WO2023211244A1 - 무선 통신 시스템에서 기지국 에너지 소모를 감소시키는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 기지국 에너지 소모를 감소시키는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2023211244A1
WO2023211244A1 PCT/KR2023/005870 KR2023005870W WO2023211244A1 WO 2023211244 A1 WO2023211244 A1 WO 2023211244A1 KR 2023005870 W KR2023005870 W KR 2023005870W WO 2023211244 A1 WO2023211244 A1 WO 2023211244A1
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base station
state
terminal
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state transition
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양혜원
김영범
이준영
신철규
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삼성전자 주식회사
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present disclosure relates to a method and device for reducing energy consumption of a base station in a wireless communication system.
  • 5G mobile communication technology defines a wide frequency band to enable fast transmission speeds and new services, and includes sub-6 GHz ('Sub 6GHz') bands such as 3.5 gigahertz (3.5 GHz) as well as millimeter wave (mm) bands such as 28 GHz and 39 GHz. It is also possible to implement it in the ultra-high frequency band ('Above 6GHz') called Wave.
  • 'Sub 6GHz' sub-6 GHz
  • mm millimeter wave
  • Wave ultra-high frequency band
  • 6G mobile communication technology which is called the system of Beyond 5G
  • Terra is working to achieve a transmission speed that is 50 times faster than 5G mobile communication technology and an ultra-low delay time that is reduced to one-tenth. Implementation in Terahertz bands (e.g., 95 GHz to 3 THz) is being considered.
  • ultra-wideband services enhanced Mobile BroadBand, eMBB
  • ultra-reliable low-latency communications URLLC
  • massive machine-type communications mMTC
  • numerology support multiple subcarrier interval operation, etc.
  • dynamic operation of slot format initial access technology to support multi-beam transmission and broadband
  • definition and operation of BWP Band-Width Part
  • New channel coding methods such as LDPC (Low Density Parity Check) codes for data transmission and Polar Code for highly reliable transmission of control information
  • L2 pre-processing L2 pre-processing
  • dedicated services specialized for specific services. Standardization of network slicing, etc., which provides networks, has been carried out.
  • V2X Vehicle-to-Everything
  • NR-U New Radio Unlicensed
  • UE Power Saving NR terminal low power consumption technology
  • NTN Non-Terrestrial Network
  • IAB provides a node for expanding the network service area by integrating intelligent factories (Industrial Internet of Things, IIoT) to support new services through linkage and convergence with other industries, and wireless backhaul links and access links.
  • Intelligent factories Intelligent Internet of Things, IIoT
  • Mobility Enhancement including Conditional Handover and DAPS (Dual Active Protocol Stack) handover
  • 2-step Random Access (2-step RACH for simplification of random access procedures)
  • Standardization in the field of wireless interface architecture/protocol for technologies such as NR is also in progress
  • 5G baseline for incorporating Network Functions Virtualization (NFV) and Software-Defined Networking (SDN) technology Standardization in the field of system architecture/services for architecture (e.g., Service based Architecture, Service based Interface) and Mobile Edge Computing (MEC), which provides services based on the location of the terminal, is also in progress.
  • NFV Network Functions Virtualization
  • SDN Software-Defined Networking
  • FD-MIMO full dimensional MIMO
  • array antennas to ensure coverage in the terahertz band of 6G mobile communication technology.
  • multi-antenna transmission technology such as Large Scale Antenna, metamaterial-based lens and antenna to improve coverage of terahertz band signals, high-dimensional spatial multiplexing technology using OAM (Orbital Angular Momentum), RIS ( In addition to Reconfigurable Intelligent Surface technology, Full Duplex technology, satellite, and AI (Artificial Intelligence) to improve the frequency efficiency of 6G mobile communication technology and system network are utilized from the design stage and end-to-end.
  • the present disclosure provides a method and device for reducing energy consumption of a base station in a mobile communication system.
  • a method performed by a base station of a communication system includes determining a transition from a first state to a second state; Transmitting first state transition information indicating a transition from the first state to the second state to the terminal; It may include switching the state of the base station from the first state to the second state and performing communication with the terminal based on the second state.
  • a method performed by a terminal of a communication system includes receiving first state transition information indicating a transition from a first state to the second state from a base station; And it may include performing communication with the base station based on the second state.
  • the base station of the communication system determines the transition from the transceiver and the first state to the second state, and provides first state transition information indicating the transition from the first state to the second state. It may include a control unit configured to transmit to the terminal, change the state of the base station from the first state to the second state, and perform communication with the terminal based on the second state.
  • a terminal of a communication system receives, from a base station, first state transition information indicating a transition from a transceiver and a first state to the second state, and 2 It may include a control unit configured to perform communication with the base station based on the status.
  • the problem of excessive energy consumption can be solved and high energy efficiency can be achieved.
  • Figure 1 is a diagram showing an example of the basic structure of a time-frequency resource region of a 5G system.
  • Figure 2 is a diagram showing an example of a time domain mapping structure and beam sweeping operation of a synchronization signal.
  • Figure 3 is a diagram showing an example of a random access procedure.
  • Figure 4 is a diagram showing an example of a procedure in which a terminal reports UE capability information to a base station.
  • Figure 5 is a diagram showing an example of a relationship between state transitions between a base station and a terminal and the state of the terminal according to the base station state.
  • Figure 6 is a diagram showing an example of a base station procedure when the base station switches from the OFF state to the NORMAL state or SLEEP state.
  • Figure 7 is a diagram showing an example of a base station procedure when the base station switches from the NORMAL state or SLEEP state to the OFF state.
  • Figure 8 is a diagram showing an example of a base station procedure when the base station switches from the SLEEP state to the NORMAL state.
  • Figure 9 is a diagram showing an example of a base station procedure when the base station switches from the NORMAL state to the SLEEP state.
  • Figure 10 is a diagram showing an example of a procedure in which a terminal acquires system information of a base station through SIB.
  • Figure 11 is a diagram showing an example of the operation of the terminal when signaling to change the state of the base station.
  • Figure 12 shows an example of base station operation in sleep mode with DTRX operation set.
  • Figure 13 is a diagram showing an example of an operation to periodically switch sleep modes supported by a base station.
  • Figure 14 is a diagram showing a terminal transmitting and receiving device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 15 is a block diagram showing an example of the configuration of a terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 16 is a block diagram showing an example of the configuration of a base station according to an embodiment of the present disclosure.
  • each block of the processing flow diagrams and combinations of the flow diagram diagrams can be performed by computer program instructions.
  • These computer program instructions can be mounted on a processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing equipment, so that the instructions performed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment are described in the flow chart block(s). It creates the means to perform functions.
  • These computer program instructions may also be stored in computer-usable or computer-readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a particular manner, so that the computer-usable or computer-readable memory It is also possible to produce manufactured items containing instruction means that perform the functions described in the flowchart block(s).
  • Computer program instructions can also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, so that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a process that is executed by the computer, thereby generating a process that is executed by the computer or other programmable data processing equipment. Instructions that perform processing equipment may also provide steps for executing the functions described in the flow diagram block(s).
  • each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s).
  • each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s).
  • the term ' ⁇ unit' used in this embodiment refers to software or hardware components such as FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and ' ⁇ unit' performs certain roles. do.
  • ' ⁇ part' is not limited to software or hardware.
  • the ' ⁇ part' may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce on one or more processors. Therefore, as an example, ' ⁇ part' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and procedures. , subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • components and 'parts' may be combined into a smaller number of components and 'parts' or may be further separated into additional components and 'parts'. Additionally, components and 'parts' may be implemented to regenerate one or more CPUs within a device or a secure multimedia card. Additionally, in an embodiment, ' ⁇ part' may include one or more processors.
  • connection node terms referring to network entities, terms referring to messages, terms referring to interfaces between network objects, and various identification information. Referring terms, etc. are exemplified for convenience of explanation. Accordingly, the present disclosure is not limited to the terms described below, and other terms referring to objects having equivalent technical meaning may be used.
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • PDSCH Physical downlink shared channel
  • PDSCH can also be used to refer to data. That is, in the present disclosure, the expression 'transmit a physical channel' can be interpreted equivalently to the expression 'transmit data or a signal through a physical channel'.
  • upper signaling refers to a signal transmission method in which a signal is transmitted from a base station to a terminal using a downlink data channel of the physical layer, or from the terminal to the base station using an uplink data channel of the physical layer.
  • High-level signaling can be understood as radio resource control (RRC) signaling or media access control (MAC) control element (CE).
  • RRC radio resource control
  • MAC media access control
  • this disclosure uses terms and names defined in the 3GPP NR (New Radio: 5th generation mobile communication standard) standard.
  • the present disclosure is not limited by the above terms and names, and can be equally applied to systems complying with other standards.
  • the term terminal can refer to cell phones, smartphones, IoT devices, sensors, as well as other wireless communication devices.
  • the base station is the entity that performs resource allocation for the terminal, and may be at least one of gNode B, gNB, eNode B, eNB, Node B, BS (Base Station), wireless access unit, base station controller, or node on the network.
  • a terminal may include a UE (User Equipment), MS (Mobile Station), a cellular phone, a smartphone, a computer, or a multimedia system capable of performing communication functions. Of course, it is not limited to the above example.
  • 5G the next-generation communication system after LTE (Long Term Evolution or E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)) and LTE-A (LTE-Advanced or E-UTRA Evolution), is used to handle the recent explosive increase in mobile data traffic.
  • 5 th Generation Long Term Evolution
  • LTE-A Long Term Evolution-Advanced or E-UTRA Evolution
  • NR New Radio access technology
  • eMBB enhanced Mobile BroadBand
  • Ultra-Reliable and Low Latency Ultra-Reliable and Low Latency
  • It aims to satisfy a variety of services and requirements, such as Latency Communication (URLLC) service and massive MTC (Machine Type Communication) service that supports mass communication between objects.
  • URLLC Latency Communication
  • massive MTC Machine Type Communication
  • the 5G system's main goal is ultra-high-speed data services reaching several Gbps by utilizing a much wider ultra-wide bandwidth. Accordingly, the 5G system is considering ultra-high frequency bands from several GHz to up to 100 GHz, where it is relatively easy to secure ultra-wide bandwidth frequencies, as candidate frequencies. Additionally, it is possible to secure a wide bandwidth frequency for the 5G system through frequency reallocation or allocation among the frequency bands ranging from hundreds of MHz to several GHz used in existing mobile communication systems.
  • Radio waves in the ultra-high frequency band have a wavelength of several millimeters and are also called millimeter waves (mmWave).
  • mmWave millimeter waves
  • the path loss of radio waves increases in proportion to the frequency band, and the coverage of the mobile communication system becomes small.
  • beamforming technology is applied to increase the reach distance of radio waves by concentrating the radiated energy of radio waves to a predetermined destination point using multiple antennas.
  • the beam width of the signal to which the beamforming technology is applied is relatively narrow, and radiant energy is concentrated within the narrowed beam width, thereby increasing the radio wave reach.
  • the beamforming technology can be applied to the transmitting end and the receiving end, respectively.
  • beamforming technology has the effect of reducing interference in areas other than the beamforming direction. In order for the beamforming technology to operate properly, accurate measurement and feedback methods for transmitting/receiving beams are required.
  • the beamforming technology can be applied to a control channel or data channel that corresponds one-to-one between a given terminal and a base station.
  • common signals transmitted by the base station to multiple terminals in the system for example, a synchronization signal, a physical broadcast channel (PBCH), and a control channel and data channel for transmitting system information
  • Beamforming technology can also be applied to increase coverage.
  • beam sweeping technology which transmits a signal by changing the beam direction, is additionally applied to ensure that the common signal can reach a terminal located at an arbitrary location within the cell. do.
  • TTI Transmission Time Interval
  • LTE and LTE-A are the basic time unit for performing scheduling
  • TTI of existing LTE and LTE-A systems is 1 ms, corresponding to the length of one subframe.
  • a short TTI to satisfy the requirements for the ultra-low delay service of the 5G system can be 0.5ms, 0.25ms, 0.125ms, etc., which are shorter than those of existing LTE and LTE-A systems.
  • Figure 1 is a diagram showing an example of the basic structure of a time-frequency resource region of a 5G system. That is, Figure 1 is a diagram showing the basic structure of a time-frequency resource area, which is a radio resource area where data or control channels of the 5G system are transmitted.
  • the horizontal axis represents the time domain and the vertical axis represents the frequency domain.
  • the minimum transmission unit in the time domain of the 5G system is the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) symbol, (102) symbols gather to form one slot (106), Slots can be gathered to form one subframe (105).
  • the length of the subframe is 1.0ms, and 10 subframes can be gathered to form a 10ms frame (114).
  • the minimum transmission unit in the frequency domain is a subcarrier, and the bandwidth of the entire system transmission bandwidth can consist of a total of N BW (104) subcarriers.
  • the basic unit of resources in the time-frequency domain is a resource element (RE) 112, which can be represented by an OFDM symbol index and a subcarrier index.
  • the base station maps data on an RB basis and can generally perform scheduling on the RBs that constitute one slot for a given terminal. That is, the basic time unit in which scheduling is performed in the 5G system may be a slot, and the basic frequency unit in which scheduling is performed may be RB.
  • Number of OFDM symbols is determined according to the length of the Cyclic Prefix (CP) added to each symbol to prevent interference between symbols.
  • CP Cyclic Prefix
  • Normal CP 14
  • Extended CP Extended CP
  • the extended CP is applied to systems where the radio transmission distance is relatively longer than the general CP, enabling orthogonality between symbols to be maintained.
  • the ratio between the CP length and the symbol length is maintained at a constant value, so the overhead due to the CP can be maintained constant regardless of the subcarrier spacing. That is, if the subcarrier spacing is small, the symbol length becomes longer, and the CP length may also become longer accordingly. Conversely, if the subcarrier spacing is large, the symbol length becomes short, and thus the CP length may be reduced.
  • the symbol length and CP length may be inversely proportional to the subcarrier spacing.
  • various frame structures can be supported by adjusting the subcarrier spacing to satisfy various services and requirements. For example,
  • the symbol length in the time domain is shortened, and as a result, the slot length is shortened, which is advantageous for supporting ultra-low delay services such as URLLC.
  • a cell is a concept that refers to an area covered by one base station.
  • the subcarrier spacing, CP length, etc. are essential information for OFDM transmission and reception, and smooth transmission and reception is possible only when the base station and the terminal recognize the subcarrier spacing, CP length, etc. as common values.
  • [Table 1] shows the relationship between subcarrier spacing configuration ( ⁇ ), subcarrier spacing ( f ), and CP length supported by the 5G system.
  • [Table 2] shows the number of symbols per slot for each subcarrier interval setting ( ⁇ ) in the case of general CP ( ), number of slots per frame ( ), number of slots per subframe ( ) appears.
  • Table 3 shows the number of symbols per slot for each subcarrier interval setting ( ⁇ ) in the case of extended CP ( ), number of slots per frame ( ), number of slots per subframe ( ) appears.
  • LTE/LTE-A LTE/LTE-A
  • essential parameter sets such as subcarrier spacing, CP length, slot length, etc. have an integer multiple relationship with each other for each frame structure, thereby providing high scalability.
  • a subframe with a fixed length of 1 ms can be defined to represent a reference time unit that is independent of the frame structure.
  • the frame structure can be applied to various scenarios.
  • the longer the CP length the larger cells can be supported, so the frame structure A can support relatively larger cells compared to the frame structure B.
  • the larger the subcarrier spacing is, the more advantageous it is to recover phase noise in the high frequency band, so frame structure B can support a relatively higher operating frequency than frame structure A.
  • uplink refers to a wireless link through which a terminal transmits data or control signals to a base station
  • downlink refers to a wireless link through which a base station transmits data or control signals to a terminal. It may mean a wireless link.
  • the terminal In the initial access stage, when the terminal first accesses the system, the terminal synchronizes the downlink time and frequency from the synchronization signal transmitted by the base station through cell search, and sets the cell identifier (cell identifier) to the initial access stage. ID) can be obtained. And the terminal can use the acquired cell ID to receive a PBCH (Physical Broadcast Channel) and obtain a MIB (Master Information Block), which is essential system information, from the PBCH. Additionally, the terminal can receive system information (System Information Block, SIB) transmitted by the base station to obtain control information related to cell common transmission and reception.
  • the cell common transmission/reception-related control information may include random access-related control information, paging-related control information, and common control information for various physical channels.
  • the synchronization signal is a signal that serves as a standard for cell search, and the subcarrier spacing can be applied for each frequency band to suit the channel environment such as phase noise.
