 노드는 DU의 '사용할 수 없는 자원'에서는 MT로 동작한다.
'soft 자원'은 DU에 대한 자원이지만 parent 노드의 결정에 의하여 사용된다. 따라서 MT 자원이 DU의 'soft 자원'과 동일한 자원에 할당될 경우, 어떻게 처리 되는지 명확히 해야 한다. 또한, IAB 노드는 CORESET(Control Resource SET), CSI-RS(Channel State Information-Reference Signal), grant-free 자원 또는 RACH(Random Access Channel) 자원들과 같은 RRC 자원을 구성한다. 따라서 MT, DU, RRC 자원들 간의 관계를 명확히 할 필요가 있다.
보다 구체적으로, MT 자원이 '플렉서블'로 남아있고, DU자원도 같은 자원을 지시 받은 경우, IAB 노드는 적어도 'hard 자원' 에서 만큼은 DU 동작을 위해 자원을 사용할 수 있다. 또한 DU의 '사용할 수 없는 자원'을 지시 받은 경우, IAB 노드는 MT 동작만을 수행할 필요가 있다.
더욱이, 정확한 자원 유형이 MT 또는 DU에 할당되는 경우 IAB 노드는 donor 노드가 MT와 DU 사이에 상충되는 자원 유형을 할당하지 않는다고 가정하고 이 자원 할당을 따를 필요가 있다.
상충되는 자원 할당은 MT의 하향링크 또는 상향링크 자원 영역에서 DU의 하향링크 또는 상향링크를 자원 영역이 donor 노드에 의하여 구성된다는 것을 의미한다.
RRC 자원 설정을 위한 하향링크 또는 상향링크로서 MT자원이 정확하게 지시된다면, IAB 노드는 어떤 동작을 할 것인지 결정할 필요가 없다. MT 하향링크나 상향링크가 할당되고, 활성화되지 않은 DU 'soft 자원'이 할당되는 지역에서는 IAB 노드가 MT 자원 할당을 따를 수 있다. 이는 IAB 노드는 남아 있는 소프트 자원을 이용할 수 없기 때문이다. 여기서 남아 있는 자원은 '사용할 수 없는 자원'이라고 할 수 있다.
MT '플렉서블' 및 DU 'soft' 영역에 RRC자원 설정이 있는 경우, 아래의 방법이 고려될 수 있다.
RRC 자원 설정은 MT '플렉서블 자원'에서 DU 'soft 자원'보다 우선순위가 높을 수 있다. 또는, IAB 노드는 DU의 'soft 자원'을 이용할 수 없는 자원으로 간주하고 MT의 RRC 자원 설정을 따른다.
앞서 살펴본 것과 같이, 'soft 자원'은 parent 노드에 의해서 제어된다. 이러한 제어를 위해서, 'soft 자원'을 위한 활성화 신호(activation signaling)가 논의될 필요가 있다. 'soft 자원'은 데이터 로드(load) 및 parent 링크의 판단에 기초하여 활성화 된다. 따라서 활성화 신호는 MAC CE(MAC Control Element) 또는 동적(dynamic) 신호와 같은 빠른 신호를 통하여 전송된다.
이 경우, parent 노드가 RRC 신호를 전송하기 위해 CU를 통과해야 하므로 RRC는 적절하지 않을 수 있다. child 노드와 UE는 IAB 노드와 동적으로 연결되며, DU를 위한 자원도 동적으로 확보되어야 한다.
소프트 자원이 반-정적으로 활성화된 경우, donor 노드로부터의 자원 할당과 큰 차이가 없고, 데이터 로드의 상황이 즉시 반영될 수 없다. 이러한 관점에서, 다음과 같이 소프트 자원 활성화 신호로서 아래의 두 가지 방법이 있다.
(Option 1) 각각의 'soft 자원'에 개별 활성화 신호 전송
단일한 'soft 자원'은 같은 종류의 연속적인 'soft 심볼'로 정의될 수 있다.
(Option 2) 특정한 지속 시간 동안 'soft 자원'을 위한 활성화 신호 전송.
지속 시간은 D/U 할당의 n개의 주기로 정의될 수 있다.
parent 노드가 모든 소프트 자원을 하나씩 활성화하면 'soft 자원' 양에 따라 막대한 오버헤드가 발생할 수 있다. 따라서 특정한 시간 동안 'soft 자원'을 활성화하는 방법이 적절할 수 있다.
다중 경로 동작(Multi-path operation)
통합 액세스 백홀(IAB) 노드는 하나 또는 그 이상의 Parent 노드와 연결될 수 있다. 따라서 하나의 IAB 노드는 Donor gNB(DgNB)에 도달하는 경로가 다수 일 수 있다.
도 16은 본 발명에서 제안하는 다중 경로 동작이 가능한 IAB환경의 일 예를 나타낸 도이다.
도 16을 살펴보면, 릴레이 노드(RN(d))는 두 개의 parent 노드(즉, RN(b) 및 RN(c))와 연결되어 있다. 따라서 RN(d)는 RN(d)로부터 DgNB로 연결되는 두 개의 경로를 갖는다.
RN(d)는 두 개의 parent 노드에 연결되어 있지만, RN(b)및 RN(c)와 동시에 통신할 수 없다. 그 이유는, RN(d)-RN(b) 사이의 백홀 링크와 RN(d)-RN(c) 백홀 링크 사이에 송수신(Tx/Rx) 타이밍 간격(timing gap)이 존재하기 때문이다. 만약 RN(d)의 RN(b)로부터의 하향링크 신호 수신 타이밍과 RN(d)의 RN(c)로부터의 하향링크 신호 수신타이밍의 간격이 충분히 작지 않다면, 두 개의 parent 노드(즉, RN(b) 및 RN(c))로부터 성공적으로 데이터를 수신하는 것은 어려울 것이다. 또한, RN(b) 및 RN(c)로 상향링크 신호를 보내는 경우에도 같은 문제가 생긴다.
L P- 및 L C사이의 TDM(Time Division Multiplexing) 패턴은 두 개의 parent 노드에 다르게 설정될 수 있다. 여기서 L P는 parent 노드의 송수신 신호의 타이밍을 나타내고, L C는 child 노드의 송수신 신호의 타이밍을 나타낸다.
L P 및 L C사이의 TDM(Time Division Multiplexing) 패턴의 일 예로,
짝수 홉(even hop) 노드의 경우 Child 노드와의 백홀 링크는 짝수 슬롯(even slot)에서 활성화 되고, 홀수 홉(odd hop) 노드의 경우 Child 노드와의 백홀 링크는 홀수 슬롯(odd slot)에서 활성화 되는 방식이 있을 수 있다.