  • subcarrier intervals may be applied differently depending on the service type in order to support various services as described above.
  • Figure 2 is a diagram showing an example of a time domain mapping structure and beam sweeping operation of a synchronization signal.
  • PSS Primary Synchronization Signal
  • SSS Secondary Synchronization Signal
  • - PBCH Physical Broadcast Channel
  • MIB Master Information Block
  • SFN System
  • the SS/PBCH block consists of N OFDM symbols and is made up of a combination of PSS, SSS, PBCH, etc.
  • the SS/PBCH block is the minimum unit to which beam sweeping is applied.
  • N 4.
  • the base station can transmit up to L SS/PBCH blocks, and the L SS/PBCH blocks are mapped within a half frame (0.5ms).
  • the L SS/PBCH blocks are periodically repeated in units of a predetermined period P.
  • the period P can be informed to the terminal by the base station through signaling. If there is no separate signaling for the period P, the terminal applies a pre-arranged default value.
  • FIG. 2 shows an example in which beam sweeping is applied on a SS/PBCH block basis over time.
  • Terminal 1 (205) receives the SS/PBCH block using a beam radiated in the direction #d0 (203) by beamforming applied to SS/PBCH block #0 at time t1 (201).
  • Terminal 2 (206) receives the SS/PBCH block using the beam radiated in the direction #d4 (204) by beamforming applied to SS/PBCH block #4 at time t2 (202).
  • the terminal can obtain the optimal synchronization signal through a beam radiating from the base station in the direction where the terminal is located. For example, it may be difficult for Terminal 1 (205) to obtain time/frequency synchronization and essential system information from the SS/PBCH block through a beam radiating in the #d4 direction, which is far from the location of Terminal 1.
  • the terminal may also receive an SS/PBCH block to determine whether the radio link quality of the current cell is maintained above a certain level. Additionally, in the handover procedure in which the terminal moves access from the current cell to an adjacent cell, the terminal determines the radio link quality of the adjacent cell and receives the SS/PBCH block of the adjacent cell to obtain time/frequency synchronization of the adjacent cell. can do.
  • the terminal After the terminal obtains the MIB and system information from the base station through the initial access procedure, the terminal performs a random access procedure to change the link with the base station to the connected state (connected state or RRC_CONNECTED state). It can be done. Once the random access procedure is completed, the terminal switches to the connected state, and one-to-one communication is possible between the base station and the terminal.
  • the random access procedure will be described in detail below with reference to FIG. 3.
  • Figure 3 is a diagram showing an example of a random access procedure.
  • the terminal transmits a random access preamble to the base station.
  • the random access preamble which is the first transmitted message of the terminal, may be referred to as message 1.
  • the base station can measure the transmission delay between the terminal and the base station from the random access preamble and achieve uplink synchronization.
  • the terminal can arbitrarily select which random access preamble to use within the random access preamble set previously given by system information.
  • the initial transmission power of the random access preamble may be determined according to the pathloss between the base station and the terminal measured by the terminal.
  • the terminal can determine the transmission beam direction of the random access preamble from the synchronization signal received from the base station and transmit the random access preamble.
  • the base station transmits an uplink transmission timing adjustment command to the terminal based on the transmission delay value measured from the random access preamble received in the first step 310. Additionally, the base station can transmit uplink resources and power control commands to be used by the terminal as scheduling information.
  • the scheduling information may include control information about the terminal's uplink transmission beam.
  • the terminal does not receive a Random Access Response (RAR) (or message 2), which is scheduling information for message 3, from the base station within a predetermined time in the second step (320), the first step (310) You can proceed again. If the first step 310 is performed again, the terminal increases the transmission power of the random access preamble by a predetermined step and transmits it (power ramping), thereby increasing the base station's probability of receiving the random access preamble.
  • RAR Random Access Response
  • the terminal sends uplink data (message 3) including its terminal ID to the base station using the uplink resources allocated in the second step (320) to the uplink data channel (Physical Uplink Shared Channel, PUSCH). ) is transmitted through.
  • the transmission timing of the uplink data channel for transmitting Message 3 may follow the timing control command received from the base station in the second step 320.
  • the transmission power of the uplink data channel for transmitting Message 3 can be determined by considering the power ramping value of the power control command and the random access preamble received from the base station in the second step 320.
  • the uplink data channel for transmitting Message 3 may refer to the first uplink data signal transmitted from the terminal to the base station after the terminal transmits the random access preamble.
  • the base station determines that the terminal has performed random access without colliding with other terminals, it sends data (message 4) including the ID of the terminal that transmitted the uplink data in the third step 330. Send to the corresponding terminal.
  • the terminal receives the signal transmitted by the base station in the fourth step 340, it can determine that the random access is successful. And the terminal can transmit HARQ-ACK information indicating whether message 4 was successfully received to the base station through an uplink control channel (Physical Uplink Control Channel, PUCCH).
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • the base station may not transmit any more data to the terminal. Accordingly, if the terminal fails to receive data transmitted in the fourth step 340 from the base station within a certain time, the terminal may determine that the random access procedure has failed and start again from the first step 310.
  • the terminal When the random access procedure is successfully completed, the terminal switches to the connected state, and one-to-one communication is possible between the base station and the terminal.
  • the base station can receive UE capability information from a terminal in the connected state and adjust scheduling by referring to the UE capability information of the corresponding terminal. Through the UE capability information, the terminal can inform the base station of whether the terminal itself supports a certain function and the maximum allowable value of the function supported by the terminal. Therefore, the UE capability information reported by each terminal to the base station may have different values for each terminal.
  • the terminal may report UE capability information including at least part of the following control information as the UE capability information to the base station.
  • bandwidth-related control information When supporting carrier aggregation (CA), bandwidth-related control information
  • Figure 4 is a diagram showing an example of a procedure in which a terminal reports UE capability information to a base station.
  • the base station 402 may transmit a UE capability information request message to the terminal 401.
  • the terminal transmits UE capability information to the base station in step 420.
  • a terminal connected to the base station can perform one-to-one communication as a terminal in the RRC_CONNECTED state. Conversely, a terminal that is not connected is in the RRC_IDLE state, and the operation of the terminal in that state is classified as follows.
  • RRC_INACTIVE a new state of the terminal called RRC_INACTIVE was defined to reduce the energy and time consumed for the terminal's initial access.
  • the RRC_INACTIVE terminal performs the following operations in addition to the operations performed by the RRC_IDLE terminal.
  • RNA (RAN-based notification area) that can be used during handover by the RRC layer and perform periodic updates
  • Downlink Control Information is control information that a base station transmits to a terminal through downlink, and may include downlink data scheduling information or uplink data scheduling information for a given terminal.
  • DCI Downlink Control Information
  • a base station can independently channel code DCI for each terminal and then transmit it to each terminal through PDCCH (Physical Downlink Control Channel), a downlink physical control channel.
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • the base station assigns a predetermined number of terminals to the terminal to be scheduled depending on the purpose, such as whether it is scheduling information for downlink data (Downlink assignment), whether it is scheduling information for uplink data (Uplink grant), and whether it is DCI for power control. It can be operated by applying the DCI format.
  • the base station can transmit downlink data to the terminal through PDSCH (Physical Downlink Shared Channel), a physical channel for downlink data transmission.
  • Scheduling information such as specific mapping location, modulation method, HARQ-related control information, and power control information in the time and frequency domains of the PDSCH is provided by the base station to the terminal through DCI related to downlink data scheduling information among DCI transmitted through PDCCH. I can tell you.
  • the terminal can transmit uplink data to the base station through PUSCH (Physical Uplink Shared Channel), a physical channel for uplink data transmission.
  • Scheduling information such as specific mapping location, modulation method, HARQ-related control information, and power control information in the time and frequency domain of PUSCH, will be notified to the terminal by the base station through DCI related to uplink data scheduling information among DCI transmitted through PDCCH. You can.
  • CORESET The time-frequency resource to which the PDCCH is mapped is called a control resource set (CORESET).
  • CORESET can be set on all or part of the frequency resources of the bandwidth supported by the terminal in the frequency domain. In the time domain, it can be set to one or multiple OFDM symbols, which can be defined as CORESET length (Control Resource Set Duration).
  • the base station can set one or multiple CORESETs to the terminal through higher layer signaling (e.g., system information, master information block (MIB), and radio resource control (RRC) signaling).
  • Setting a CORESET to a terminal may mean providing information such as the CORESET identifier (Identity), the frequency location of the CORESET, and the symbol length of the CORESET.
  • the information provided by the base station to the terminal to set CORESET may include at least some of the information included in ⁇ Table 4>.
  • ControlResourceSet SEQUENCE ⁇ controlResourceSetId ControlResourceSetId, (CORESET identifier) frequencyDomainResources BIT STRING (SIZE (45)), (Frequency domain resources) duration INTEGER (1..maxCoReSetDuration), (CORESET LENGTH) cce-REG-MappingType CHOICE ⁇ (CCE-to-REG mapping type) interleaved SEQUENCE ⁇ reg-BundleSize ENUMERATED ⁇ n2, n3, n6 ⁇ , (REG bundle size) interleaverSize ENUMERATED ⁇ n2, n3, n6 ⁇ , (Interleaver size) shiftIndex INTEGER(0..maxNrofPhysicalResourceBlocks-1) OPTIONAL -- Need S (Interleaver Shift) ⁇ , nonInterleaved NULL ⁇ , precoderGranularity ENUMERATED ⁇ sameAsREG-bundle, all
  • CORESET is used in the frequency domain. It can be composed of RBs, and in the time domain It can be composed of symbols ⁇ 1,2,3 ⁇ .
  • NR PDCCH may consist of one or multiple CCE (Control Channel Element).
  • One CCE may be composed of 6 REGs (Resource Element Groups), and a REG may be defined as 1 RB during 1 OFDM symbol.
  • REGs may be indexed in time-first order, starting with REG index 0 from the first OFDM symbol of the CORESET, the lowest RB.
  • Interleaved and non-interleaved methods can be supported as transmission methods for PDCCH.
  • the base station can configure the terminal whether to perform interleaving or non-interleaving transmission for each CORESET through upper layer signaling. Interleaving can be performed on a REG bundle basis.
  • a REG bundle can be defined as a set of one or multiple REGs.
  • the terminal can determine the CCE-to-REG mapping method in the corresponding CORESET based on whether interleaving or non-interleaving transmission is configured by the base station as shown in ⁇ Table 5> below.
  • the base station can inform the terminal of configuration information such as which symbol the PDCCH is mapped to in the slot and the transmission period through signaling.
  • the search space of PDCCH is explained as follows.
  • the terminal performs blind decoding to detect a signal without knowing information about the downlink control channel.
  • a search space representing a set of CCEs can be defined.
  • the search space is a set of downlink control channel candidates consisting of CCEs that the terminal must attempt to decode on a given aggregation level, and various aggregations that make one bundle with 1, 2, 4, 8, or 16 CCEs. Because there are levels, the terminal can have multiple search spaces.
  • Search Space Set can be defined as a set of search spaces at all set aggregation levels.
  • Search space can be classified into common search space (CSS) and UE-specific search space (USS).
  • a certain group of UEs or all UEs can search the common search space of the PDCCH to receive cell common control information such as dynamic scheduling or paging messages for system information (System Information Block, SIB).
  • SIB System Information Block
  • the terminal can receive scheduling allocation information of the PDSCH for receiving system information by examining the common search space of the PDCCH.
  • a common search space a certain group of UEs or all UEs must receive the PDCCH, so it can be defined as a set of pre-arranged CCEs.
  • Scheduling allocation information for the UE-specific PDSCH or PUSCH can be received by the UE examining the UE-specific search space of the PDCCH.
  • the terminal-specific search space can be terminal-specifically defined as a function of the terminal's ID (Identity) and various system parameters.
  • the base station can configure configuration information about the search space of the PDCCH to the UE through higher layer signaling (eg, SIB, MIB, RRC signaling). For example, the base station monitors the number of PDCCH candidates at each aggregation level L, the monitoring period for the search space, the monitoring occasion for each symbol within the slot for the search space, the search space type (common search space or UE-specific search space), The combination of DCI format and RNTI to be monitored in the search space, the CORESET index to be monitored in the search space, etc. can be set to the terminal.
  • parameters for the search space for PDCCH may include information as shown in Table 6 below.
  • SearchSpace SEQUENCE ⁇ searchSpaceId SearchSpaceId, (search space identifier) controlResourceSetId ControlResourceSetId OPTIONAL, -- Cond SetupOnly (CORESET identifier) monitoringSlotPeriodicityAndOffset CHOICE ⁇ (Monitoring slot level cycle and offset) sl1 NULL; sl2 INTEGER (0..1); sl4 INTEGER (0..3); sl5 INTEGER (0..4); sl8 INTEGER (0..7); sl10 INTEGER (0..9); sl16 INTEGER (0..15); sl20 INTEGER (0..19); sl40 INTEGER (0..39); sl80 INTEGER (0..79); sl160 INTEGER (0..159); sl320 INTEGER (0..319); sl640 INTEGER (0..639); sl1280 INTEGER (0..1279); sl
  • OPTIONAL -- Need R ⁇ ue-Specific SEQUENCE ⁇ (Terminal-specific search space) dci-Formats ENUMERATED ⁇ formats0-0-And-1-0, formats0-1-And-1-1 ⁇ , ..., ⁇ ⁇ OPTIONAL -- Cond Setup2 ⁇
  • the base station can configure one or more search space sets for the terminal.
  • the base station may configure search space set 1 and search space set 2 for the terminal.
  • search space set 1 the terminal can be set to monitor DCI format A scrambled with X-RNTI in a common search space
  • search space set 2 the terminal can monitor DCI format B scrambled with Y-RNTI in a terminal-specific search space. It can be set to monitor.
  • one or multiple search space sets may exist in the common search space or the terminal-specific search space.
  • search space set #1 and search space set #2 may be set as common search spaces
  • search space set #3 and search space set #4 may be set as terminal-specific search spaces.
  • the terminal can monitor the combination of the following DCI format and RNTI.
  • DCI format DCI format
  • RNTI RNTI
  • the terminal can monitor the combination of the following DCI format and RNTI.
  • DCI format DCI format
  • RNTI RNTI
  • the RNTIs may follow the following definitions and uses.
  • C-RNTI Cell RNTI
  • TC-RNTI Temporal Cell RNTI
  • CS-RNTI Configured Scheduling RNTI
  • RA-RNTI Random Access RNTI
  • P-RNTI Paging RNTI
  • SI-RNTI System Information RNTI
  • INT-RNTI Used to inform whether or not the PDSCH is pucturing.
  • TPC-PUSCH-RNTI Transmit Power Control for PUSCH RNTI
  • TPC-PUCCH-RNTI Transmit Power Control for PUCCH RNTI
  • TPC-SRS-RNTI Transmit Power Control for SRS RNTI
  • the search space of the aggregation level L in the search space set s can be expressed as the following equation.
  • Terminal identifier Terminal identifier
  • the value may correspond to 0 in the case of a common search space.
  • the value may correspond to a value that changes depending on the UE's ID (C-RNTI or an ID set to the UE by the base station) and time index.
  • CC component carrier
  • CA carrier aggregation
  • Carrier bundling technology is a technology that combines individual carriers with relatively small bandwidths to increase the total frequency bandwidth when a mobile communication service provider is unable to secure sufficient bandwidth to provide high-speed data services through a single carrier. It can enable high-speed data services.
  • the data rate can be increased through spatial multiplexing using multiple transmitting and receiving antennas.
  • the number of power amplifiers (PA) required increases in proportion to the number of transmission antennas provided in a base station or terminal.
  • the maximum output of a base station and a terminal depends on the power amplifier characteristics, and in general, the maximum output of a base station depends on the size of the cell covered by the base station. Usually, maximum output is expressed in dBm.
  • the maximum output of the terminal is usually 23dBm or 26dBm.
  • the base station has 64 transmit antennas and 64 corresponding power amplifiers in the 3.5 GHz frequency band and can operate with a bandwidth of 100 MHz.
  • the energy consumption of the base station increases in proportion to the output of the power amplifier and the operation time of the power amplifier.
  • 5G base stations have a relatively high operating frequency band and are characterized by a wide bandwidth and many transmission antennas. While this feature has the effect of increasing the data rate, it incurs the cost of increased base station energy consumption. Therefore, the more base stations that make up a mobile communication network, the more energy consumption of the entire mobile communication network increases.
  • the energy consumption of a base station is highly dependent on power amplifier operation. Since the power amplifier is involved in the base station transmission operation, the downlink (DL) transmission operation of the base station is highly related to the base station's energy consumption. The uplink (UL) reception operation of the base station does not account for a relatively large portion of the base station's energy consumption.
  • the physical channels and physical signals transmitted by the base station in the downlink are as follows.
  • - PDSCH Physical Downlink Shared Channel: A downlink data channel containing data to be transmitted to one or multiple terminals.
  • - PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • a downlink control channel containing scheduling information for PDSCH and PUSCH Physical Uplink Control Channel
  • control information such as slot format and power control command can be transmitted on the PDCCH alone without the PDSCH or PUSCH to be scheduled.
  • the scheduling information includes resource information to which PDSCH or PUSCH is mapped, HARQ-related information, power control information, etc.
  • - PBCH Physical Broadcast Channel: A downlink broadcast channel that provides MIB (Master Information Block), which is essential system information required for transmitting and receiving data channels and control channels of the terminal.
  • MIB Master Information Block
  • PSS Primary Synchronization Signal
  • - SSS Secondary Synchronization Signal: A signal that serves as a standard for DL time and/or frequency (hereinafter referred to as time/frequency) synchronization and provides some remaining information about the cell ID.
  • - DM-RS (Demodulation Reference Signal): Reference signal for UE channel estimation for each PDSCH, PDCCH, and PBCH
  • - CSI-RS Channel-state Information Reference Signal
  • the power amplifier operation stops accordingly, thereby increasing the base station energy saving effect, and the operation of not only the power amplifier but also the remaining base station devices, such as the baseband device, is reduced. Additional energy savings are possible. Similarly, even if the uplink reception operation accounts for a relatively small proportion of the total energy consumption of the base station, additional energy savings can be achieved if the uplink reception operation can be stopped.
  • the downlink transmission operation of the base station basically depends on the amount of downlink traffic. For example, if there is no data to transmit to the terminal in the downlink, the base station does not need to transmit a PDSCH or a PDCCH for scheduling the PDSCH. Alternatively, if transmission can be suspended for a while for reasons such as the data is not sensitive to transmission delay, the base station may not transmit PDSCH or/and PDCCH. For convenience of explanation below, this method of reducing base station energy consumption by not transmitting PDSCH and/or PDCCH related to data traffic or appropriately adjusting it is referred to as 'base station energy saving method 1-1'.
  • physical channels and physical signals such as PSS, SSS, PBCH, and CSI-RS have the characteristic of being transmitted repeatedly at a predetermined period regardless of data transmission to the terminal. Therefore, even if the terminal does not receive data, it can continuously update downlink time/frequency synchronization, downlink channel status, radio link quality, etc. That is, the PSS, SSS, PBCH, and CSI-RS necessarily require downlink transmission regardless of downlink data traffic, resulting in base station energy consumption. Therefore, base station energy savings can be achieved by adjusting transmission of the signal unrelated (or less relevant) to data traffic to occur less frequently (hereinafter referred to as 'base station energy saving method 1-2').
  • the operation of the base station's power amplifier and related RF devices, baseband devices, etc. By stopping or minimizing operation, the energy saving effect of the base station can be maximized.
  • the energy consumption of the base station can be reduced by switching off part of the base station's antenna or power amplifier (hereinafter referred to as 'base station energy saving method 2').
  • 'base station energy saving method 2' As a reaction to the energy saving effect of the base station, adverse effects such as a decrease in cell coverage or a decrease in throughput may occur.
  • a base station equipped with 64 transmitting antennas and 64 corresponding power amplifiers in the 3.5 GHz frequency band as described above and operating at a 100 MHz bandwidth may use 4 transmitting antennas during a predetermined time period to save base station energy.
  • the base station energy saving method proposed by the present invention will be described below through specific examples.
  • the base station states are distinguished and the operations of the base station and the terminal during state transition are explained.
  • Figure 5 is a diagram showing the relationship between state transitions between the base station and the terminal and the state of the terminal according to the base station state.
  • the state of the base station can be broadly divided into NORMAL state (501), SLEEP state (502), and OFF state (503) depending on the amount of resources used and the channel through which it is transmitted.
  • the base station state performing normal base station operations is called the NORMAL state.
  • the base station state in which only a portion of the normal base station operations are performed is called the SLEEP state.
  • the SLEEP state of the base station can be divided into a number of sleep modes according to the operating range settings of the base station.
  • the mode in which the base station does not perform any operation and only consumes standby power is called the OFF state. Since the base station does not transmit system information while the base station is operating in the OFF state, the terminal cannot search for the base station operating in the OFF state in cell search.
  • the names of the NORMAL state (501), SLEEP state (502), and OFF state (503) are examples, and the names expressing the states of each base station may vary.
  • the terminal states shown in FIG. 5 are the same as the terminal states that can be defined in the 5G system.
  • the RRC_CONNECTED (504) terminal completes the initial connection procedure to enable one-to-one communication between the base station and the terminal, while the RRC_INACTIVE (505) terminal or RRC_IDLE (506) terminal receives cell-common control information such as the base station's system information or paging message.
  • the RRC_CONNECTED (504) terminal completes the initial connection procedure to enable one-to-one communication between the base station and the terminal, while the RRC_INACTIVE (505) terminal or RRC_IDLE (506) terminal receives cell-common control information such as the base station's system information or paging message.
  • the states of the terminal can be explained in relation to the state of the base station.
  • the base station When operating in the SLEEP state and OFF state excluding the NORMAL state among the base station states shown in FIG. 5, the base station can save energy compared to operating in the NORMAL state.
  • the base station's energy can be saved with little effect on the performance of the terminals.
  • the previously described 'Base station energy saving method 1-1', 'Base station energy saving method 1-2', or 'Base station energy saving method 2' can be an example of a base station when the base station is in the SLEEP state.
  • a base station in the SLEEP state can save energy by using only a portion of the resources used by the base station or by supporting only some of the existing transmitting and receiving channels. The amount of energy that can be saved varies depending on the mode in which the base station operates in the SLEEP state.
  • Terminals surrounding a base station operating in the SLEEP state can be connected to the base station, but because the operation of the base station is limited, terminal performance such as throughput and latency may deteriorate. Therefore, there is generally a trade-off between the amount of energy saved by the base station and the performance of the terminal.
  • the base station changes the operation of the base station by switching to the SLEEP state or OFF state to save energy, or by switching to another sleep mode within the SLEEP state
  • the base station determines the terminal based on the number of RRC_CONNECTED terminals and RRC_INACTIVE terminals or the amount of data traffic, etc.
  • the state must be switched in a way that does not affect performance. For example, if the base station suddenly switches to the OFF state while the RRC_CONNECTED terminal is conducting one-to-one communication, it may adversely affect the performance of the terminal and should be avoided.
  • the operation of the base station according to the SLEEP state can be informed to surrounding terminals.
  • blind decoding is performed within a number of search spaces given to the UE, including a UE-specific search space, to receive the PDCCH.
  • the state of the base station changes from the NORMAL state to the SLEEP state, which operates to transmit only information associated with the PDCCH received in the common search space, such as system information or paging messages, if the terminal does not know about this state transition of the base station,
  • the terminal may consume energy in the process of performing unnecessary blind decoding in a search space other than the common search space. Therefore, if the transition of the base station state is signaled to surrounding terminals in advance, the terminal can reduce energy consumption by excluding blind decoding outside the common search space, such as the terminal-specific search space.
  • Figures 6 to 9 are diagrams showing the procedures required when the base station switches to another state. Cases where the base station switches states are classified as numbers 507 to 512 in FIG. 5.
  • FIG. 6 is a diagram showing the base station procedures in the base station state transition process of 507 and 511 of FIG. 5.
  • 507 and 511 correspond to cases where the base station in the OFF state switches to the NORMAL state or SLEEP state
  • Figure 6 shows a state in which the base station begins to perform all or part of the operation again without transmitting or receiving any channels. Describes the procedures required to convert to .
  • the base station can receive information about terminals from neighboring base stations before switching from the OFF state to another state.
  • the terminal information that the base station receives from neighboring base stations may include information that can be helpful in determining the status of the base station to be switched, such as the number of terminals connected to the neighboring base stations and the amount of data traffic. If the amount of data traffic from the surrounding base station is large and there are many terminals in the RRC_CONNECTED or RRC_INACTIVE state, the base station may decide to switch to the NORMAL state. Conversely, if the amount of data traffic expected after the state transition is low, the state can be switched to SLEEP state.
  • the neighboring base stations may request that the base station in the OFF state switch to the SLEEP state or NORMAL state. If there is no base station connected to the base station in the OFF state or there is no terminal-related information to be transmitted, process 601 can be omitted.
  • the base station transmits channels to support initial access of the terminal.
  • Terminals that want to switch the link with the base station to the connected state, or UEs that want to determine the radio link quality of an adjacent cell and obtain time/frequency synchronization transmit and receive common cell information through the SS/PBCH block and additional system information transmitted by the base station.
  • Control information can be obtained.
  • the terminal can receive information related to SS/PBCH transmission, such as the period and number of SS/PBCH blocks, through SIB1. Before receiving separate signaling for the corresponding information, the terminal can receive the SS/PBCH block with a pre-arranged default value.
  • terminals that wish to switch the link with the base station to the connected state perform a random access procedure.
  • the base station receives UE capability information from the terminal in process 603, and the terminal responds to the base station status transition. Determine whether appropriate actions can be performed.
  • the UE capability information that the base station receives from the terminal includes information indicating whether the terminal can recognize signaling related to the base station state transition or base station sleep mode transition, control information related to the frequency band supported by the terminal, and channel bandwidth. Information such as related control information may be included.
  • process 602 can be performed by changing information related to SS/PBCH transmission to save energy of the base station, or the device can be switched back to the OFF state.
  • SS/PBCH when transmitting SS/PBCH for the first time in step 602, it is transmitted at a period of 80ms, and if no terminal attempts random access, it is transmitted at a period of 320ms, or the state can be switched back to the OFF state to stop SS/PBCH transmission. .
  • the base station can set which state to operate between the NORMAL state and the SLEEP state in step 604.
  • the current operating state of the base station can be set to the terminal through RRC signaling.
  • the base station performs scheduling and information transmission/reception operations according to the settings in the changed state. If the terminal successfully acquires the status of the base station in process 604, the terminal can accurately recognize the operation of the base station by changing the terminal settings according to the base station status. At this time, the terminal can reduce energy consumption by operating only on signals and resources transmitted and received by the base station.
  • FIG. 7 is a diagram showing the base station procedures in the base station state transition process of 508 and 512 of FIG. 5.
  • 508 and 512 correspond to a case where the base station operates in the NORMAL state or SLEEP state and then switches to the OFF state, and Figure 7 explains the procedures required before the base station operates and switches to the OFF state in which no channel is transmitted or received.
  • the base station may consider switching to the OFF state when there is no data traffic. Specifically, the base station may decide to switch the state to the OFF state when there is no terminal in the RRC_CONNECTED state or a terminal attempting random access for a long time. At this time, in order to support smooth data transmission and reception to the terminal, if there is a terminal in the RRC_CONNECTED state, the base station's state transition to the OFF state is not considered, and if the transition is unavoidable, handover to another adjacent base station is performed. It supports continuous data transmission and reception. Therefore, in general, in a case where only a terminal in the RRC_INACTIVE state and a terminal in the RRC_IDLE state exist, the base station may consider switching the state to the OFF state.
  • the base station signals state transition information of the base station to the terminal in step 702.
  • the state transition information may include information on the state the base station wants to transition to and timing information indicating when the state will be transitioned.
  • State transition information may be signaled through PDCCH, or may be signaled to the terminal through SIB related to base station state settings.
  • the specific signaling method that can be supported for each terminal may vary depending on the RRC status and UE capability of the terminal.
  • a terminal in the RRC_CONNECTED state or a terminal in the RRC_INACTIVE state can inform the base station through response information whether the base station's state transition information has been received, and in step 703, the base station receives the response sent by the terminal. Information can be received. If the terminal fails to receive signaling related to the state transition information of the base station, the base station may retransmit the state transition information of the base station for the terminal. However, the process of receiving and retransmitting a response from the terminal consumes energy of the base station, so this process may be omitted depending on the base station settings.
  • the base station performing a state transition may transmit signaling to neighboring base stations to notify of its state transition.
  • a base station that performs a state transition in this way can help other base stations efficiently predict traffic and manage resources for each terminal by notifying neighboring base stations about its state.
  • information about the terminal can be passed on to another base station to which it wishes to connect in order to support connection to an adjacent base station. In some cases, such as when there is no neighboring base station to transmit the base station's state change signaling, this process may be omitted.
  • the base station switches to the OFF state after the state transition timing notified by signaling to the terminals and surrounding base stations.
  • a base station that has switched to the OFF state can switch to the NORMAL state or SLEEP state after a time arbitrarily designated by the base station according to the procedure of FIG. 6 described above or through a request from a neighboring base station.
  • FIG. 8 is a diagram showing the base station's procedure in the base station state transition process of 509 in FIG. 5.
  • 509 indicates the procedure in which the base station operates in the SLEEP state to save energy and then switches to the NORMAL state.
  • the base station when the base station wants to switch to a state of normal base station operation for reasons such as when the amount of data traffic increases or when the number of RRC_CONNECTED terminals or RRC_INACTIVE terminals increases, it can decide to switch the state to the NORMAL state.
  • the standard for state transition to the NORMAL state may vary depending on the operation of the SLEEP state set by the base station. For example, the base station may be set to only transmit SS/PBCH, system information, and paging messages at a certain period in the SLEEP state. While the base station operates in the SLEEP state, the base station transmits only cell-common control information, so RRC_CONNECTED terminals that are connected to the base station and perform one-to-one communication may not be supported.
  • RRC_INACTIVE terminals and RRC_IDLE terminals around the base station may attempt random access using information transmitted from the base station.
  • the state of the base station may also decide to transition to the NORMAL state to support one-to-one communication of the RRC_CONNECTED UE.
  • the base station may decide to transition to the NORMAL state.
  • the base station may signal state transition information to the terminal.
  • the base station can signal the state transition to all terminals through a cell common control signal, but signals the state transition only to one specific terminal with the most data traffic or to multiple terminals with data traffic above a certain level. There may be differences in operation between terminals. By making a difference in state transition signaling, energy consumption can be reduced by maintaining operation when the base station is in the SLEEP state without a separate configuration change for the terminal for a terminal with relatively low data traffic.
  • the base station state transition signaling may include information indicating that the base station will operate in the NORMAL state and information about the timing of the state transition. However, in exceptional cases where the base station's state transition occurs earlier than the signaling time, timing information may be omitted. Terminals that receive state change signaling from the base station in process 802 may transmit a response signal to the signaling to the base station.
  • the base station can determine whether the terminals have responded and whether the operation settings of each terminal have been changed to suit the state of the base station according to the contents of the response. If the 803 process is omitted and no response to signaling is received from the terminals, the terminal does not transmit or receive information in accordance with the operation of the base station set in the NORMAL state, which may waste the resources of the base station and consume energy. For example, a base station in the NORMAL state requested to report the channel state based on CSI-RS transmitted from resources not configured in the SLEEP state, but the terminal operating in the SLEEP state performs the channel measurement operation requested by the base station. Otherwise, channel status cannot be reported.
  • the base station retransmits the state transition information or uses quasi-static signaling in addition to dynamic signaling to enable the terminal to recognize the base station state transition.
  • the base station retransmits the state transition information or uses quasi-static signaling in addition to dynamic signaling to enable the terminal to recognize the base station state transition.
  • scheduling can be supported according to the operation and resources of the terminal without further performing base station state transition signaling.
  • the base station can notify neighboring base stations that its status will change through signaling.
  • the base station can help other neighboring base stations determine whether to switch to the SLEEP state or OFF state by notifying neighboring base stations that it is operating in the NORMAL state. This process may be omitted in some cases.
  • the base station switches to the NORMAL state and operates in step 805. This is the same as the operation of a general base station, and terminals that receive base station state change signaling operate in accordance with the parameters set by the base station. In addition, terminals that are not connected to the base station can be connected to the base station through initial connection and random access.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the base station procedure in the base station state transition process of 510 of FIG. 5.
  • 510 indicates the procedure in which the base station operates in the NORMAL state and then switches to the SLEEP state to save energy.
  • the base station enters the SLEEP state when the amount of data traffic decreases and the system load is low, or when the number of RRC_CONNECTED terminals or RRC_INACTIVE terminals decreases, the resources required for channel transmission and reception decrease, or the number of channels to transmit and receive decreases. You can decide to change the state to .