여기서, 짝수 홉 노드는 RN(d)로부터 DgNB로 연결되는 경로상에 존재하는 릴레이 노드의 개수가 짝수 개인 경우(예를 들어 2, 4, 6 개 등)를 의미하고, 홀수 홉 노드는 RN(d)로부터 DgNB로 연결되는 경로상에 존재하는 릴레이 노드가 홀수 개인 경우(예를 들어 1, 3, 5, 7 개 등)을 의미한다.
보다 구체적으로, 도 16을 살펴보면, RN(c) 및 RN(a)의 경우, RN(d)로부터 RN(c)-RN(a)를 거쳐서 DgNB로 연결되는 경로상에 존재하는 릴레이 노드가 2개이므로, RN(c) 및 RN(a)는 짝수-홉 노드이다.
또한, RN(b)의 경우, RN(d)로부터 RN(b)를 거쳐서 DgNB로 연결되는 경로상에 존재하는 릴레이 노드가 1개이므로, RN(b)는 홀수-홉 노드이다.
RN(a) 및 RN(c)는 짝수 홉 노드이기 때문에, RN (a) 및 RN(c)사이에 연결된 백홀링크 및 RN(c) 및 RN(d)사이에 연결된 백홀 링크는 짝수 번째 슬롯에서 활성화 된다.
반면, Rn(b)는 홀수 홉 노드이기 때문에, RN(b)와 RN(d)사이에 연결된 백홀 링크는 홀수 번째 슬롯에서 활성화 된다. 따라서 RN(d)는 RN(b) 및 RN(c)와 동시에 일정 시간 간격 동안 통신할 수 없다.
위에서 살펴본 것과 같이, 하나의 child 노드는 다른 parent 노드와 다른 시점에서 일정 시간 간격 동안 통신하는 방법이 지원될 필요가 있다. 즉, parent 노드 별로 child 노드와 연결된 백홀 링크의 사용 가능한 지속시간이 각각 서로 다른 시점에서 설정되는 것이 고려될 수 있다.
도 17는 앞서 살펴본 본 발명에서의 IAB 노드 동작의 일 예를 나타낸 도이다.
즉, 도 17는 무선 통신 시스템의 통합된 액세스 및 백홀 환경(Integrated Access and Backhaul: IAB)에서 IAB 노드들의 타이밍(timing) 문제를 해결하기 위한 통신 방법을 수행하기 위한 제1 IAB 노드의 동작을 나타낸다.
먼저, 상기 제 1 IAB 노드는, 상기 제 1 IAB 노드의 상위 노드(parent node)와 데이터 송수신을 위한 제 1 백홀 링크(Backhaul link)를 형성한다(S1710).
다음, 상기 제 1 IAB 노드는, 상기 제 1 IAB 노드의 하위 노드(child node)와 데이터 송수신을 위한 제 2 백홀 링크를 형성한다(S1720).
그리고 상기 제 1 IAB 노드는 단말과 데이터 송수신을 하기 위한 접속 링크(Access link)를 형성한다(S1730).
여기서, 상기 제 1 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 1 데이터와 상기 제 2 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 2 데이터는 공간 분할 다중화(spacial division multiplexing: SDM) 및/또는 주파수 분할 다중화(frquency division multiplexing: FDM) 방법을 통해서 다중화되며, 상기 접속 링크를 통해서 송수신 되는 제 3 데이터는 상기 제 1 데이터 또는 상기 제 2 데이터와 상기 SDM 및/또는 상기 FDM 방법을 제외한 다른 다중화 방법을 통해서 다중화 된다.
추가적으로, 상기 제 1 IAB 노드는 상기 상위 노드로부터, 상기 제 1 백홀 링크를 통하여 상기 제 1 데이터를 수신할 수 있다.
또한, 상기 제 1 IAB 노드는 상기 하위 노드로부터, 상기 제 2 백홀 링크를 통하여 상기 제 2 데이터를 수신할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 데이터 및 상기 제 2 데이터는 동일한 시점에 수신될 수 있다.
또한, 상기 제 1 IAB 노드는 상기 단말로부터, 상기 접속 링크를 통하여 상기 제 3 데이터를 포함하는 상향링크 메시지를 수신할 수 있다.
여기서, 상기 상향링크 메시지는 상기 제 1 데이터 및 상기 제 2 데이터가 수신되는 시점보다 특정 개수의 심볼만큼 먼저 수신되고, 상기 특정 개수의 심볼 이후의 심볼부터 상기 제 3 데이터가 포함될 수 있다.
그리고, 상기 특정 개수의 심볼의 시간 길이 값(length value)은 상기 상위 노드가 상기 제 1 데이터를 전송한 시점으로부터 상기 제 1 IAB 노드가 상기 제 1 데이터를 수신한 시점까지 소요된 시간인 전파 지연(Propagation delay) 값을 초과하도록 하는 값들 중 최소인 값으로 설정될 수 있다.
추가적으로, 상기 제 1 IAB 노드는 상기 상위 노드로, 상기 제 1 백홀 링크를 통하여 상기 제 1 데이터를 전송할 수 있다.
또한, 상기 제 1 IAB 노드는 상기 하위 노드로, 상기 제 2 백홀 링크를 통하여 상기 제 2 데이터를 전송할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 데이터와 상기 제 2 데이터는 동일한 시점에 전송될 수 있다.
여기서, 상기 상향링크 메시지가 전송되는 서브프레임(subframe)에 포함된 슬롯(slot)은 확장된(extented) 심볼을 포함하고, 상기 확장된 심볼은 확장되지 않은 일반 심볼에 포함된 Cyclic prefix(CP)보다 긴 길이를 갖는 확장된 CP를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 확장된 심볼은 상기 서브프레임에 포함된 상기 슬롯의 매 첫 번째 심볼에 위치할 수 있다.
또한, 상기 제 1 IAB 노드가, 상기 제 1 IAB 노드와 백홀 링크로 연결된 적어도 하나의 서로 다른 상위 노드에 기초한 복수의 경로를 통하여 Donor gNode B(DgNB)로 연결되는 경우, 상기 복수의 경로는 각각 서로 다른 시점에 활성화 될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 경로 각각은 적어도 하나 이상의 IAB 노드를 포함하고, 상기 복수의 경로 중 경로를 구성하는 IAB 노드의 개수가 짝수인 경로는 서브프레임(subframe)의 짝수 슬롯(even slot)에서 활성화 되고, 상기 복수의 경로 중 경로를 구성하는 IAB 노드의 개수가 홀수인 경로는 상기 서브프레임의 홀수 슬롯(odd slot)에서 활성화될 수 있다.