  • the state transition criteria to the SLEEP state may vary depending on the operation of the SLEEP state set by the base station. For example, the base station may be set to only transmit SS/PBCH, system information, and paging messages at a certain period in the SLEEP state.
  • the base station While the base station operates in the SLEEP state, the base station transmits only cell-common control information, so RRC_CONNECTED terminals that are connected to the base station and perform one-to-one communication are not supported. Therefore, the base station can decide to switch to the SLEEP state only when there is no RRC_CONNECTED terminal or when the RRC_CONNECTED terminal is scheduled to change the state to an RRC_INACTIVE or RRC_IDLE terminal.
  • the base station may signal state transition information to the terminal.
  • the base station can signal the state transition to all terminals in order to reduce unnecessary energy consumption of the terminals.
  • the state transition signaling of the base station may be preferentially performed through a cell common control signal to reduce the signaling overhead of the base station.
  • the base station state transition signaling may include information indicating that the base station will operate in the SLEEP state and information about the timing of the state transition. However, in exceptional cases where the base station's state transition occurs earlier than the signaling time, timing information may be omitted. Information indicating that the device will operate in the SLEEP state may also include information about which mode it will operate in among the multiple SLEEP modes that can be set in the SLEEP state. Terminals that receive state change signaling from the base station in step 902 may transmit a response signal to the signaling to the base station.
  • the base station can determine whether the terminals have responded and whether the operation settings of each terminal have been changed to suit the state of the base station according to the contents of the response.
  • the base station can notify neighboring base stations that its status will change through signaling.
  • the base station can help other neighboring base stations determine whether to switch states by notifying neighboring base stations of its operation in the SLEEP state and its operation in the SLEEP state to be switched. This process may be omitted in some cases.
  • the base station switches to the SLEEP state and operates in step 905.
  • Terminals that receive signaling when the base station is in the NORMAL state or that recognize the operation of the base station in the SLEEP state through system information about the operation state of the base station operate according to set parameters. Terminals that are not connected to the base station can be connected to the base station through initial connection and random access. However, if the cell barring status is confirmed through the MIB, which is essential system information of the base station, terminals not connected to the base station cannot access the base station randomly.
  • the second embodiment describes a method of setting the base station status to the terminal to save base station energy and a specific method of signaling to the terminal when the base station status is changed.
  • the state transition items of the base station to which signaling described in the second embodiment is applicable include, but are not limited to, the state transition lists of the base station described in the first embodiment.
  • the base station can set parameters related to the operation of the base station, such as the list of channels to be transmitted or monitored, the period of periodically transmitted signals, or the size of frequency resources, according to the sleep mode of the base station's SLEEP state.
  • the terminal In order to reduce unnecessary energy consumption of the terminal and increase performance by appropriately adapting to the operation of the base station, the terminal must also be aware of changes in operation due to state transitions of the base station.
  • the state transition of the base station is referred to as not only the state transition identified in FIG. 5 but also the transition between multiple sleep modes distinguished within the SLEEP state.
  • the resources set for the terminal in order for the terminal to operate in accordance with the change in operation according to the state transition of the base station, the resources set for the terminal must be changed through RRC signaling to the terminal whenever the channel through which the base station transmits or receives or the resource allocation used changes.
  • changes in operation settings through RRC signaling take time, they are not applied dynamically, making it difficult to respond immediately to changes in the base station's status.
  • the method of instructing the terminal to omit transmission and reception of a specific channel that must be performed also differs depending on the type of channel, and because separate instructions must be given for each channel, there is a lot of signaling overhead in adapting the terminal's operation to the state transition of the base station. It takes.
  • a list of states in which the base station can operate in the SLEEP state or a candidate parameter value related to the SLEEP state can be set.
  • the following describes methods for setting information about the state in which the base station can operate for a terminal connected to the base station.
  • Method A is a method of setting the sleep mode in which the SLEEP state base station can operate and the operation parameter setting values of the base station in the corresponding sleep mode. For example, assuming that there are three sleep modes that can operate in the base station's SLEEP state, each sleep mode can be classified as follows and set in the terminal along with the corresponding operating parameter settings.
  • the base station transmits only channels related to cell common control information
  • the base station transmits and receives channels related to cell common control information and channels related to rapid service provision (for example, URLLC-related channels)
  • ⁇ Cell common control information is transmitted on the channel in the P1 cycle, and in the case of URLLC channels, transmitted when there is data.
  • Base station transmits and receives channels in the same NORMAL state
  • the state of the base station and the operation of the base station according to that state can be explicitly set to the terminal.
  • the state of the base station according to method A when signaling the state transition of the base station, the amount of information that must be transmitted in the signaling process can be reduced by signaling only information about the state ID and state transition timing of the base station to be switched.
  • the base station needs to change its operation for a specific base station state, the operation can be changed through RRC signaling, and it takes time to change the setting value.
  • the maximum number of states that a base station can set may be limited.
  • Method B is a method that does not explicitly set the state of the base station, but presents a set of parameter value candidates that can be set when the base station is in the SLEEP state. Parameter candidates related to the SLEEP state can be set in the terminal as follows.
  • the base station transmits only channels related to cell common control information
  • the base station transmits and receives channels related to cell common control information and channels related to rapid service provision.
  • Base station transmits and receives channels in the same NORMAL state
  • ⁇ Transmits and receives channels for each P2 and operates in OFF state during other periods
  • configuration value candidates related to the operation of the base station in the SLEEP state can be presented to the terminal.
  • the terminal can operate by adapting to various base station states operated by a combination of set parameter values, so the number of states in which the base station can operate will be greater than method A. You can.
  • method A and method B information such as specific time and location in frequency resources for each setting value in the operation settings of the base station may be specified together when setting parameters, or the resource mapping method may be presented separately.
  • the above base station operation-related parameter list and specific settings are for illustrative purposes only and are not limited to the presented list and values.
  • the above method is information that can be set when the terminal is connected to the base station, and, like a terminal in the RRC_IDLE state, information about the list of states that can operate in the base station cannot be known before being connected to the base station. However, through cell common control information, the operating state of the corresponding base station can be confirmed through system information, etc.
  • the OFF state is a state in which no channels are transmitted or received, so no separate settings are required.
  • the state change signaling of the base station must be commonly received by terminals connected to the base station or terminals monitoring system information of the base station. Therefore, the base station provides information on the states in which the base station can operate so that not only RRC_CONNECTED terminals that can receive various types of downlink control signals, but also terminals in the RRC_IDLE state or RRC_INACTIVE state can obtain the status information of the base station. Signaling can be done.
  • the terminals receive common information, rather than signaling using a terminal-specific control signal to control one terminal, a cell common control signal that broadcasts cell-related information to surrounding terminals or a cell common control signal that broadcasts cell-related information to neighboring terminals or terminals belonging to a group are the same Signaling using a terminal-group control signal capable of receiving control signals may be considered.
  • the base station's state change signaling can be performed through the PDCCH, and specific signaling methods can be divided as follows depending on the RNTI value used when transmitting the PDCCH.
  • the base station can receive resource allocation information of PDSCH containing SIB information by receiving DCI scrambled with SI-RNTI. If the terminal successfully receives the PDSCH based on the received DCI, the terminal can obtain system information included in the corresponding SIB. SIBs are numbered such as SIB 1, SIB 2, etc. depending on the type of system information they contain, and the remaining system information except SIB 1 is called OSI (Other System Information). OSI is mainly transmitted periodically, and information related to OSI transmission is set through SIB1. At this time, a SIB including status information of the base station can be defined and broadcasted to surrounding terminals. In the following description, the SIB including the status information of the base station is referred to as SIB X.
  • Base station status control signaling with PDCCH including DCI scrambled with newly introduced base station status-related RNTI In order for the terminal to quickly adapt to base station status transitions, a new DCI format containing base station status control information is defined, and the corresponding DCI is A new identifying RNTI can be introduced.
  • the identifier indicating control information related to state transition of the base station is referred to as ST-RNTI (State Transition RNTI).
  • ST-RNTI State Transition RNTI
  • ST-RNTI State Transition RNTI
  • step 802 when supporting the case where the base station signals the base station's state transition only to some terminals with high traffic, STG-RNTI (State Transition Group RNTI), which can be commonly configured for some terminals, may be separately specified.
  • STG-RNTI State Transition Group RNTI
  • the base station's state transition control information can be obtained only with the PDCCH information, so the terminal can acquire the base station state control information more quickly and adapt to the operation of the base station to save energy. Consumption can be reduced.
  • Figure 10 is a diagram explaining a procedure for a terminal to acquire system information of a base station through SIB.
  • the terminal can acquire the MIB and SIB1 of the 1010 and 1020 processes through SS/PBCH periodically transmitted by the base station.
  • the base station periodically broadcasts SIBs other than SIB1 to surrounding terminals through the 1030 process. At this time, the base station can also broadcast system information SIB It can adapt and operate. Additionally, in the case of a terminal that has not received system information SIB
  • the transmission method for the request is set through SIB1.
  • the base station transmits the corresponding system information to the terminal in step 1050.
  • the procedure in FIG. 10 not only the RRC_CONNECTED terminal, but also the RRC_INACTIVE terminal and RRC_IDLE terminal can obtain information about the status of the base station.
  • the state control information of the base station may include the following information.
  • the state control information that can be included is not limited to the following.
  • the base station status-related parameter list may be configured with value information to be set for each parameter list. At this time, the information may be configured to include only information about the parameter items that change without including the values of the parameter items that do not change when the state is changed.
  • Base station state transition timing information Information about when the base station state transition occurs may be included.
  • - Response information to signaling In cases where a response to reception of base station signaling is required, the corresponding information can optionally be included.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the operation of a terminal when signaling to change the state of the base station from the NORMAL state to the SLEEP state through DCI scrambled with ST-RNTI.
  • the terminal receives DCI (hereinafter 'ST-DCI') scrambled with ST-RNTI from the base station at slot n (1102) (1101).
  • 'ST-DCI' includes base station state transition timing information, so the terminal changes the state of the base station to SLEEP in slot n+k1 (1103), which is after a predetermined processing time k1 for acquiring the signal and processing related operations. It is applied as state (1110), and from the slot onwards, downlink reception (1108) and uplink transmission (1109) operations corresponding to the SLEEP state operation are performed. Therefore, the terminal performs operations according to the NORMAL state (1111) until slot n+k1, before the base station state transition is applied. That is, the terminal performs downlink reception (1106) and uplink transmission (1107) operations according to the NORMAL state until n+k1.
  • the terminal When the base station instructs a response to receiving status control, the terminal transmits a response (1104) in slot n+k2 (1105) after a predetermined processing time k2 for processing the related operation. If the base station does not receive a response 1104 from the terminal, it can recognize that the terminal did not obtain state transition control information.
  • the third embodiment explains how to specifically distinguish the SLEEP state among base station states in order to save base station energy.
  • the operation of the base station in the SLEEP state described in the third embodiment may be an example of the operation of the base station in the SLEEP state specified in the first and second embodiments or in a sleep mode within the SLEEP state.
  • Figure 12 shows an example of base station operation in sleep mode.
  • the base station can perform discontinuous transmission and reception (DTRX) operation, which transmits and receives data information and control information at regular intervals.
  • DTRX operation is a transmission mode (TRX mode) (1201) that performs both transmission and reception according to the operation of the base station, a reception mode (RX-only mode) (1202) that only receives uplink, and a transmission mode (TX-only mode) that only transmits in downlink. only mode).
  • TRX mode transmission mode
  • RX-only mode reception mode
  • TX-only mode transmission mode
  • the period during which the base station can transmit and receive information is the slot n (1203) in which the DTRX mode is set, the period (1204) indicating the frequency at which the base station transmits and receives information, and the base station's activity when transmitting and receiving information once. It is determined by the duration (wakeup-duration) (1205). When the base station operates in sleep mode, the time excluding the wakeup-duration determined according to a number of DTRX setting values is the sleep-duration (1206), and during the sleep period, the base station does not perform any operation to save energy. You can.
  • the period of the base station's DTRX operation can be set based on the period of the signal transmitted and received by the terminal, and the energy consumption of the base station can be reduced by applying a larger value than the existing settable value.
  • the period of the SS/PBCH block can be set to one of 5ms, 10ms, 20ms, 40ms, 80ms, and 160ms, but the period of the DTRX operation can be set to a longer period of 320ms, 640ms, etc.
  • the sleep mode can be divided into deep sleep when the cycle is 1280ms or more, and light sleep when the cycle is 640ms or less.
  • signals that can be received include PRACH, scheduling request, control channels such as PUCCH, and uplink data channels such as PUSCH. Types may be limited by base station.
  • signals that can be transmitted include cell common control signals such as SSB, SIB, and paging, UE-specific control signals, and downlink data channels such as PDSCH, and The types of channels that can be transmitted in transmission mode may be limited by the base station.
  • Figure 13 is a diagram explaining the operation of periodically switching sleep modes supported by the base station.
  • the sleep mode supported by the base station may be the sleep mode or SLEEP state described as an example in the first and second embodiments.
  • Figure 13 shows a case where the base station is operated by alternately applying sleep mode 1 (1301) and sleep mode 2 (1302), which are set differently.
  • the base station sets the terminal in advance with information about slot n (1303), periodically switching sleep mode operations, and information about the duration of operation in one mode (1304), and then periodically switches the sleep mode through signaling. You can instruct to perform the operation of switching to .
  • the terminal may be set to periodically switch between a specific sleep mode and the NORMAL state or OFF state, as well as the sleep mode set within the SLEEP state. At this time, the case where the sleep mode and OFF state are set to switch periodically may be the same as the case where one DTRX operation is set in FIG. 12.
  • the base station can reduce the signaling overhead required for base station state transition control by setting the state in which it performs energy saving operations in various ways to one sleep mode in the SLEEP state and periodically operating in the same manner as above.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a terminal transmitting and receiving device in a wireless communication system according to an embodiment of the present disclosure. For convenience of explanation, the illustration and description of devices not directly related to the present disclosure may be omitted.
  • the terminal includes a transmitter 1404 consisting of an uplink transmit processing block 1401, a multiplexer 1402, and a transmit RF block 1403, a downlink receive processing block 1405, and a demultiplexer 1406. ), it may be composed of a receiving unit 1408 consisting of a receiving RF block 1507, and a control unit 1409. As described above, the control unit 1409 controls each component block of the receiver 1408 for receiving a data channel or control channel transmitted by the base station and each component block of the transmitter 1404 for transmitting an uplink signal. can do.
  • the uplink transmission processing block 1401 in the transmitter 1404 of the terminal may generate a signal to be transmitted by performing processes such as channel coding and modulation.
  • the signal generated in the uplink transmission processing block 1401 may be multiplexed with other uplink signals by the multiplexer 1402, processed in the transmission RF block 1403, and then transmitted to the base station.
  • the receiver 1408 of the terminal demultiplexes the signal received from the base station and distributes it to each downlink reception processing block.
  • the downlink reception processing block 1405 may obtain control information or data transmitted by the base station by performing processes such as demodulation and channel decoding on the downlink signal of the base station.
  • the terminal receiver 1408 may support the operation of the control unit 1409 by applying the output result of the downlink reception processing block to the control unit 1409.
  • Figure 15 is a block diagram showing an example of the configuration of a terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • the terminal of the present disclosure may include a processor 1530, a transceiver 1510, and a memory 1520.
  • the components of the terminal are not limited to the examples described above.
  • the terminal may include more or fewer components than the aforementioned components.
  • the processor 1530, the transceiver 1510, and the memory 1520 may be implemented in the form of a single chip.
  • the transmitting and receiving unit 1510 of FIG. 15 may include the transmitting unit 1404 and the receiving unit 1408 of FIG. 14.
  • the processor 1530 of FIG. 15 may include the control unit 1409 of FIG. 14.
  • the processor 1530 may control a series of processes in which the terminal can operate according to the above-described embodiment of the present disclosure.
  • components of the terminal can be controlled to perform the transmission and reception method of the terminal depending on whether the base station mode is the base station energy saving mode or the base station normal mode.
  • the transceiver unit 1510 can transmit and receive signals to and from the base station. Signals transmitted and received from the base station may include control information and data.
  • the transceiver unit 1510 may be comprised of an RF transmitter that up-converts and amplifies the frequency of the transmitted signal, and an RF receiver that amplifies the received signal with low noise and down-converts the frequency.
  • this is only an example of the transceiver unit 1510, and the components of the transceiver unit 1510 are not limited to the RF transmitter and RF receiver. Additionally, the transceiver 1510 may receive a signal through a wireless channel and output it to the processor 1530, and transmit the signal output from the processor 1530 through a wireless channel.