도 18는 앞서 살펴본 본 발명에서의 단말 동작의 일 예를 나타낸 도이다.
즉, 도 18은 무선 통신 시스템의 통합된 액세스 및 백홀 환경(Integrated Access and Backhaul: IAB)에서 IAB 노드들의 타이밍(timing) 문제를 해결하기 위한 통신 방법을 수행하기 위한 단말의 동작을 나타낸다.
먼저, 상기 단말은, 제 1 IAB 노드와 데이터 송수신을 하기 위한 접속 링크(Access link)를 형성한다(S1810).
다음, 상기 단말은, 상기 제 1 IAB 노드로, 상기 접속 링크를 통하여 상향링크 메시지를 전송한다.
여기서, 상기 제 1 IAB 노드는 상기 제 1 IAB 노드의 상위 노드(parent node)와 데이터 송수신을 위한 제 1 백홀 링크(Backhaul link)를 형성하고, 상기 제 1 IAB 노드는 상기 제 1 IAB 노드의 하위 노드(child node)와 데이터 송수신을 위한 제 2 백홀 링크(Backhaul link)를 형성하며, 상기 제 1 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 1 데이터와 상기 제 2 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 2 데이터는 공간 분할 다중화(spacial division multiplexing: SDM) 및/또는 주파수 분할 다중화(frquency division multiplexing: FDM) 방법을 통해서 다중화되며, 상기 접속 링크를 통해서 송수신 되는 상기 상향링크 데이터에 포함된 제 3 데이터는 상기 제 1 데이터 또는 상기 제 2 데이터와 상기 SDM 및/또는 상기 FDM 방법을 제외한 다른 다중화 방법을 통해서 다중화된다.
본 발명이 적용되는 통신 시스템 예
이로 제한되는 것은 아니지만, 본 문서에 개시된 본 발명의 다양한 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 기기들간에 무선 통신/연결(예, 5G)을 필요로 하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 예시한다. 이하의 도면/설명에서 동일한 도면 부호는 다르게 기술하지 않는 한, 동일하거나 대응되는 하드웨어 블블록, 소프트웨어 블록 또는 기능 블록을 예시할 수 있다.
도 19은 본 발명에 적용되는 통신 시스템을 예시한다.
도 19을 참조하면, 본 발명에 적용되는 통신 시스템은 무선 기기, 기지국 및 네트워크를 포함한다. 여기서, 무선 기기는 무선 접속 기술(예, 5G NR(New RAT), LTE(Long Term Evolution))을 이용하여 통신을 수행하는 기기를 의미하며, 통신/무선/5G 기기로 지칭될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(1410a), 차량(1410b-1, 1410b-2), XR(eXtended Reality) 기기(1410c), 휴대 기기(Hand-held device)(1410d), 가전(1410e), IoT(Internet of Thing) 기기(1410f), AI기기/서버(400)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 무선 통신 기능이 구비된 차량, 자율 주행 차량, 차량간 통신을 수행할 수 있는 차량 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량은 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)(예, 드론)를 포함할 수 있다. XR 기기는 AR(Augmented Reality)/VR(Virtual Reality)/MR(Mixed Reality) 기기를 포함하며, HMD(Head-Mounted Device), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 컴퓨터(예, 노트북 등) 등을 포함할 수 있다. 가전은 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함할 수 있다. IoT 기기는 센서, 스마트미터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국, 네트워크는 무선 기기로도 구현될 수 있으며, 특정 무선 기기(1410a)는 다른 무선 기기에게 기지국/네트워크 노드로 동작할 수도 있다.
무선 기기(1410a~1410f)는 기지국(1420)을 통해 네트워크(300)와 연결될 수 있다. 무선 기기(1410a~1410f)에는 AI(Artificial Intelligence) 기술이 적용될 수 있으며, 무선 기기(1410a~1410f)는 네트워크(300)를 통해 AI 서버(400)와 연결될 수 있다. 네트워크(300)는 3G 네트워크, 4G(예, LTE) 네트워크 또는 5G(예, NR) 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다. 무선 기기(1410a~1410f)는 기지국(1420)/네트워크(300)를 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국/네트워크를 통하지 않고 직접 통신(e.g. 사이드링크 통신(sidelink communication))할 수도 있다. 예를 들어, 차량들(1410b-1, 1410b-2)은 직접 통신(e.g. V2V(Vehicle to Vehicle)/V2X(Vehicle to everything) communication)을 할 수 있다. 또한, IoT 기기(예, 센서)는 다른 IoT 기기(예, 센서) 또는 다른 무선 기기(1410a~1410f)와 직접 통신을 할 수 있다.
무선 기기(1410a~1410f)/기지국(1420), 기지국(1420)/기지국(1420) 간에는 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)이 이뤄질 수 있다. 여기서, 무선 통신/연결은 상향/하향링크 통신(150a)과 사이드링크 통신(150b)(또는, D2D 통신), 기지국간 통신(150c)(e.g. relay, IAB(Integrated Access Backhaul)과 같은 다양한 무선 접속 기술(예, 5G NR)을 통해 이뤄질 수 있다. 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)을 통해 무선 기기와 기지국/무선 기기, 기지국과 기지국은 서로 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 송신/수신할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 다양한 제안들에 기반하여, 무선 신호의 송신/수신을 위한 다양한 구성정보 설정 과정, 다양한 신호 처리 과정(예, 채널 인코딩/디코딩, 변조/복조, 자원 매핑/디매핑 등), 자원 할당 과정 등 중 적어도 일부가 수행될 수 있다.
본 발명이 적용되는 무선 기기 예
도 20는 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 20를 참조하면, 제1 무선 기기(1410)와 제2 무선 기기(1420)는 다양한 무선 접속 기술(예, LTE, NR)을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, {제1 무선 기기(1410), 제2 무선 기기(1420)}은 도 19의 {무선 기기(1410x), 기지국(1420)} 및/또는 {무선 기기(1410x), 무선 기기(1410x)}에 대응할 수 있다.