  • the memory 1520 may store programs and data necessary for operation of the terminal. Additionally, the memory 1520 may store control information or data included in signals transmitted and received by the terminal.
  • the memory 1520 may be composed of a storage medium such as ROM, RAM, hard disk, CD-ROM, and DVD, or a combination of storage media. In addition, there may be a plurality of memories 1520. According to one embodiment, the memory 1520 performs transmission and reception operations of the terminal depending on whether the base station mode, which is the embodiment of the present disclosure described above, is the base station energy saving mode or the base station general mode. You can save a program to do this.
  • Figure 16 is a block diagram showing an example of the configuration of a base station according to an embodiment of the present disclosure.
  • the base station of the present disclosure may include a processor 1630, a transceiver 1610, and a memory 1620.
  • the components of the base station are not limited to the above examples.
  • a base station may include more or fewer components than those described above.
  • the processor 1630, the transceiver 1610, and the memory 1620 may be implemented in the form of a single chip.
  • the processor 1630 can control a series of processes so that the base station can operate according to the above-described embodiment of the present disclosure.
  • components of the base station can be controlled to perform a method of scheduling a terminal depending on whether the base station mode is the base station energy saving mode or the base station normal mode.
  • the transmitting and receiving unit 1610 can transmit and receive signals to and from the terminal. Signals transmitted and received from the terminal may include control information and data.
  • the transceiver 1610 may be comprised of an RF transmitter that up-converts and amplifies the frequency of a transmitted signal, and an RF receiver that amplifies the received signal with low noise and down-converts the frequency. However, this is only an example of the transceiver 1610, and the components of the transceiver 1610 are not limited to the RF transmitter and RF receiver. Additionally, the transceiver 1610 may receive a signal through a wireless channel and output it to the processor 1630, and transmit the signal output from the processor 1630 through a wireless channel.
  • the memory 1620 may store programs and data necessary for the operation of the base station. Additionally, the memory 1620 may store control information or data included in signals transmitted and received by the base station.
  • the memory 1620 may be composed of a storage medium such as ROM, RAM, hard disk, CD-ROM, and DVD, or a combination of storage media. Additionally, there may be multiple memories 1620.
  • the memory 1620 may store a program for performing a method of scheduling a terminal according to whether the base station mode is the base station energy saving mode or the base station general mode, which is the embodiment of the present disclosure described above.

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Abstract

본 개시는 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 6G 통신 시스템에 관련된 것이다. 또한, 본 개시는 이동 통신 시스템에서 기지국의 에너지 소모를 감소시키는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 본 개시에 따르면 이동 통신 시스템에서 기지국의 과도한 에너지 소모 문제를 해소하고 높은 에너지 효율을 달성할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 기지국에 의해 수행되는 방법은, 제1 상태에서 제2 상태로의 전환을 결정하는 단계; 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로의 전환을 나타내는 제1 상태 전환 정보를 단말에게 송신하는 단계; 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 기지국의 상태를 전환하는 단계 및 상기 제2 상태를 기반으로 상기 단말과 통신을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 기지국 에너지 소모를 감소시키는 방법 및 장치
본 개시는 무선 통신 시스템에서 기지국의 에너지 소모를 감소시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.
5G 이동통신 기술은 빠른 전송 속도와 새로운 서비스가 가능하도록 넓은 주파수 대역을 정의하고 있으며, 3.5 기가헤르츠(3.5GHz) 등 6GHz 이하 주파수('Sub 6GHz') 대역은 물론 28GHz와 39GHz 등 밀리미터파(㎜Wave)로 불리는 초고주파 대역('Above 6GHz')에서도 구현이 가능하다. 또한, 5G 통신 이후(Beyond 5G)의 시스템이라 불리어지는 6G 이동통신 기술의 경우, 5G 이동통신 기술 대비 50배 빨라진 전송 속도와 10분의 1로 줄어든 초저(Ultra Low) 지연시간을 달성하기 위해 테라헤르츠(Terahertz) 대역(예를 들어, 95GHz에서 3 테라헤르츠(3THz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다.
5G 이동통신 기술의 초기에는, 초광대역 서비스(enhanced Mobile BroadBand, eMBB), 고신뢰/초저지연 통신(Ultra-Reliable Low-Latency Communications, URLLC), 대규모 기계식 통신 (massive Machine-Type Communications, mMTC)에 대한 서비스 지원과 성능 요구사항 만족을 목표로, 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위한 빔포밍(Beamforming) 및 거대 배열 다중 입출력(Massive MIMO), 초고주파수 자원의 효율적 활용을 위한 다양한 뉴머롤로지 지원(복수 개의 서브캐리어 간격 운용 등)와 슬롯 포맷에 대한 동적 운영, 다중 빔 전송 및 광대역을 지원하기 위한 초기 접속 기술, BWP(Band-Width Part)의 정의 및 운영, 대용량 데이터 전송을 위한 LDPC(Low Density Parity Check) 부호와 제어 정보의 신뢰성 높은 전송을 위한 폴라 코드(Polar Code)와 같은 새로운 채널 코딩 방법, L2 선-처리(L2 pre-processing), 특정 서비스에 특화된 전용 네트워크를 제공하는 네트워크 슬라이싱(Network Slicing) 등에 대한 표준화가 진행되었다.
현재, 5G 이동통신 기술이 지원하고자 했던 서비스들을 고려하여 초기의 5G 이동통신 기술 개선(improvement) 및 성능 향상(enhancement)을 위한 논의가 진행 중에 있으며, 차량이 전송하는 자신의 위치 및 상태 정보에 기반하여 자율주행 차량의 주행 판단을 돕고 사용자의 편의를 증대하기 위한 V2X(Vehicle-to-Everything), 비면허 대역에서 각종 규제 상 요구사항들에 부합하는 시스템 동작을 목적으로 하는 NR-U(New Radio Unlicensed), NR 단말 저전력 소모 기술(UE Power Saving), 지상 망과의 통신이 불가능한 지역에서 커버리지 확보를 위한 단말-위성 직접 통신인 비 지상 네트워크(Non-Terrestrial Network, NTN), 위치 측위(Positioning) 등의 기술에 대한 물리계층 표준화가 진행 중이다.
뿐만 아니라, 타 산업과의 연계 및 융합을 통한 새로운 서비스 지원을 위한 지능형 공장 (Industrial Internet of Things, IIoT), 무선 백홀 링크와 액세스 링크를 통합 지원하여 네트워크 서비스 지역 확장을 위한 노드를 제공하는 IAB(Integrated Access and Backhaul), 조건부 핸드오버(Conditional Handover) 및 DAPS(Dual Active Protocol Stack) 핸드오버를 포함하는 이동성 향상 기술(Mobility Enhancement), 랜덤액세스 절차를 간소화하는 2 단계 랜덤액세스(2-step RACH for NR) 등의 기술에 대한 무선 인터페이스 아키텍쳐/프로토콜 분야의 표준화 역시 진행 중에 있으며, 네트워크 기능 가상화(Network Functions Virtualization, NFV) 및 소프트웨어 정의 네트워킹(Software-Defined Networking, SDN) 기술의 접목을 위한 5G　베이스라인 아키텍쳐(예를 들어, Service based Architecture, Service based Interface), 단말의 위치에 기반하여 서비스를 제공받는 모바일 엣지 컴퓨팅(Mobile Edge Computing, MEC) 등에 대한 시스템 아키텍쳐/서비스 분야의 표준화도 진행 중이다.
이와 같은 5G 이동통신 시스템이 상용화되면, 폭발적인 증가 추세에 있는 커넥티드 기기들이 통신 네트워크에 연결될 것이며, 이에 따라 5G 이동통신 시스템의 기능 및 성능 강화와 커넥티드 기기들의 통합 운용이 필요할 것으로 예상된다. 이를 위해, 증강현실(Augmented Reality, AR), 가상현실(Virtual Reality, VR), 혼합 현실(Mixed Reality, MR) 등을 효율적으로 지원하기 위한 확장 현실(eXtended Reality, XR), 인공지능(Artificial Intelligence, AI) 및 머신러닝(Machine Learning, ML)을 활용한 5G 성능 개선 및 복잡도 감소, AI 서비스 지원, 메타버스 서비스 지원, 드론 통신 등에 대한 새로운 연구가 진행될 예정이다.
또한, 이러한 5G 이동통신 시스템의 발전은 6G 이동통신 기술의 테라헤르츠 대역에서의 커버리지 보장을 위한 신규 파형(Waveform), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(Array Antenna), 대규모 안테나(Large Scale Antenna)와 같은 다중 안테나 전송 기술, 테라헤르츠 대역 신호의 커버리지를 개선하기 위해 메타물질(Metamaterial) 기반 렌즈 및 안테나, OAM(Orbital Angular Momentum)을 이용한 고차원 공간 다중화 기술, RIS(Reconfigurable Intelligent Surface) 기술 뿐만 아니라, 6G 이동통신 기술의 주파수 효율 향상 및 시스템 네트워크 개선을 위한 전이중화(Full Duplex) 기술, 위성(Satellite), AI(Artificial Intelligence)를 설계 단계에서부터 활용하고 종단간(End-to-End) AI 지원 기능을 내재화하여 시스템 최적화를 실현하는 AI 기반 통신 기술, 단말 연산 능력의 한계를 넘어서는 복잡도의 서비스를 초고성능 통신과 컴퓨팅 자원을 활용하여 실현하는 차세대 분산 컴퓨팅 기술 등의 개발에 기반이 될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시는, 이동 통신 시스템에서 기지국의 에너지 소모를 감소시키는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 기지국에 의해 수행되는 방법은, 제1 상태에서 제2 상태로의 전환을 결정하는 단계; 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로의 전환을 나타내는 제1 상태 전환 정보를 단말에게 송신하는 단계; 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 기지국의 상태를 전환하는 단계 및 상기 제2 상태를 기반으로 상기 단말과 통신을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 단말에 의해 수행되는 방법은, 제1 상태에서 상기 제2 상태로의 전환을 나타내는 제1 상태 전환 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 제2 상태를 기반으로 상기 기지국과 통신을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 기지국은, 송수신부 및 제1 상태에서 제2 상태로의 전환을 결정하고, 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로의 전환을 나타내는 제1 상태 전환 정보를 단말에게 송신하고, 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 기지국의 상태를 전환하고, 상기 제2 상태를 기반으로 상기 단말과 통신을 수행하도록 구성되는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 단말은, 통신 시스템의 단말에 있어서, 송수신부 및 제1 상태에서 상기 제2 상태로의 전환을 나타내는 제1 상태 전환 정보를 기지국으로부터 수신하고, 상기 제2 상태를 기반으로 상기 기지국과 통신을 수행하도록 구성되는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이동 통신 시스템에서 기지국의 신호 전송 방법을 정의함으로써, 과도한 에너지 소모 문제를 해소하고 높은 에너지 효율을 달성할 수 있다.
도 1은 5G 시스템의 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 동기 신호의 시간 영역 매핑 구조 및 빔 스위핑 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 랜덤 억세스 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 단말이 기지국에게 단말 능력(UE capability) 정보를 보고하는 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 기지국과 단말의 상태 전환 및 기지국 상태에 따른 단말의 상태의 관계도의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 기지국이 OFF state에서 NORMAL state 혹은 SLEEP state로 전환할 때의 기지국 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 기지국이 NORMAL state 혹은 SLEEP state에서 OFF state로 전환할 때의 기지국 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 기지국이 SLEEP state에서 NORMAL state로 전환할 때의 기지국 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 기지국이 NORMAL state에서 SLEEP state로 전환할 때의 기지국 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 단말이 SIB를 통해 기지국의 시스템 정보를 획득하는 절차의 일례를 나타낸 도면이다.
도 11은 기지국의 상태를 전환하는 시그널링 할 때의 단말의 동작의 일례를 나타낸 도면이다.
도 12는 DTRX 동작이 설정된 수면 모드에서 기지국 동작의 일례를 나타낸 것이다.
도 13은 기지국이 지원하는 수면 모드를 주기적으로 전환하는 동작의 일례를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 단말 송수신 장치를 나타내는 도면이다.
도 15은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 개시의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한 본 개시를 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 개시의 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예를 들면, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예를 설명하기로 한다.
이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity, 네트워크 엔티티)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명에서, 물리 채널(physical channel)과 신호(signal)는 데이터 또는 제어 신호와 혼용하여 사용될 수 있다. 예를 들어, PDSCH(physical downlink shared channel)는 데이터가 전송되는 물리 채널을 지칭하는 용어이지만, PDSCH는 데이터를 지칭하기 위해서도 사용될 수 있다. 즉, 본 개시에서, '물리 채널을 송신한다'는 표현은 '물리 채널을 통해 데이터 또는 신호를 송신한다'는 표현과 동등하게 해석될 수 있다.
이하 본 개시에서, 상위 시그널링은 기지국에서 물리 계층의 하향링크 데이터 채널을 이용하여 단말로, 또는 단말에서 물리 계층의 상향링크 데이터 채널을 이용하여 기지국으로 전달되는 신호 전달 방법을 뜻한다. 상위 시그널링은 RRC(radio resource control) 시그널링 또는 MAC(media access control) 제어 요소(control element, CE)로 이해될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 개시는 3GPP NR(New Radio: 5세대 이동통신 표준) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 개시가 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한 단말이라는 용어는 핸드폰, 스마트폰, IoT 기기들, 센서들 뿐만 아니라 또 다른 무선 통신 기기들을 나타낼 수 있다.
이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, gNode B, gNB, eNode B, eNB, Node B, BS (Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE (User Equipment), MS (Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 물론 상기 예시에 제한되는 것은 아니다.
최근 폭발적으로 증가하는 모바일 데이터 트래픽을 처리하기 위해 LTE (Long Term Evolution 또는 E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)) 및 LTE-A (LTE-Advanced 또는 E-UTRA Evolution) 이후의 차세대 통신 시스템인 5G (5th Generation) 시스템 또는 New Radio access technology (NR) 의 초기 표준이 완료되었다. 기존의 이동 통신 시스템이 통상적인 음성/데이터 통신에 중점을 두었던데 비해, 5G 시스템은 기존 음성/데이터 통신의 향상을 위한 eMBB (enhanced Mobile BroadBand) 서비스, 고신뢰도/초저지연 (Ultra-Reliable and Low Latency Communication; URLLC) 서비스, 대량의 사물 통신을 지원하는 massive MTC (Machine Type Communication) 서비스 등, 다양한 서비스와 요구사항을 만족시키는 것을 목표로 하고 있다.
기존 LTE 및 LTE-A 의 단일 케리어당 시스템 전송 대역폭은(Transmission bandwidth) 최대 20MHz 로 제한되는데 반해, 5G 시스템은 이보다 월등히 넓은 초광대역폭을 활용해서 수 Gbps 에 이르는 초고속 데이터 서비스를 주요 목표로 한다. 이에 따라 5G 시스템은 초광대역폭 주파수 확보가 상대적으로 용이한 수 GHz 부터 최대 100 GHz 의 초고주파 대역을 후보 주파수로 고려하고 있다. 추가적으로 기존 이동 통신 시스템에서 사용하는 수백 MHz 에서 수 GHz 에 포함되는 주파수 대역 중에서 주파수 재배치 또는 할당을 통해 5G 시스템을 위한 광대역폭 주파수 확보가 가능하다.
상기 초고주파 대역의 전파는 파장이 수 mm 수준으로 밀리미터웨이브 (mmWave) 라고 부르기도 한다. 그러나 초고주파 대역에서는 주파수 대역에 비례해서 전파의 경로 손실 (pathloss)이 증가하여, 이동 통신 시스템의 커버리지는 작아지게 된다.
상기 초고주파 대역에서 커버리지 감소의 단점을 극복하기 위해, 다수의 안테나를 사용해서 전파의 방사 에너지를 소정의 목적 지점으로 집중시켜 전파의 도달 거리를 증가 시키는 빔포밍 (beamforming) 기술을 적용한다. 즉, 상기 빔포밍 기술을 적용한 신호는 신호의 빔폭 (beam width)이 상대적으로 좁아지고, 상기 좁아진 빔폭 내에 방사 에너지가 집중되어 전파 도달 거리가 증가한다. 상기 빔포밍 기술은 송신단 및 수신단에 각각 적용할 수 있다. 빔포밍 기술은 커버리지 증가 효과 이외에도, 빔포밍 방향 이외 영역에서 간섭을 감소시키는 효과가 있다. 상기 빔포밍 기술이 적절히 동작하기 위해서는 송/수신 빔의 정확한 측정 및 피드백 방법이 필요하다. 상기 빔포밍 기술은 소정의 단말과 기지국 사이에 일대일로 대응되는 제어 채널 또는 데이터 채널에 적용할 수 있다. 또한 기지국이 시스템 내의 다수의 단말에게 전송하는 공통신호, 예를 들어 동기 신호 (synchronization signal), 방송채널 (physical broadcast channel; PBCH), 시스템 정보 (system information)를 전송하기 위한 제어 채널 및 데이터 채널에 대해서도 커버리지 증가를 위해 빔포밍 기술을 적용할 수 있다. 공통신호에 빔포밍 기술을 적용할 경우에는, 빔 방향을 변경해서 신호를 전송하는 빔스위핑 (beam sweeping) 기술을 추가적으로 적용해서 셀내의 임의의 위치에 존재하는 단말에 대해서 공통신호가 도달할 수 있도록 한다.
5G 시스템의 또 다른 요구사항으로, 송수신단 사이 전송지연이 약 1ms 내외인 초저지연 (ultra-low latency) 서비스가 요구되고 있다. 전송지연을 줄이기 위한 한가지 방안으로 LTE 및 LTE-A 대비 짧은 TTI (short TTI; Transmission Time Interval) 기반의 프레임 구조 설계가 필요하다. TTI 는 스케줄링을 수행하는 기본 시간 단위로, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템의 TTI 는 한 서브프레임의 길이에 해당하는 1ms 이다. 예를 들어, 상기 5G 시스템의 초저지연 서비스에 대한 요구사항을 만족시키기 위한 짧은 TTI 로, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템보다 짧은 0.5ms, 0.25ms, 0.125ms 등이 가능하다.
도 1은 5G 시스템의 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조의 일례를 나타내는 도면이다. 즉, 도 1은 5G 시스템의 데이터 또는 제어 채널이 전송되는 무선 자원 영역인 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 도 1에서 가로축은 시간 영역을, 세로축은 주파수 영역을 나타낸다. 5G 시스템의 시간 영역에서의 최소 전송단위는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼로서,
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000001
(102)개의 심볼이 모여 하나의 슬롯(106)을 구성하고,
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000002
개의 슬롯이 모여 하나의 서브프레임 (105)을 구성할 수 있다. 상기 서브프레임의 길이는 1.0ms이고, 10개의 서브프레임이 모여 10ms 프레임 (114)을 구성할 수 있다. 주파수 영역에서의 최소 전송단위는 서브캐리어(subcarrier)로서, 전체 시스템 전송 대역 (Transmission bandwidth)의 대역폭은 총 NBW (104)개의 서브캐리어로 구성될 수 있다.
시간-주파수 영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(Resource Element, RE)(112)로서 OFDM 심볼 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 나타내어질 수 있다. 리소스 블록(Resource Block, RB 또는 Physical Resource Block, PRB)은 주파수 영역에서
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000003
(110)개의 연속된 서브캐리어로 정의될 수 있다. 5G 시스템에서
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000004
= 12 이고, 단말에게 스케줄링되는 RB 개수에 비례하여 데이터 레이트가 증가할 수 있다.
5G 시스템에서 기지국은 RB 단위로 데이터를 매핑하고, 일반적으로 소정의 단말에 대해 한 슬롯을 구성하는 RB 에 대해 스케줄링을 수행할 수 있다. 즉, 5G 시스템에서 스케줄링이 수행되는 기본 시간 단위는 슬롯이고, 스케줄링이 수행되는 기본 주파수 단위는 RB일 수 있다.
OFDM 심볼개수
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000005
은 심볼간 간섭 방지를 위해 심볼마다 추가되는 순환 프리픽스(Cyclic Prefix, CP)의 길이에 따라 정해지는데, 예를 들어 일반형 CP (Normal CP)가 적용되면
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000006
= 14, 확장형 CP (Extended CP)가 적용되면
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000007
= 12 일 수 있다. 확장형 CP 는 일반형 CP 보다 전파 전송 거리가 상대적으로 긴 시스템에 적용되어 심볼 간 직교성을 유지할 수 있게 한다. 일반형 CP의 경우, CP 길이와 심볼 길이의 비율이 일정한 값으로 유지됨으로써, CP 로 인한 오버헤드가 서브캐리어 간격에 관계 없이 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 서브캐리어 간격이 작으면 심볼 길이는 길어지고, 이에 따라 CP 길이도 길어질 수 있다. 반대로, 서브캐리어 간격이 크면 심볼 길이는 짧아지고, 이에 따라 CP 길이는 줄어들 수 있다. 심볼 길이와 CP 길이는 서브캐리어 간격에 반비례할 수 있다.
5G 시스템에서는 다양한 서비스와 요구사항을 만족시키기 위해, 서브캐리어 간격을 조절함으로써 다양한 프레임구조가 지원될 수 있다. 예를 들어,
- 동작 주파수 대역 관점에서는, 서브캐리어 간격 (subcarrier spacing)이 클수록 고주파 대역의 phase noise 복구에 유리한 특징이 있다.
- 전송시간 관점에서는, 서브캐리어 간격이 크면 시간 영역의 심볼 길이가 짧아지고, 결과적으로 슬롯 길이가 짧아져서 URLLC 와 같이 초저지연 서비스를 지원하기에 유리하다.
- 셀 크기 관점에서는, CP 길이가 길수록 큰 셀을 지원 가능하므로 서브캐리어 간격이 작을 수록 상대적으로 큰 셀을 지원할 수 있다. 셀(cell)은 이동통신에서 하나의 기지국이 포괄하는 지역을 가리키는 개념이다.
상기 서브캐리어 간격 (subcarrier spacing), CP 길이 등은 OFDM 송수신에 필수적인 정보로서 기지국과 단말이 서브캐리어 간격, CP 길이 등을 서로 공통의 값으로 인지해야 원활한 송수신이 가능하다. [표 1] 은 5G 시스템에서 지원하는 서브캐리어 간격 설정 (subcarrier spacing configuration, μ), 서브캐리어 간격 (f), CP 길이의 관계를 나타낸다.
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000008
[표 2] 는 일반형 CP의 경우 서브캐리어 간격 설정 (μ) 별로, 각각 한 슬롯당 심볼 개수 (
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000009
), 한 프레임당 슬롯 개수 (
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000010
), 한 서브프레임 당 슬롯 개수 (
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000011
)를 나태난다.
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000012
[표 3] 은 확장형 CP의 경우 서브캐리어 간격 설정 (μ) 별로, 각각 한 슬롯당 심볼 개수 (
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000013
), 한 프레임당 슬롯 개수 (
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000014
), 한 서브프레임 당 슬롯 개수 (
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000015
)를 나태난다.
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000016
5G 시스템이 도입되는 초기에는, 적어도 기존 LTE 또는/및 LTE-A (이하 LTE/LTE-A) 시스템과의 공존 또는 듀얼 모드 운영이 예상된다. 이로써 기존 LTE/LTE-A 는 단말에게 안정적인 시스템 동작을 제공하고, 5G 시스템은 상기 단말에게 향상된 서비스를 제공하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서 5G 시스템의 프레임 구조는 적어도 LTE/LTE-A 의 프레임 구조 또는 필수 파라메터 세트를 (서브캐리어 간격 = 15kHz) 포함할 필요가 있다.
예를 들어, 서브캐리어 간격 설정 μ=0 인 프레임 구조 (이하 프레임 구조 A)와 서브캐리어 간격 설정 μ=1 인 프레임 구조(이하 프레임 구조 B)를 비교하면, 프레임 구조 A 대비 프레임 구조 B는 서브캐리어 간격과 RB 크기는 2배 커지고, 슬롯 길이와 심볼 길이는 2배 작아진 것을 나타낸다. 프레임 구조 B 의 경우, 2 개의 슬롯이 1 개의 서브프레임을 구성하고, 20 개의 서브프레임이 1 개의 프레임을 구성할 수 있다.
상기 5G 시스템의 프레임 구조를 일반화하면, 필수 파라메터 세트인 서브캐리어 간격, CP 길이, 슬롯 길이 등이 프레임 구조별로 서로 정수배의 관계를 갖도록 함으로서, 높은 확장성을 제공한다. 그리고 프레임 구조와 무관한 기준 시간 단위를 나타내기 위해 1ms 의 고정된 길이의 서브프레임이 정의될 수 있다.
상기 프레임 구조는 다양한 시나리오에 대응시켜 적용할 수 있다. 셀 크기 관점에서는, CP 길이가 길수록 큰 셀을 지원 가능하므로, 상기 프레임 구조 A가 상기 프레임 구조 B 대비 상대적으로 큰 셀을 지원할 수 있다. 동작 주파수 대역 관점에서는, 서브캐리어 간격이 클수록 고주파 대역의 phase noise 복구에 유리하므로, 상기 프레임 구조 B가 상기 프레임 구조 A 대비 상대적으로 높은 동작 주파수를 지원할 수 있다. 서비스 관점에서는, URLLC 와 같이 초저지연 서비스를 지원하기에는 스케줄링의 기본 시간 단위인 슬롯 길이가 짧을수록 유리하므로, 상기 프레임 구조 B가 상기 프레임 구조 A 대비 상대적으로 URLLC 서비스에 적합할 수 있다.
이하 본 개시의 설명에서 상향링크(uplink, UL)는 단말이 기지국으로 데이터 또는 제어 신호를 전송하는 무선링크를 의미하고, 하향링크(downlink, DL)는 기지국이 단말로 데이터 또는 제어 신호를 전송하는 무선링크를 의미할 수 있다.
단말이 최초로 시스템에 접속하는 초기 접속 (initial access) 단계에서, 단말은 셀 탐색(cell search)을 통해 기지국이 전송한 동기신호 (synchronization signal)로부터 하향링크 시간 및 주파수 동기를 맞추고, 셀 식별자(cell ID)를 획득할 수 있다. 그리고 단말은 획득한 셀 ID를 사용하여 PBCH (Physical Broadcast Channel)를 수신하고, PBCH로부터 필수 시스템 정보인 MIB (Master Information Block)를 획득할 수 있다. 추가적으로 단말은 기지국이 전송하는 시스템 정보 (System Information Block, SIB) 를 수신하여 셀 공통의 송수신 관련 제어 정보를 획득할 수 있다. 상기 셀 공통의 송수신 관련 제어 정보는 랜덤 억세스 관련 제어 정보, 페이징 관련 제어 정보, 각종 물리 채널에 대한 공통 제어 정보 등을 포함할 수 있다.
동기 신호 (synchronization signal)는 셀 탐색의 기준이 되는 신호로서, 주파수 밴드 별로, phase noise 등과 같은 채널 환경에 적합하도록 서브캐리어 간격이 적용될 수 있다. 데이터 채널 또는 제어 채널의 경우, 상술된 바와 같이 다양한 서비스를 지원하기 위해서, 서비스 타입에 따라 서브캐리어 간격이 다르게 적용될 수 있다.
도 2는 동기 신호의 시간 영역 매핑 구조 및 빔 스위핑 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
설명을 위해 다음의 구성요소들이 정의될 수 있다
- PSS (Primary Synchronization Signal): DL 시간/주파수 동기의 기준이 되는 신호로 셀 ID 일부 정보를 제공한다.
- SSS (Secondary Synchronization Signal): DL 시간/주파수 동기의 기준이 되고 셀 ID 나머지 일부 정보를 제공한다. 추가적으로 PBCH의 복조를 위한 기준신호 (Reference Signal) 역할을 할 수 있다.
- PBCH (Physical Broadcast Channel): 단말의 데이터 채널 및 제어 채널 송수신에 필요한 필수 시스템 정보인 MIB (Master Information Block)를 제공한다. 상기 필수 시스템 정보는 제어 채널의 무선 자원 매핑 정보를 나타내는 탐색공간 (search space) 관련 제어 정보, 시스템 정보를 전송하는 별도의 데이터 채널에 대한 스케줄링 제어 정보, 타이밍 기준이 되는 프레임 단위 인덱스인 SFN (System Frame Number) 등의 정보 등을 포함할 수 있다.
- SS/PBCH 블록 (Synchronization Signal/PBCH Block or SSB): SS/PBCH 블록은 N 개의 OFDM 심볼로 구성되며 PSS, SSS, PBCH 등의 조합으로 이뤄진다. 빔스위핑 기술이 적용되는 시스템의 경우, SS/PBCH 블록은 빔 스위핑이 적용되는 최소 단위이다. 5G 시스템에서 N = 4 일 수 있다. 기지국은 최대 L 개의 SS/PBCH 블록을 전송할 수 있고, 상기 L 개의 SS/PBCH 블록은 하프 프레임 (0.5ms) 내에 매핑된다. 그리고 상기 L 개의 SS/PBCH 블록은 소정의 주기 P 단위로 주기적으로 반복된다. 상기 주기 P 는 기지국이 시그널링을 통해 단말에게 알려줄 수 있다. 만약 상기 주기 P에 대한 별도 시그널링이 없을 경우, 단말은 미리 약속된 디폴트 값을 적용한다.
도 2를 참조하면, 도 2는 시간의 흐름에 따라 SS/PBCH 블록 단위로 빔 스위핑이 적용되는 일례를 나타낸다. 도 2의 예에서, 단말1 (205)의 경우 t1 시점(201)에 SS/PBCH 블록#0에 적용된 빔포밍 의해 #d0 (203) 방향으로 방사된 빔을 이용해 SS/PBCH 블록을 수신한다. 그리고 단말2 (206)는 t2 시점(202)에 SS/PBCH 블록#4에 적용된 빔포밍에 의해 #d4 (204) 방향으로 방사된 빔을 이용해 SS/PBCH 블록을 수신한다. 단말은 기지국으로부터 단말이 위치한 방향으로 방사되는 빔을 통해 최적의 동기신호를 획득할 수 있다. 예컨대, 단말1 (205)은 단말1의 위치와 동떨어진 #d4 방향으로 방사되는 빔을 통한 SS/PBCH 블록으로부터는 시간/주파수 동기화 및 필수 시스템 정보를 획득하는 것이 어려울 수 있다.
상기 초기 접속 절차 이외에도, 단말은 현재 셀의 라디오 링크 품질 (radio link quality)이 일정 수준 이상 유지되는지 판단하기 위해서도 SS/PBCH 블록을 수신할 수 있다. 또한 단말이 현재 셀에서 인접 셀로 접속을 이동하는 핸드오버(handover) 절차에서 단말은 인접 셀의 라디오 링크 품질을 판단하고 인접 셀의 시간/주파수 동기를 획득하기 위해 인접 셀의 SS/PBCH 블록을 수신할 수 있다.
초기 접속 (initial access) 절차를 통해 단말이 기지국으로부터 MIB 및 시스템 정보를 획득한 후, 단말은 기지국과의 링크를 접속상태 (connected state 또는 RRC_CONNECTED state)로 전환하기 위해 랜덤 억세스 (random access) 절차를 수행할 수 있다. 랜덤 억세스 절차를 완료하면 단말은 connected 상태로 전환되고, 기지국과 단말 사이에 일대일 통신이 가능하게 된다. 이하 도 3을 참조하여 랜덤 억세스 절차를 상세히 설명한다.
도 3은 랜덤 억세스 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 랜덤 억세스 절차의 제1 단계(310)로서 단말은 랜덤 억세스 프리앰블(random access preamble)을 기지국으로 전송한다. 랜덤 억세스 절차상 단말의 최초 전송 메시지인 랜덤 억세스 프리앰블은 message 1 이라고 지칭될 수 있다. 기지국은 랜덤 억세스 프리앰블로부터 단말과 기지국 사이의 전송 지연 값을 측정하고, 상향링크 동기를 맞출 수 있다. 이때 단말은 사전에 시스템 정보에 의해 주어진 랜덤 억세스 프리앰블 세트 내에서 어떤 랜덤 억세스 프리앰블을 사용할지 임의로 선택할 수 있다. 그리고 랜덤 억세스 프리앰블의 초기 전송 전력은 단말이 측정한 기지국과 단말 사이의 경로손실(pathloss)에 따라 결정될 수 있다. 또한 단말은 기지국으로부터 수신한 동기신호로부터 랜덤 억세스 프리앰블의 송신 빔 방향을 결정해서 랜덤 억세스 프리앰블을 전송할 수 있다.
제2 단계(320)에서 기지국은 제1 단계(310)에서 수신한 랜덤 억세스 프리앰블로부터 측정한 전송 지연 값을 기반으로 단말에게 상향링크 전송 타이밍 조절 명령을 전송한다. 또한 기지국은 스케줄링 정보로서 단말이 사용할 상향링크 자원 및 전력 제어 명령을 전송할 수 있다. 상기 스케줄링 정보에 단말의 상향링크 송신 빔에 대한 제어 정보가 포함될 수 있다.