제1 무선 기기(1410)는 하나 이상의 프로세서(102) 및 하나 이상의 메모리(104)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(106) 및/또는 하나 이상의 안테나(108)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(102)는 메모리(104) 및/또는 송수신기(106)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 메모리(104) 내의 정보를 처리하여 제1 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(106)을 통해 제1 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(102)는 송수신기(106)를 통해 제2 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제2 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(104)에 저장할 수 있다. 메모리(104)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 프로세서(102)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(104)는 프로세서(102)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(102)와 메모리(104)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(106)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(108)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(106)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(106)는 RF(Radio Frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
제2 무선 기기(1420)는 하나 이상의 프로세서(202), 하나 이상의 메모리(204)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206) 및/또는 하나 이상의 안테나(208)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(202)는 메모리(204) 및/또는 송수신기(206)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202)는 메모리(204) 내의 정보를 처리하여 제3 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206)를 통해 제3 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202)는 송수신기(206)를 통해 제4 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제4 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204)에 저장할 수 있다. 메모리(204)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 프로세서(202)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204)는 프로세서(202)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202)와 메모리(204)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다 송수신기(206)는 RF 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
이하, 무선 기기(1410, 1420)의 하드웨어 요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 하나 이상의 프로토콜 계층이 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 계층(예, PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC, SDAP와 같은 기능적 계층)을 구현할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 하나 이상의 PDU(Protocol Data Unit) 및/또는 하나 이상의 SDU(Service Data Unit)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 기능, 절차, 제안 및/또는 방법에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 포함하는 신호(예, 베이스밴드 신호)를 생성하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)에게 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)로부터 신호(예, 베이스밴드 신호)를 수신할 수 있고, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 획득할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(102, 202)는 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 하나 이상의 DSP(Digital Signal Processor), 하나 이상의 DSPD(Digital Signal Processing Device), 하나 이상의 PLD(Programmable Logic Device) 또는 하나 이상의 FPGA(Field Programmable Gate Arrays)가 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있고, 펌웨어 또는 소프트웨어는 모듈, 절차, 기능 등을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 수행하도록 설정된 펌웨어 또는 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함되거나, 하나 이상의 메모리(104, 204)에 저장되어 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구동될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 코드, 명령어 및/또는 명령어의 집합 형태로 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다.
하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 다양한 형태의 데이터, 신호, 메시지, 정보, 프로그램, 코드, 지시 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 레지스터, 캐쉬 메모리, 컴퓨터 판독 저장 매체 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(104, 204)는 유선 또는 무선 연결과 같은 다양한 기술을 통해 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있다.
하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치에게 본 문서의 방법들 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 전송할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치로부터 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치에게 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치로부터 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)를 통해 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 송수신하도록 설정될 수 있다. 본 문서에서, 하나 이상의 안테나는 복수의 물리 안테나이거나, 복수의 논리 안테나(예, 안테나 포트)일 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 수신된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리하기 위해, 수신된 무선 신호/채널 등을 RF 밴드 신호에서 베이스밴드 신호로 변환(Convert)할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 베이스밴드 신호에서 RF 밴드 신호로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 (아날로그) 오실레이터 및/또는 필터를 포함할 수 있다.
본 발명이 적용되는 신호 처리 회로 예
도 21은 전송 신호를 위한 신호 처리 회로를 예시한다.
도 21을 참조하면, 신호 처리 회로(2000)는 스크램블러(2010), 변조기(2020), 레이어 매퍼(2030), 프리코더(2040), 자원 매퍼(2050), 신호 생성기(2060)를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 도 21의 동작/기능은 도 20의 프로세서(102, 202) 및/또는 송수신기(106, 206)에서 수행될 수 있다. 도 21의 하드웨어 요소는 도 20의 프로세서(102, 202) 및/또는 송수신기(106, 206)에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 블록 2010~2060은 도 20의 프로세서(102, 202)에서 구현될 수 있다. 또한, 블록 2010~2050은 도 20의 프로세서(102, 202)에서 구현되고, 블록 2060은 도 20의 송수신기(106, 206)에서 구현될 수 있다.
코드워드는 도 21의 신호 처리 회로(1000)를 거쳐 무선 신호로 변환될 수 있다. 여기서, 코드워드는 정보블록의 부호화된 비트 시퀀스이다. 정보블록은 전송블록(예, UL-SCH 전송블록, DL-SCH 전송블록)을 포함할 수 있다. 무선 신호는 다양한 물리 채널(예, PUSCH, PDSCH)을 통해 전송될 수 있다.
구체적으로, 코드워드는 스크램블러(2010)에 의해 스크램블된 비트 시퀀스로 변환될 수 있다. 스크램블에 사용되는 스크램블 시퀀스는 초기화 값에 기반하여 생성되며, 초기화 값은 무선 기기의 ID 정보 등이 포함될 수 있다. 스크램블된 비트 시퀀스는 변조기(2020)에 의해 변조 심볼 시퀀스로 변조될 수 있다. 변조 방식은 pi/2-BPSK(pi/2-Binary Phase Shift Keying), m-PSK(m-Phase Shift Keying), m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation) 등을 포함할 수 있다. 복소 변조 심볼 시퀀스는 레이어 매퍼(2030)에 의해 하나 이상의 전송 레이어로 매핑될 수 있다. 각 전송 레이어의 변조 심볼들은 프리코더(2040)에 의해 해당 안테나 포트(들)로 매핑될 수 있다(프리코딩). 프리코더(2040)의 출력 z는 레이어 매퍼(2030)의 출력 y를 N*M의 프리코딩 행렬 W와 곱해 얻을 수 있다. 여기서, N은 안테나 포트의 개수, M은 전송 레이어의 개수이다. 여기서, 프리코더(2040)는 복소 변조 심볼들에 대한 트랜스폼(transform) 프리코딩(예, DFT 변환)을 수행한 이후에 프리코딩을 수행할 수 있다. 또한, 프리코더(2040)는 트랜스폼 프리코딩을 수행하지 않고 프리코딩을 수행할 수 있다.
자원 매퍼(2050)는 각 안테나 포트의 변조 심볼들을 시간-주파수 자원에 매핑할 수 있다. 시간-주파수 자원은 시간 도메인에서 복수의 심볼(예, CP-OFDMA 심볼, DFT-s-OFDMA 심볼)을 포함하고, 주파수 도메인에서 복수의 부반송파를 포함할 수 있다. 신호 생성기(2060)는 매핑된 변조 심볼들로부터 무선 신호를 생성하며, 생성된 무선 신호는 각 안테나를 통해 다른 기기로 전송될 수 있다. 이를 위해, 신호 생성기(2060)는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 모듈 및 CP(Cyclic Prefix) 삽입기, DAC(Digital-to-Analog Converter), 주파수 상향 변환기(frequency uplink converter) 등을 포함할 수 있다.
무선 기기에서 수신 신호를 위한 신호 처리 과정은 도 21의 신호 처리 과정(2010~2060)의 역으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(예, 도 19의 100, 200)는 안테나 포트/송수신기를 통해 외부로부터 무선 신호를 수신할 수 있다. 수신된 무선 신호는 신호 복원기를 통해 베이스밴드 신호로 변환될 수 있다. 이를 위해, 신호 복원기는 주파수 하향 변환기(frequency downlink converter), ADC(analog-to-digital converter), CP 제거기, FFT(Fast Fourier Transform) 모듈을 포함할 수 있다. 이후, 베이스밴드 신호는 자원 디-매퍼 과정, 포스트코딩(postcoding) 과정, 복조 과정 및 디-스크램블 과정을 거쳐 코드워드로 복원될 수 있다. 코드워드는 복호(decoding)를 거쳐 원래의 정보블록으로 복원될 수 있다. 따라서, 수신 신호를 위한 신호 처리 회로(미도시)는 신호 복원기, 자원 디-매퍼, 포스트코더, 복조기, 디-스크램블러 및 복호기를 포함할 수 있다.
본 발명이 적용되는 무선 기기 활용 예
도 22는 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다(도 19 참조).
도 22를 참조하면, 무선 기기(1410, 1420)는 도 20의 무선 기기(1410,1420)에 대응하며, 다양한 요소(element), 성분(component), 유닛/부(unit), 및/또는 모듈(module)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(1410, 1420)는 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)를 포함할 수 있다. 통신부는 통신 회로(112) 및 송수신기(들)(114)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(112)는 도 20의 하나 이상의 프로세서(102,202) 및/또는 하나 이상의 메모리(104,204) 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(114)는 도 20의 하나 이상의 송수신기(106,206) 및/또는 하나 이상의 안테나(108,208)을 포함할 수 있다. 제어부(120)는 통신부(110), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)와 전기적으로 연결되며 무선 기기의 제반 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보에 기반하여 무선 기기의 전기적/기계적 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 정보를 통신부(110)을 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로 무선/유선 인터페이스를 통해 전송하거나, 통신부(110)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로부터 무선/유선 인터페이스를 통해 수신된 정보를 메모리부(130)에 저장할 수 있다.
추가 요소(140)는 무선 기기의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가 요소(140)는 파워 유닛/배터리, 입출력부(I/O unit), 구동부 및 컴퓨팅부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(도 19, 1410a), 차량(도 19, 1410b-1, 1410b-2), XR 기기(도 19, 1410c), 휴대 기기(도 19, 1410d), 가전(도 19, 1410e), IoT 기기(도 19, 1410f), 디지털 방송용 단말, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, AI 서버/기기(도 19, 400), 기지국(도 19, 1420), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.
도 22에서 무선 기기(1410, 1420) 내의 다양한 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 전체가 유선 인터페이스를 통해 상호 연결되거나, 적어도 일부가 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(1410, 1420) 내에서 제어부(120)와 통신부(110)는 유선으로 연결되며, 제어부(120)와 제1 유닛(예, 130, 140)은 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 무선 기기(1410, 1420) 내의 각 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 하나 이상의 프로세서 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 통신 제어 프로세서, 어플리케이션 프로세서(Application processor), ECU(Electronic Control Unit), 그래픽 처리 프로세서, 메모리 제어 프로세서 등의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리부(130)는 RAM(Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리(flash memory), 휘발성 메모리(volatile memory), 비-휘발성 메모리(non-volatile memory) 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
이하, 도 22의 구현 예에 대해 도면을 참조하여 보다 자세히 설명한다.
본 발명이 적용되는 휴대기기 예
도 23는 본 발명에 적용되는 휴대 기기를 예시한다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 휴대용 컴퓨터(예, 노트북 등)을 포함할 수 있다. 휴대 기기는 MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station) 또는 WT(Wireless terminal)로 지칭될 수 있다.
도 23를 참조하면, 휴대 기기(1410)는 안테나부(108), 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130), 전원공급부(140a), 인터페이스부(140b) 및 입출력부(140c)를 포함할 수 있다. 안테나부(108)는 통신부(110)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 110~130/140a~140c는 각각 도 22의 블록 110~130/140에 대응한다.
통신부(110)는 다른 무선 기기, 기지국들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(120)는 휴대 기기(1410)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(120)는 AP(Application Processor)를 포함할 수 있다. 메모리부(130)는 휴대 기기(1410)의 구동에 필요한 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(130)는 입/출력되는 데이터/정보 등을 저장할 수 있다. 전원공급부(140a)는 휴대 기기(1410)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 인터페이스부(140b)는 휴대 기기(1410)와 다른 외부 기기의 연결을 지원할 수 있다. 인터페이스부(140b)는 외부 기기와의 연결을 위한 다양한 포트(예, 오디오 입/출력 포트, 비디오 입/출력 포트)를 포함할 수 있다. 입출력부(140c)는 영상 정보/신호, 오디오 정보/신호, 데이터, 및/또는 사용자로부터 입력되는 정보를 입력 받거나 출력할 수 있다. 입출력부(140c)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부(140d), 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다.
일 예로, 데이터 통신의 경우, 입출력부(140c)는 사용자로부터 입력된 정보/신호(예, 터치, 문자, 음성, 이미지, 비디오)를 획득하며, 획득된 정보/신호는 메모리부(130)에 저장될 수 있다. 통신부(110)는 메모리에 저장된 정보/신호를 무선 신호로 변환하고, 변환된 무선 신호를 다른 무선 기기에게 직접 전송하거나 기지국에게 전송할 수 있다. 또한, 통신부(110)는 다른 무선 기기 또는 기지국으로부터 무선 신호를 수신한 뒤, 수신된 무선 신호를 원래의 정보/신호로 복원할 수 있다. 복원된 정보/신호는 메모리부(130)에 저장된 뒤, 입출력부(140c)를 통해 다양한 형태(예, 문자, 음성, 이미지, 비디오, 헵틱)로 출력될 수 있다.
본 발명이 적용되는 AI 기기 예
도 24은 본 발명에 적용되는 AI 기기를 예시한다. AI 기기는 TV, 프로젝터, 스마트폰, PC, 노트북, 디지털방송용 단말기, 태블릿 PC, 웨어러블 장치, 셋톱박스(STB), 라디오, 세탁기, 냉장고, 디지털 사이니지, 로봇, 차량 등과 같은, 고정형 기기 또는 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다.
도 24을 참조하면, AI 기기(1410)는 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130), 입/출력부(140c1/140c2), 러닝 프로세서부(140e) 및 센서부(140f)를 포함할 수 있다. 블록 110~130/140c1~140f는 각각 도 22의 블록 110~130/140에 대응한다.