만약 단말이 제2 단계(320)에서 message 3에 대한 스케줄링 정보인 랜덤 억세스 응답 (Random Access Response, RAR)(또는, message 2)을 기지국으로부터 소정의 시간 이내에 수신하지 못하면, 제1 단계(310)를 다시 진행할 수 있다. 만약 상기 제1 단계(310)를 다시 진행하는 경우, 단말은 랜덤 억세스 프리앰블의 전송 전력을 소정의 스텝만큼 증가시켜서 전송함으로써 (power ramping), 기지국의 랜덤 억세스 프리앰블 수신 확률을 높일 수 있다.
제3 단계(330)에서 단말은 기지국에게 자신의 단말 아이디를 포함한 상향링크 데이터(message 3)를 제2 단계(320)에서 할당 받은 상향링크 자원을 사용해 상향링크 데이터 채널 (Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)을 통해 전송한다. Message 3를 전송하기 위한 상향링크 데이터 채널의 전송 타이밍은 제2 단계(320)에서 기지국으로부터 수신한 타이밍 제어 명령을 따를 수 있다. 그리고 Message 3를 전송하기 위한 상향링크 데이터 채널의 전송 전력은 제2 단계(320)에서 기지국으로부터 수신한 전력 제어 명령과 랜덤 억세스 프리앰블의 파워램핑 값을 고려해서 결정될 수 있다. Message 3를 전송하기 위한 상향링크 데이터 채널은 단말이 랜덤 억세스 프리앰블 전송 이후, 단말이 기지국으로 전송하는 최초의 상향링크 데이터 신호를 의미할 수 있다.
제4 단계(340)에서 기지국은 단말이 다른 단말과 충돌 없이 랜덤 억세스를 수행한 것으로 판단되면, 제3 단계(330)에서 상향링크 데이터를 전송한 단말의 아이디를 포함하는 데이터(message 4)를 해당 단말에게 전송한다. 단말은 기지국으로부터 제4 단계(340)에서 기지국이 전송한 신호가 수신되면, 랜덤 억세스가 성공한 것으로 판단할 수 있다. 그리고 단말은 상기 message 4에 대한 성공적인 수신 여부를 나타내는 HARQ-ACK 정보를 상향링크 제어 채널 (Physical Uplink Control Channel, PUCCH)을 통해서 기지국으로 전송할 수 있다.
만일 단말이 제3 단계(330)에서 전송한 데이터와 다른 단말의 데이터가 서로 충돌하여 기지국이 단말로부터의 데이터 신호 수신에 실패하면, 기지국은 단말에게 더 이상의 데이터 전송을 하지 않을 수 있다. 이에 단말은 일정 시간 이내에 기지국으로부터 제4 단계(340)에서 전송되는 데이터 수신을 하지 못하면, 랜덤 억세스 절차 실패로 판단하고, 제1 단계(310)부터 다시 시작할 수 있다.
랜덤 억세스 절차를 성공적으로 완료하면 단말은 connected 상태로 전환되고, 기지국과 단말 사이에 일대일 통신이 가능하게 된다. 기지국은 connected 상태의 단말에게 UE capability 정보를 보고받아, 해당 단말의 UE capability 정보를 참조하여 스케줄링을 조절할 수 있다. 단말은 상기 UE capability 정보를 통해, 단말 자신이 소정의 기능을 지원하는지 여부, 단말이 지원하는 기능의 최대 허용 값 등을 기지국에게 알려줄 수 있다. 따라서, 각각의 단말이 기지국으로 보고하는 상기 UE capability 정보는 단말 별로 서로 다른 값이 될 수 있다.
일례로, 단말은 상기 UE capability 정보로서 다음 제어 정보의 적어도 일부를 포함하는 UE capability 정보를 기지국으로 보고할 수 있다.
- 단말이 지원하는 주파수 밴드 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 채널 대역폭 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 최대 변조 방식 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 최대 빔 개수 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 최대 레이어 개수 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 CSI 리포팅 관련 제어 정보
- 단말이 주파수 호핑을 지원하는지에 대한 제어 정보
- 반송파 묶음 (Carrier aggregation, CA) 지원 시, 대역폭관련 제어 정보
- 반송파 묶음 지원 시, cross carrier scheduling 을 지원하는지에 대한 제어 정보
도 4는 단말이 기지국에게 단말 능력(UE capability) 정보를 보고하는 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4를 참고하면, 410 단계에서 기지국(402)은 단말(401)에게 UE capability 정보 요청 메시지를 전송할 수 있다. 기지국의 UE capability 정보 요청에 따라 단말은, 420 단계에서 기지국에게 UE capability 정보를 전송한다.
상기 과정을 통해 기지국과 연결된 단말을 RRC_CONNECTED 상태의 단말로서 일대일 통신을 할 수 있다. 반대로 연결이 되지 않는 단말은 RRC_IDLE 상태로 해당 상태에 있는 단말의 동작은 다음과 같이 구분된다.
- 상위 계층에 의해 설정된 단말-특정의 DRX (Discontinuous Reception) 사이클을 동작
- 코어 네트워크로부터의 페이징 메시지를 수신하는 동작
- 시스템 정보를 획득
- 주변 셀 관련 측정 동작 및 셀 재선택
5G 시스템에서는 단말의 초기 억세스에 소모되는 에너지와 시간을 줄이기 위해서 RRC_INACTIVE라는 새로운 상태의 단말이 정의되었다. RRC_INACTIVE 단말은 RRC_IDLE 단말이 수행하는 동작에 더하여 다음과 같은 동작을 수행한다.
- 셀 접속에 필요한 AS (Access stratum) 정보 저장
- RRC 계층에 의해 설정된 단말-특정 DRX 사이클 동작
- RRC 계층에 의해 핸드오버 시 활용될 수 있는 RNA (RAN-based notification area) 설정 및 주기적으로 업데이트 수행
- I-RNTI를 통해 전송되는 RAN 기반의 페이징 메시지 모니터링
이하 기지국이 단말에게 하향링크 데이터를 전송하거나, 단말의 상향링크 데이터 전송을 지시하는 스케줄링 방법을 설명한다.
하향링크 제어 정보 (Downlink Control Information, DCI)는 기지국이 하향링크를 통해 단말에게 전송하는 제어 정보로서, 소정의 단말에 대한 하향링크 데이터 스케줄링 정보 또는 상향링크 데이터 스케줄링 정보를 포함할 수 있다. 일반적으로 기지국은 DCI를 단말별로 독립적으로 채널코딩 한 후, 하향링크 물리제어 채널인 PDCCH (Physical Downlink Control Channel)를 통해 각각의 단말에게 전송할 수 있다.
기지국은 스케줄링하고자 하는 단말에 대해, 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보 (Downlink assignment) 인지, 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보 (Uplink grant) 인지 여부, 전력제어 용 DCI 인지 여부 등의 목적에 따라 소정의 정해진 DCI 포맷을 적용하여 운용할 수 있다.
기지국은 하향링크 데이터를 하향링크 데이터 전송용 물리채널인 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)를 통해 단말에게 전송할 수 있다. PDSCH의 시간 및 주파수 영역에서의 구체적인 매핑 위치, 변조 방식, HARQ 관련 제어 정보, 전력제어 정보 등의 스케줄링 정보는, PDCCH를 통해 전송되는 DCI 중 하향링크 데이터 스케줄링 정보와 관련된 DCI를 통해 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
단말은 상향링크 데이터를 상향링크 데이터 전송용 물리채널인 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel)를 통해 기지국으로 전송할 수 있다. PUSCH의 시간 및 주파수 영역에서의 구체적인 매핑 위치, 변조 방식, HARQ 관련 제어 정보, 전력 제어 정보 등의 스케줄링 정보는 PDCCH를 통해 전송되는 DCI 중 상향링크 데이터 스케줄링 정보와 관련된 DCI를 통해 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
PDCCH 가 매핑되는 시간-주파수 자원은 제어 자원 세트(Control Resource Set, CORESET) 라고 부른다. CORESET은 주파수 영역에서 단말이 지원하는 대역폭의 전체 또는 일부 주파수 자원에 설정될 수 있다. 시간 영역에서는 하나 또는 복수 개의 OFDM 심볼로 설정될 수 있고, 이는 CORESET 길이 (Control Resource Set Duration)로 정의될 수 있다. 기지국은 단말에게 하나 또는 복수개의 CORESET을 상위 계층 시그널링(예컨대 시스템 정보(System Information), MIB(Master Information Block), RRC(Radio Resource Control) 시그널링)을 통해 설정할 수 있다. 단말에게 CORESET를 설정한다는 것은 CORESET 식별자(Identity), CORESET의 주파수 위치, CORESET 의 심볼 길이 등의 정보를 제공하는 것을 의미할 수 있다. CORESET를 설정하기 위해 기지국이 단말에게 제공하는 정보들은 <표 4>에 포함된 정보 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
ControlResourceSet ::= SEQUENCE {
controlResourceSetId ControlResourceSetId,
(CORESET 식별자)
frequencyDomainResources BIT STRING (SIZE (45)),
(주파수영역 자원)
duration INTEGER (1..maxCoReSetDuration),
(CORESET 길이)
cce-REG-MappingType CHOICE {
(CCE-to-REG 매핑 타입)
interleaved SEQUENCE {
reg-BundleSize ENUMERATED {n2, n3, n6},
(REG 번들 크기)
interleaverSize ENUMERATED {n2, n3, n6},
(인터리버 크기)
shiftIndex INTEGER(0..maxNrofPhysicalResourceBlocks-1) OPTIONAL -- Need S
(인터리버 시프트)
},
nonInterleaved NULL
},
precoderGranularity ENUMERATED {sameAsREG-bundle, allContiguousRBs},
(프리코딩 단위)
tci-StatesPDCCH-ToAddList SEQUENCE(SIZE (1..maxNrofTCI-StatesPDCCH)) OF TCI-StateId OPTIONAL, -- Cond NotSIB1-initialBWP
(QCL 설정 정보)
tci-StatesPDCCH-ToReleaseList SEQUENCE(SIZE (1..maxNrofTCI-StatesPDCCH)) OF TCI-StateId OPTIONAL, -- Cond NotSIB1-initialBWP
(QCL 설정 정보)
tci-PresentInDCI ENUMERATED {enabled} OPTIONAL, -- Need S
(DCI 내 QCL 지시자 설정 정보)
pdcch-DMRS-ScramblingID INTEGER (0..65535) OPTIONAL, -- Need S
(PDCCH DMRS 스크램블링 식별자)
}
CORESET는 주파수 영역에서
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000017
RB들로 구성될 수 있고, 시간 영역에서
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000018
∈{1,2,3} 심볼로 구성될 수 있다. NR PDCCH는 하나 또는 복수개의 CCE (Control Channel Element) 로 구성될 수 있다. 하나의 CCE는 6개의 REG (Resource Element Group)로 구성될 수 있고, REG는 1 OFDM 심볼 동안의 1 RB로 정의될 수 있다. 하나의 CORESET 내에서 REG는 CORESET의 첫 번째 OFDM 심볼, 가장 낮은 RB에서부터 REG 인덱스 0을 시작으로 시간-우선(Time-First) 순서로 인덱스가 매겨질 수 있다.
PDCCH에 대한 전송 방법으로 인터리빙 (Interleaved) 방식과 비인터리빙 (non-interleaved) 방식이 지원될 수 있다. 기지국은 단말에게 각 CORESET 별로 인터리빙 또는 비인터리빙 전송의 여부를 상위 계층 시그널링을 통해 설정해 줄 수 있다. 인터리빙은 REG 번들 단위로 수행될 수 있다. REG 번들이란 하나 또는 다수개의 REG의 집합으로 정의될 수 있다. 단말은 기지국으로부터 설정 받은 인터리빙 또는 비인터리빙 전송 여부에 기반하여 해당 CORESET 에서의 CCE-to-REG 매핑 방식을 하기의 <표 5>와 같은 방식으로 결정할 수 있다.
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000019
기지국은 PDCCH 가 슬롯 내에서 어느 심볼에 매핑되는지, 전송 주기 등의 설정 정보를 단말에게 시그널링을 통해 알려줄 수 있다.
PDCCH의 탐색공간 (search space)에 대해 설명하면 다음과 같다. PDCCH를 전송하는데 필요한 CCE의 개수는 집성 레벨 (Aggregation Level, AL)에 따라 1, 2, 4, 8, 16개가 될 수 있으며, 서로 다른 CCE 개수는 하향링크 제어 채널의 링크 적응(link adaptation)을 위해 사용될 수 있다. 예컨대, AL=L일 경우, 하나의 하향링크 제어 채널이 L 개의 CCE를 통해 전송될 수 있다. 단말은 하향링크 제어 채널에 대한 정보를 모르는 상태에서 신호를 검출하는 블라인드 디코딩 (blind decoding)을 수행하는데, 이를 위해 CCE들의 집합을 나타내는 탐색공간(search space)이 정의될 수 있다. 탐색공간은 주어진 집성 레벨 상에서 단말이 디코딩을 시도해야 하는 CCE들로 이루어진 하향링크 제어 채널 후보군(Candidate)들의 집합이며, 1, 2, 4, 8, 16 개의 CCE로 하나의 묶음을 만드는 여러 가지 집성 레벨이 있으므로 단말은 복수개의 탐색공간을 가질 수 있다. 탐색공간 세트(Search Space Set)는 설정된 모든 집성 레벨에서의 탐색공간들의 집합으로 정의될 수 있다.
탐색공간은 공통 탐색공간(Common Search Space, CSS)과 단말-특정 탐색공간 (UE-specific Search Space, USS)으로 분류될 수 있다. 일정 그룹의 단말들 또는 모든 단말들이 시스템 정보(System Information Block, SIB)에 대한 동적인 스케줄링이나 페이징 메시지와 같은 셀 공통의 제어 정보를 수신하기 위해 PDCCH의 공통 탐색공간을 조사할 수 있다. 예를 들어, 단말은 시스템 정보 수신을 위한 PDSCH의 스케줄링 할당 정보를 PDCCH의 공통 탐색공간을 조사함으로써 수신할 수 있다. 공통 탐색공간의 경우, 일정 그룹의 단말들 또는 모든 단말들이 PDCCH를 수신해야 하므로, 미리 약속된 CCE의 집합으로써 정의될 수 있다. 단말-특정적인 PDSCH 또는 PUSCH에 대한 스케줄링 할당 정보는 단말이 PDCCH의 단말-특정 탐색공간을 조사함으로써 수신할 수 있다. 단말-특정 탐색공간은 단말의 ID (Identity) 및 다양한 시스템 파라미터의 함수로 단말-특정적으로 정의될 수 있다.
기지국은 PDCCH의 탐색공간에 대한 설정 정보를 상위 계층 시그널링 (예컨대, SIB, MIB, RRC 시그널링)을 통해 단말에게 설정할 수 있다. 예를 들면, 기지국은 각 집성 레벨 L에서의 PDCCH 후보군 수, 탐색공간에 대한 모니터링 주기, 탐색공간에 대한 슬롯 내 심볼 단위의 모니터링 occasion, 탐색공간 타입(공통 탐색공간 또는 단말-특정 탐색공간), 해당 탐색공간에서 모니터링 하고자 하는 DCI 포맷과 RNTI의 조합, 탐색공간을 모니터링 하고자 하는 CORESET 인덱스 등을 단말에게 설정할 수 있다. 예를 들면, PDCCH에 대한 탐색공간에 대한 파라미터는 하기의 <표 6>과 같은 정보들을 포함할 수 있다.