통신부(110)는 유무선 통신 기술을 이용하여 다른 AI 기기(예, 도 19, 1410x, 1420, 400)나 AI 서버(예, 도 19의 400) 등의 외부 기기들과 유무선 신호(예, 센서 정보, 사용자 입력, 학습 모델, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 통신부(110)는 메모리부(130) 내의 정보를 외부 기기로 전송하거나, 외부 기기로부터 수신된 신호를 메모리부(130)로 전달할 수 있다.
제어부(120)는 데이터 분석 알고리즘 또는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 결정되거나 생성된 정보에 기초하여, AI 기기(1410)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 AI 기기(1410)의 구성 요소들을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 러닝 프로세서부(140e) 또는 메모리부(130)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 AI 기기(1410)의 구성 요소들을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 AI 장치(1410)의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리부(130) 또는 러닝 프로세서부(140e)에 저장하거나, AI 서버(도 19, 400) 등의 외부 장치에 전송할 수 있다. 수집된 이력 정보는 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.
메모리부(130)는 AI 기기(1410)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리부(130)는 입력부(140c1)로부터 얻은 데이터, 통신부(110)로부터 얻은 데이터, 러닝 프로세서부(140e)의 출력 데이터, 및 센싱부(140f)로부터 얻은 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(130)는 제어부(120)의 동작/실행에 필요한 제어 정보 및/또는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다.
입력부(140c1)는 AI 기기(1410)의 외부로부터 다양한 종류의 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 입력부(140c1)는 모델 학습을 위한 학습 데이터, 및 학습 모델이 적용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다. 입력부(140c1)는 카메라, 마이크로폰 및/또는 사용자 입력부 등을 포함할 수 있다. 출력부(140c2)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시킬 수 있다. 출력부(140c2)는 디스플레이부, 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다. 센싱부(140f)는 다양한 센서들을 이용하여 AI 기기(1410)의 내부 정보, AI 기기(1410)의 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 얻을 수 있다. 센싱부(140)는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰 및/또는 레이더 등을 포함할 수 있다.
러닝 프로세서부(140e)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 학습시킬 수 있다. 러닝 프로세서부(140e)는 AI 서버(도 19, 400)의 러닝 프로세서부와 함께 AI 프로세싱을 수행할 수 있다. 러닝 프로세서부(140e)는 통신부(110)를 통해 외부 기기로부터 수신된 정보, 및/또는 메모리부(130)에 저장된 정보를 처리할 수 있다. 또한, 러닝 프로세서부(140e)의 출력 값은 통신부(110)를 통해 외부 기기로 전송되거나/되고, 메모리부(130)에 저장될 수 있다.
도 25은 본 발명에 적용되는 AI 서버를 예시한다.
도 25을 참조하면, AI 서버(도 19, 400)는 머신 러닝 알고리즘을 이용하여 인공 신경망을 학습시키거나 학습된 인공 신경망을 이용하는 장치를 의미할 수 있다. 여기서, AI 서버(400)는 복수의 서버들로 구성되어 분산 처리를 수행할 수도 있고, 5G 네트워크로 정의될 수 있다. 이때, AI 서버(400)는 AI 기기(도 20, 1410)의 일부의 구성으로 포함되어, AI 프로세싱 중 적어도 일부를 함께 수행할 수도 있다.
AI 서버(400)는 통신부(410), 메모리(430), 러닝 프로세서(440) 및 프로세서(460) 등을 포함할 수 있다. 통신부(410)는 AI 기기(도 20, 1410) 등의 외부 장치와 데이터를 송수신할 수 있다. 메모리(430)는 모델 저장부(431)를 포함할 수 있다. 모델 저장부(431)는 러닝 프로세서(440)을 통하여 학습 중인 또는 학습된 모델(또는 인공 신경망, 431a)을 저장할 수 있다. 러닝 프로세서(440)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망(431a)을 학습시킬 수 있다. 학습 모델은 인공 신경망의 AI 서버(400)에 탑재된 상태에서 이용되거나, AI 기기(도 20, 1410) 등의 외부 장치에 탑재되어 이용될 수도 있다. 학습 모델은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 학습 모델의 일부 또는 전부가 소프트웨어로 구현되는 경우 학습 모델을 구성하는 하나 이상의 명령어(instruction)는 메모리(430)에 저장될 수 있다. 프로세서(460)는 학습 모델을 이용하여 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수 있다.
AI 서버(400) 및/또는 AI 기기(1410)는, 네트워크(도 19, 300)을 통해 로봇(1410a), 차량(1410b-1, 1410b-2), XR(eXtended Reality) 기기(1410c), 휴대 기기(Hand-held device)(1410d), 가전(1410e), IoT(Internet of Thing) 기기(1410f)와 결합하여 적용될 수 있다. AI 기술이 적용된 로봇(1410a), 차량(1410b-1, 1410b-2), XR(eXtended Reality) 기기(1410c), 휴대 기기(Hand-held device)(1410d), 가전(1410e), IoT(Internet of Thing) 기기(1410f)은 AI 장치로 지칭될 수 있다.
이하, AI 장치의 예들에 대해 설명한다.
(제1 AI 장치 예시 - AI + 로봇)
로봇(1410a)은 AI 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다. 로봇(1410a)은 동작을 제어하기 위한 로봇 제어 모듈을 포함할 수 있고, 로봇 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다. 로봇(1410a)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 로봇(1410a)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 사용자 상호작용에 대한 응답을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다. 여기서, 로봇(1410a)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.
로봇(1410a)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 로봇(1410a)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 동작을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 로봇(1410a)에서 직접 학습되거나, AI 서버(400) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다. 이때, 로봇(1410a)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(400) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.
로봇(1410a)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 로봇(1410a)을 주행시킬 수 있다. 맵 데이터에는 로봇(1410a)이 이동하는 공간에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 벽, 문 등의 고정 객체들과 화분, 책상 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.
로봇(1410a)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이때, 로봇(1410a)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.
(제2 AI 장치 예시 - AI + 자율주행)
자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 AI 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다. 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 자율 주행 기능을 제어하기 위한 자율 주행 제어 모듈을 포함할 수 있고, 자율 주행 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다. 자율 주행 제어 모듈은 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)의 구성으로써 내부에 포함될 수도 있지만, 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)의 외부에 별도의 하드웨어로 구성되어 연결될 수도 있다.
자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다. 여기서, 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 로봇(1410a)과 마찬가지로, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다. 특히, 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 시야가 가려지는 영역이나 일정 거리 이상의 영역에 대한 환경이나 객체는 외부 장치들로부터 센서 정보를 수신하여 인식하거나, 외부 장치들로부터 직접 인식된 정보를 수신할 수 있다.
자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 주행 동선을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)에서 직접 학습되거나, AI 서버(400) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다. 이때, 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(400) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.
자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)을 주행시킬 수 있다. 맵 데이터에는 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)이 주행하는 공간(예컨대, 도로)에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 가로등, 바위, 건물 등의 고정 객체들과 차량, 보행자 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.
자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이때, 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.
(제3 AI 장치 예시 - AI + XR)
XR 장치(1410c)는 AI 기술이 적용되어, HMD(Head-Mount Display), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 휴대폰, 스마트 폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지, 차량, 고정형 로봇이나 이동형 로봇 등으로 구현될 수 있다. XR 장치(1410c)는 다양한 센서들을 통해 또는 외부 장치로부터 획득한 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터를 분석하여 3차원 포인트들에 대한 위치 데이터 및 속성 데이터를 생성함으로써 주변 공간 또는 현실 객체에 대한 정보를 획득하고, 출력할 XR 객체를 렌더링하여 출력할 수 있다. 예컨대, XR 장치(1410c)는 인식된 물체에 대한 추가 정보를 포함하는 XR 객체를 해당 인식된 물체에 대응시켜 출력할 수 있다.
XR 장치(1410c)는 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, XR 장치(1410c)는 학습 모델을 이용하여 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터에서 현실 객체를 인식할 수 있고, 인식한 현실 객체에 상응하는 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 XR 장치(1410c)에서 직접 학습되거나, AI 서버(400) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다. 이때, XR 장치(1410c)는 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(400) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.
(제4 AI 장치 예시 - AI + 로봇 + 자율주행)
로봇(1410a)은 AI 기술 및 자율 주행 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다. AI 기술과 자율 주행 기술이 적용된 로봇(1410a)은 자율 주행 기능을 가진 로봇 자체나, 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)과 상호작용하는 로봇(1410a) 등을 의미할 수 있다. 자율 주행 기능을 가진 로봇(1410a)은 사용자의 제어 없이도 주어진 동선에 따라 스스로 움직이거나, 동선을 스스로 결정하여 움직이는 장치들을 통칭할 수 있다. 자율 주행 기능을 가진 로봇(1410a) 및 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정하기 위해 공통적인 센싱 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 기능을 가진 로봇(1410a) 및 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 라이다, 레이더, 카메라를 통해 센싱된 정보를 이용하여, 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정할 수 있다.
자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)과 상호작용하는 로봇(1410a)은 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)과 별개로 존재하면서, 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)의 내부 또는 외부에서 자율 주행 기능에 연계되거나, 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)에 탑승한 사용자와 연계된 동작을 수행할 수 있다. 이때, 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)과 상호작용하는 로봇(1410a)은 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)을 대신하여 센서 정보를 획득하여 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)에 제공하거나, 센서 정보를 획득하고 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 생성하여 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)에 제공함으로써, 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)의 자율 주행 기능을 제어하거나 보조할 수 있다.
자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)과 상호작용하는 로봇(1410a)은 자율 주행 차량(1410b)에 탑승한 사용자를 모니터링하거나 사용자와의 상호작용을 통해 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)의 기능을 제어할 수 있다. 예컨대, 로봇(1410a)은 운전자가 졸음 상태인 경우로 판단되는 경우, 자율 주행 차량(1410b-1. 1410b-2)의 자율 주행 기능을 활성화하거나 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)의 구동부의 제어를 보조할 수 있다. 여기서, 로봇(1410a)이 제어하는 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)의 기능에는 단순히 자율 주행 기능뿐만 아니라, 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)의 내부에 구비된 네비게이션 시스템이나 오디오 시스템에서 제공하는 기능도 포함될 수 있다.
자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)과 상호작용하는 로봇(1400a)은 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)의 외부에서 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)에 정 보를 제공하거나 기능을 보조할 수 있다. 예컨대, 로봇(1410a)은 스마트 신호등과 같이 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)에 신호 정보 등을 포함하는 교통 정보를 제공할 수도 있고, 전기 차량의 자동 전기 충전기와 같이 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)과 상호작용하여 충전구에 전기 충전기를 자동으로 연결할 수도 있다.
(제5 AI 장치 예시 - AI + 로봇 + XR)
로봇(1410a)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇, 드론 등으로 구현될 수 있다. XR 기술이 적용된 로봇(1410a)은 XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 로봇을 의미할 수 있다. 이 경우, 로봇(1410a)은 XR 장치(1410c)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.
XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 로봇(1410a)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하면, 로봇(1410a) 또는 XR 장치(1410c)는 센서 정보에 기초한 XR 영상을 생성하고, XR 장치(1410c)는 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 로봇(1410a)은 XR 장치(1410c)를 통해 입력되는 제어 신호 또는 사용자의 상호작용에 기초하여 동작할 수 있다. 예컨대, 사용자는 XR 장치(1410c) 등의 외부 장치를 통해 원격으로 연동된 로봇(1410a)의 시점에 상응하는 XR 영상을 확인할 수 있고, 상호작용을 통하여 로봇(1410a)의 자율 주행 경로를 조정하거나, 동작 또는 주행을 제어하거나, 주변 객체의 정보를 확인할 수 있다.
(제6 AI 장치 예시 - AI + 자율주행 + XR)
자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다. XR 기술이 적용된 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율 주행 차량이나, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량 등을 의미할 수 있다. 특히, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 XR 장치(1410c)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.
XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하고, 획득한 센서 정보에 기초하여 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(1410b-1)은 HUD를 구비하여 XR 영상을 출력함으로써, 탑승자에게 현실 객체 또는 화면 속의 객체에 대응되는 XR 객체를 제공할 수 있다. 이때, XR 객체가 HUD에 출력되는 경우에는 XR 객체의 적어도 일부가 탑승자의 시선이 향하는 실제 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 반면, XR 객체가 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)의 내부에 구비되는 디스플레이에 출력되는 경우에는 XR 객체의 적어도 일부가 화면 속의 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 차로, 타 차량, 신호등, 교통 표지판, 이륜차, 보행자, 건물 등과 같은 객체와 대응되는 XR 객체들을 출력할 수 있다.
XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하면, 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2) 또는 XR 장치(1410c)는 센서 정보에 기초한 XR 영상을 생성하고, XR 장치(1410c)는 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 자율 주행 차량(1410b-1, 1410b-2)은 XR 장치(1410c) 등의 외부 장치를 통해 입력되는 제어 신호 또는 사용자의 상호작용에 기초하여 동작할 수 있다.
이상에서 설명된 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 무선 통신 시스템에서 신뢰성 높은 상향링크 신호 전송을 위한 방안은 3GPP NR 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP NR 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (11)

  1. 무선 통신 시스템에서 통합 액세스 및 백홀(Integrated Access and Backhaul: IAB)노드의 송수신 타이밍(timing) 설정 방법에 있어서, 제1 IAB 노드에 의해 수행되는 방법은,
    상기 제 1 IAB 노드의 상위 노드(parent node)와 데이터 송수신을 위한 제 1 백홀 링크(Backhaul link)를 형성하는 단계;
    상기 제 1 IAB 노드의 하위 노드(child node)와 데이터 송수신을 위한 제 2 백홀 링크를 형성하는 단계; 및
    단말과 데이터 송수신을 하기 위한 접속 링크(Access link)를 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 1 데이터와 상기 제 2 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 2 데이터는 공간 분할 다중화(spacial division multiplexing: SDM) 및/또는 주파수 분할 다중화(frquency division multiplexing: FDM) 방법을 통해서 다중화되며,
    상기 접속 링크를 통해서 송수신 되는 제 3 데이터는 상기 제 1 데이터 또는 상기 제 2 데이터와 상기 SDM 및/또는 상기 FDM 방법을 제외한 다른 다중화 방법을 통해서 다중화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상위 노드로부터, 상기 제 1 백홀 링크를 통하여 상기 제 1 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 하위 노드로부터, 상기 제 2 백홀 링크를 통하여 상기 제 2 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제 1 데이터 및 상기 제 2 데이터는 동일한 시점에 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단말로부터, 상기 접속 링크를 통하여 상기 제 3 데이터를 포함하는 상향링크 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 상향링크 메시지는 상기 제 1 데이터 및 상기 제 2 데이터가 수신되는 시점보다 특정 개수의 심볼만큼 먼저 수신되고,
    상기 특정 개수의 심볼 이후의 심볼부터 상기 제 3 데이터가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 특정 개수의 심볼의 시간 길이 값(length value)은 상기 상위 노드가 상기 제 1 데이터를 전송한 시점으로부터 상기 제 1 IAB 노드가 상기 제 1 데이터를 수신한 시점까지 소요된 시간인 전파 지연(Propagation delay) 값을 초과하도록 하는 값들 중 최소인 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상위 노드로, 상기 제 1 백홀 링크를 통하여 상기 제 1 데이터를 전송하는 단계; 및
    상기 하위 노드로, 상기 제 2 백홀 링크를 통하여 상기 제 2 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제 1 데이터와 상기 제 2 데이터는 동일한 시점에 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 상향링크 메시지가 전송되는 서브프레임(subframe)에 포함된 슬롯(slot)은 확장된(extented) 심볼을 포함하고,
    상기 확장된 심볼은 확장되지 않은 일반 심볼에 포함된 Cyclic prefix(CP)보다 긴 길이를 갖는 확장된 CP를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 확장된 심볼은 상기 서브프레임에 포함된 상기 슬롯의 매 첫 번째 심볼에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 IAB 노드가, 상기 제 1 IAB 노드와 백홀 링크로 연결된 적어도 하나의 서로 다른 상위 노드에 기초한 복수의 경로를 통하여 Donor gNode B(DgNB)로 연결되는 경우, 상기 복수의 경로는 각각 서로 다른 시점에 활성화 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 경로 각각은 적어도 하나 이상의 IAB 노드를 포함하고,
    상기 복수의 경로 중 경로를 구성하는 IAB 노드의 개수가 짝수인 경로는 서브프레임(subframe)의 짝수 슬롯(even slot)에서 활성화 되고,
    상기 복수의 경로 중 경로를 구성하는 IAB 노드의 개수가 홀수인 경로는 상기 서브프레임의 홀수 슬롯(odd slot)에서 활성화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 통합 액세스 및 백홀(Integrated Access and Backhaul: IAB)노드의 송수신 타이밍(timing) 설정 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 방법은,
    제 1 IAB 노드와 데이터 송수신을 하기 위한 접속 링크(Access link)를 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 IAB 노드로, 상기 접속 링크를 통하여 상향링크 메시지를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 IAB 노드는 상기 제 1 IAB 노드의 상위 노드(parent node)와 데이터 송수신을 위한 제 1 백홀 링크(Backhaul link)를 형성하고,
    상기 제 1 IAB 노드는 상기 제 1 IAB 노드의 하위 노드(child node)와 데이터 송수신을 위한 제 2 백홀 링크(Backhaul link)를 형성하고,
    상기 제 1 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 1 데이터와 상기 제 2 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 2 데이터는 공간 분할 다중화(spacial division multiplexing: SDM) 및/또는 주파수 분할 다중화(frquency division multiplexing: FDM) 방법을 통해서 다중화되며,
    상기 접속 링크를 통해서 송수신 되는 상기 상향링크 데이터에 포함된 제 3 데이터는 상기 제 1 데이터 또는 상기 제 2 데이터와 상기 SDM 및/또는 상기 FDM 방법을 제외한 다른 다중화 방법을 통해서 다중화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 통합 액세스 및 백홀(Integrated Access and Backhaul: IAB)노드의 송수신 타이밍(timing) 설정 방법을 수행하는 제1 IAB 노드는,
    무선 신호를 송신하기 위한 전송기(transmitter);
    무선 신호를 수신하기 위한 수신기(receiver); 및
    상기 전송기 및 수신기와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    상기 제 1 IAB 노드의 상위 노드(parent node)와 데이터 송수신을 위한 제 1 백홀 링크(Backhaul link)를 형성하고,
    상기 제 1 IAB 노드의 하위 노드(child node)와 데이터 송수신을 위한 제 2 백홀 링크를 형성하고,
    단말과 데이터 송수신을 하기 위한 접속 링크(Access link)를 형성하고,
    상기 제 1 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 1 데이터와 상기 제 2 백홀 링크를 통해서 송수신 되는 제 2 데이터는 공간 분할 다중화(spacial division multiplexing: SDM) 및/또는 주파수 분할 다중화(frquency division multiplexing: FDM) 방법을 통해서 다중화되며,
    상기 접속 링크를 통해서 송수신 되는 제 3 데이터는 상기 제 1 데이터 또는 상기 제 2 데이터와 상기 SDM 및/또는 상기 FDM 방법을 제외한 다른 다중화 방법을 통해서 다중화되는 것을 특징으로 하는 제 1 IAB 노드.
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