SearchSpace ::= SEQUENCE {
searchSpaceId SearchSpaceId,
(탐색공간 식별자)
controlResourceSetId ControlResourceSetId OPTIONAL, -- Cond SetupOnly
(CORESET 식별자)
monitoringSlotPeriodicityAndOffset CHOICE {
(모니터링 슬롯레벨 주기 및 오프셋)
sl1 NULL,
sl2 INTEGER (0..1),
sl4 INTEGER (0..3),
sl5 INTEGER (0..4),
sl8 INTEGER (0..7),
sl10 INTEGER (0..9),
sl16 INTEGER (0..15),
sl20 INTEGER (0..19),
sl40 INTEGER (0..39),
sl80 INTEGER (0..79),
sl160 INTEGER (0..159),
sl320 INTEGER (0..319),
sl640 INTEGER (0..639),
sl1280 INTEGER (0..1279),
sl2560 INTEGER (0..2559)
} OPTIONAL, -- Cond Setup
duration INTEGER (2..2559) OPTIONAL, -- Need R
(모니터링 길이)
monitoringSymbolsWithinSlot BIT STRING (SIZE (14)) OPTIONAL, -- Cond Setup
(슬롯 내 모니터링 심볼 위치)
nrofCandidates SEQUENCE {
(집성 레벨 별 PDCCH 후보군 수)
aggregationLevel1 ENUMERATED {n0, n1, n2, n3, n4, n5, n6, n8},
aggregationLevel2 ENUMERATED {n0, n1, n2, n3, n4, n5, n6, n8},
aggregationLevel4 ENUMERATED {n0, n1, n2, n3, n4, n5, n6, n8},
aggregationLevel8 ENUMERATED {n0, n1, n2, n3, n4, n5, n6, n8},
aggregationLevel16 ENUMERATED {n0, n1, n2, n3, n4, n5, n6, n8}
} OPTIONAL, -- Cond Setup
searchSpaceType CHOICE {
(탐색공간 타입)
common SEQUENCE {
(공통 탐색공간)
dci-Format0-0-AndFormat1-0 SEQUENCE {
...
} OPTIONAL, -- Need R
dci-Format2-0 SEQUENCE {
nrofCandidates-SFI SEQUENCE {
aggregationLevel1 ENUMERATED {n1, n2} OPTIONAL, -- Need R
aggregationLevel2 ENUMERATED {n1, n2} OPTIONAL, -- Need R
aggregationLevel4 ENUMERATED {n1, n2} OPTIONAL, -- Need R
aggregationLevel8 ENUMERATED {n1, n2} OPTIONAL, -- Need R
aggregationLevel16 ENUMERATED {n1, n2} OPTIONAL -- Need R
},
...
} OPTIONAL, -- Need R
dci-Format2-1 SEQUENCE {
...
} OPTIONAL, -- Need R
dci-Format2-2 SEQUENCE {
...
} OPTIONAL, -- Need R
dci-Format2-3 SEQUENCE {
dummy1 ENUMERATED {sl1, sl2, sl4, sl5, sl8, sl10, sl16, sl20} OPTIONAL, -- Cond Setup
dummy2 ENUMERATED {n1, n2},
...
} OPTIONAL -- Need R
},
ue-Specific SEQUENCE {
(단말-특정 탐색공간)
dci-Formats ENUMERATED {formats0-0-And-1-0, formats0-1-And-1-1},
...,

}
} OPTIONAL -- Cond Setup2
}
설정 정보에 따라 기지국은 단말에게 하나 또는 복수 개의 탐색공간 세트를 설정할 수 있다. 일부 실시 예에 따르면, 기지국은 단말에게 탐색공간 세트 1과 탐색공간 세트 2를 설정할 수 있다. 탐색공간 세트 1에서는 단말이 X-RNTI로 스크램블링된 DCI 포맷 A를 공통 탐색공간에서 모니터링 하도록 설정될 수 있고, 탐색공간 세트 2에서는 단말이 Y-RNTI로 스크램블링된 DCI 포맷 B를 단말-특정 탐색공간에서 모니터링 하도록 설정될 수 있다.
설정 정보에 따르면, 공통 탐색공간 또는 단말-특정 탐색공간에 하나 또는 복수 개의 탐색공간 세트가 존재할 수 있다. 예를 들어 탐색공간 세트#1과 탐색공간 세트#2가 공통 탐색공간으로 설정될 수 있고, 탐색공간 세트#3과 탐색공간 세트#4가 단말-특정 탐색공간으로 설정될 수 있다.
공통 탐색공간에서 단말은 다음의 DCI 포맷과 RNTI의 조합을 모니터링 할 수 있다. 물론 다음 예시에 제한되지 않는다.
- DCI format 0_0/1_0 with CRC scrambled by C-RNTI, CS-RNTI, SP-CSI-RNTI, RA-RNTI, TC-RNTI, P-RNTI, SI-RNTI
- DCI format 2_0 with CRC scrambled by SFI-RNTI
- DCI format 2_1 with CRC scrambled by INT-RNTI
- DCI format 2_2 with CRC scrambled by TPC-PUSCH-RNTI, TPC-PUCCH-RNTI
- DCI format 2_3 with CRC scrambled by TPC-SRS-RNTI
단말-특정 탐색공간에서 단말은 다음의 DCI 포맷과 RNTI의 조합을 모니터링 할 수 있다. 물론 다음 예시에 제한되지 않는다.
- DCI format 0_0/1_0 with CRC scrambled by C-RNTI, CS-RNTI, TC-RNTI
- DCI format 1_0/1_1 with CRC scrambled by C-RNTI, CS-RNTI, TC-RNTI
상기 RNTI들은 다음의 정의 및 용도를 따를 수 있다.
C-RNTI (Cell RNTI): 단말-특정 PDSCH 또는 PUSCH 스케줄링 용도
TC-RNTI (Temporary Cell RNTI): 단말-특정 PDSCH 스케줄링 용도
CS-RNTI(Configured Scheduling RNTI): 준정적으로 (semi-static) 설정된 단말-특정 PDSCH 스케줄링 용도
RA-RNTI (Random Access RNTI): 랜덤 엑세스 단계에서 PDSCH 스케줄링 용도
P-RNTI (Paging RNTI): 페이징이 전송되는 PDSCH 스케줄링 용도
SI-RNTI (System Information RNTI): 시스템 정보가 전송되는 PDSCH 스케줄링 용도
INT-RNTI (Interruption RNTI): PDSCH에 대한 pucturing 여부를 알려주기 위한 용도
TPC-PUSCH-RNTI (Transmit Power Control for PUSCH RNTI): PUSCH에 대한 전력 조절 명령 지시 용도
TPC-PUCCH-RNTI (Transmit Power Control for PUCCH RNTI): PUCCH에 대한 전력 조절 명령 지시 용도
TPC-SRS-RNTI (Transmit Power Control for SRS RNTI): SRS에 대한 전력 조절 명령 지시 용도
상술한 DCI 포맷들은 하기의 <표 7>과 같은 정의를 따를 수 있다.
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000020
CORESET p, 탐색공간 세트 s에서 집성 레벨 L의 탐색공간은 하기의 수학식과 같이 표현할 수 있다.
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000021
- L: 집성 레벨
- nCI: 캐리어(Carrier) 인덱스
- NCCE,p: 제어자원세트 p 내에 존재하는 총 CCE 개수
- nμ s,f: 슬롯 인덱스
- M(L) p,s,max: 집성 레벨 L의 PDCCH 후보군 수
- msnCI = 0, ..., M(L) p,s,max -1: 집성 레벨 L의 PDCCH 후보군 인덱스
- i = 0, ..., L-1
-
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000022
,
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000023
,
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000024
,
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000025
,
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000026
,
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000027
- nRNTI : 단말 식별자
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000028
값은 공통 탐색공간의 경우 0에 해당할 수 있다.
Figure PCTKR2023005870-appb-img-000029
값은 단말-특정 탐색공간의 경우, 단말의 ID (C-RNTI 또는 기지국이 단말에게 설정해준 ID)과 시간 인덱스에 따라 변하는 값에 해당할 수 있다.
상술한 바와 같이, 5G 시스템에서 수 Gbps에 이르는 초고속 데이터 서비스를 달성하기 위해, 수십 내지 수백 MHz, 또는 수 GHz의 초광대역폭의 신호 송수신이 지원될 수 있다. 상기 초광대역폭의 신호 송수신은 단일 구성 반송파 (component carrier, CC)를 통해 지원되거나, 또는 여러 개의 구성 반송파들을 결합하는 반송파 묶음 (Carrier aggregation, CA) 기술을 통해 지원될 수 있다. 반송파 묶음 기술은 이동통신 사업자가 초고속 데이터 서비스를 제공하기에 충분한 대역폭의 주파수를 단일 구성 반송파로 확보하지 못한 경우, 상대적으로 대역폭 크기가 작은 각각의 구성 반송파들을 결합하여 주파수 대역폭의 총합을 키우고 결과적으로 초고속 데이터 서비스를 가능하게 할 수 있다.
초고속 데이터 서비스를 지원하기 위한 또 다른 방안으로, 다수의 송수신 안테나를 사용한 공간 다중화 (Spatial multiplexing) 방법을 통해 데이터 레이트를 높일 수 있다. 일반적으로 기지국 또는 단말에 구비되는 송신 안테나 개수에 비례하여 필요한 파워앰프 (Power amplifier, PA) 개수도 증가한다. 기지국과 단말의 최대출력은 파워앰프 특성에 의존하며, 일반적으로 기지국 최대출력은 기지국이 커버하는 셀 크기에 따라 달라진다. 보통 최대출력은 dBm 단위로 표시한다. 단말의 최대출력은 보통 23dBm 또는 26dBm이다.
상용 5G 기지국의 일례로, 기지국은 3.5GHz 주파수 대역에서 64 개의 송신 안테나와 그에 상응하는 64개의 파워앰프를 구비하고 100MHz 대역폭으로 동작할 수 있다. 결국 파워앰프의 출력과 파워앰프의 동작 시간에 비례하여 기지국의 에너지 소모량이 커지게 된다. LTE 기지국과 비교하면, 5G 기지국은 동작 주파수 대역이 상대적으로 높아서 넓은 대역폭과 많은 송신 안테나를 구비하는 특징이 있다. 이러한 특징은 데이터 레이트를 높이는 효과가 있는 반면에, 기지국 에너지 소모량이 커지는 비용이 발생한다. 따라서 이동통신 네트워크를 구성하는 기지국이 많으면 많을수록 그에 비례하여 전체 이동통신 네트워크의 에너지 소모가 커진다.
상술한 바와 같이, 기지국의 에너지 소모는 파워앰프 동작에 의해 크게 의존한다. 파워앰프는 기지국 전송 동작에 관여하므로, 기지국의 하향링크 (DL) 전송 동작이 기지국의 에너지 소모와 높은 관련이 있다. 기지국의 상향링크 (UL) 수신 동작은 상대적으로 기지국의 에너지 소모에서 차지하는 비중이 높지 않다. 기지국이 하향링크로 전송하는 물리채널 (Physical channel) 과 물리신호 (Physical signal)는 다음과 같다.
- PDSCH (Physical Downlink Shared Channel): 하나 또는 다수의 단말에게 전송할 데이터를 포함하는 하향링크 데이터채널
- PDCCH (Physical Downlink Control Channel): PDSCH 와 PUSCH (Physical Uplink Control Channel)에 대한 스케줄링 정보를 포함하는 하향링크 제어채널. 또는 스케줄링 하고자 하는 PDSCH 나 PUSCH 없이 PDCCH 단독으로 슬롯 포맷, 전력 제어 명령 등의 제어 정보를 전송할 수 있다. 상기 스케줄링 정보는 PDSCH 또는 PUSCH 가 매핑되는 자원정보, HARQ 관련 정보, 전력제어 정보 등을 포함한다.
- PBCH (Physical Broadcast Channel): 단말의 데이터 채널 및 제어 채널 송수신에 필요한 필수 시스템 정보인 MIB (Master Information Block)를 제공하는 하향링크 방송 채널.
- PSS (Primary Synchronization Signal): DL 시간/주파수 동기의 기준이 되는 신호로 셀 ID 일부 정보를 제공한다.
- SSS (Secondary Synchronization Signal): DL 시간 및/또는 주파수 (이하 시간/주파수) 동기의 기준이 되고 셀 ID 나머지 일부 정보를 제공하는 신호.
- DM-RS (Demodulation Reference Signal): PDSCH, PDCCH, PBCH 각각에 대한 단말의 채널추정을 위한 기준신호
- CSI-RS (Channel-state Information Reference Signal): 단말의 하향링크 채널상태 측정의 기준이 되는 하향링크 신호
- PT-RS (Phase-tracking Reference Signal): phase tracking을 위한 하향링크 신호
기지국 에너지 절감 관점에서, 기지국이 하향링크 송신 동작을 멈추게 되면 이에 따라 파워앰프 동작이 중지되므로 기지국 에너지 절감 효과를 높일 수 있고, 파워앰프 뿐만 아니라 베이스밴드 (Baseband) 장치 등 나머지 기지국 장치의 동작도 줄어들어 추가적인 에너지 절감이 가능하다. 마찬가지로, 비록 기지국의 전체 에너지 소모에서 차지하는 비중이 상대적으로 작은 상향링크 수신 동작일지라도, 상향링크 수신 동작을 중지할 수 있다면 추가적인 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.
기지국의 하향링크 송신 동작은 기본적으로 하향링크 트래픽의 양에 의존한다. 예를 들어, 하향링크로 단말에게 전송할 데이터가 없다면 기지국은 PDSCH 또는 PDSCH를 스케줄링하기 위한 PDCCH를 전송할 필요가 없다. 또는 상기 데이터가 전송 지연에 민감하지 않는 등의 이유로 잠시 전송을 유예할 수 있다면, 기지국은 PDSCH 또는/및 PDCCH 전송을 하지 않을 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해, 이와 같이 데이터 트래픽과 연관한 PDSCH 또는/및 PDCCH 전송을 하지 않거나 또는 적절히 조절함으로써 기지국 에너지 소모를 줄이는 방법을 '기지국 에너지 절감 방법 1-1' 이라 부른다.
이에 반해, PSS, SSS, PBCH, CSI-RS 등의 물리채널 및 물리신호는 단말에 대한 데이터 전송과는 무관하게 소정의 약속된 주기로 반복적으로 전송되는 특징이 있다. 따라서 단말은 비록 데이터 수신을 하지 않더라도, 하향링크 시간/주파수 동기, 하향링크 채널 상태, 라디오 링크 품질 등을 계속해서 업데이트 할 수 있다. 즉, 상기 PSS, SSS, PBCH, CSI-RS는 하향링크 데이터 트래픽과 무관하게 필수적으로 하향링크로의 전송이 필요하고, 이에 따른 기지국 에너지 소모를 유발한다. 따라서, 데이터 트래픽과 무관한 (또는 관련성이 낮은) 상기 신호의 전송이 덜 빈번하게 발생하도록 조절함으로써 기지국 에너지 절감을 이룰 수 있다 (이하, '기지국 에너지 절감 방법 1-2'라 부른다).
상기 '기지국 에너지 절감 방법 1-1' 또는 '기지국 에너지 절감 방법 1-2'를 통해 기지국이 하향링크 전송을 하지 않는 시간 구간 동안, 기지국의 파워앰프의 동작과 관련 RF 장치, 베이스밴드 장치 등의 동작을 중지 또는 최소화함으로써 기지국의 에너지 절감 효과를 최대화할 수 있다.
다른 방법으로, 기지국의 안테나 또는 파워앰프의 일부를 끔으로써 (switch-off), 기지국의 에너지 소모를 절감할 수 있다 (이하 '기지국 에너지 절감 방법 2'). 이 경우, 기지국의 에너지 절감 효과에 대한 반작용으로서, 셀 커버리지의 감소 또는 처리량(throughput) 감소 등의 역효과가 수반될 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같은 3.5GHz 주파수 대역에서 64 개의 송신 안테나와 그에 상응하는 64개의 파워앰프를 구비하고 100MHz 대역폭으로 동작하는 기지국이, 기지국 에너지 절감을 위해서 소정의 시간 구간 동안 4개의 송신 안테나와 4개의 파워앰프만 활성화시키고 나머지는 스위치오프 시키는 경우, 해당 시간 구간 동안 기지국 에너지 소모는 약 1/16 (=4/64) 로 줄어들겠지만, 최대 전송 전력의 감소와 빔포밍 이득의 감소로 인해 기존 64개의 안테나 및 파워앰프를 가정했을 때의 셀 커버리지와 throughput을 달성하기 어렵게 된다.
이하 구체적인 실시 예를 통해 본 발명에서 제안하는 기지국 에너지 절감 방법을 설명한다.
<제 1 실시 예>
제 1 실시 예는 기지국 에너지 절감 (Energy saving)을 위해, 기지국 상태 (state)를 구분하고 상태 전환 (state transition) 시 기지국과 단말의 동작에 대해 설명한다.
도 5는 기지국과 단말의 상태 전환 및 기지국 상태에 따른 단말의 상태의 관계를 나타내는 도면이다. 기지국의 상태는 사용하는 자원의 양과 전송하는 채널에 따라 크게 NORMAL state (501), SLEEP state (502), OFF state (503)로 구분될 수 있다. 일반적인 기지국 동작을 수행하는 기지국 상태를 NORMAL state라고 칭한다. 기지국 에너지 절감을 위해서 일반적인 기지국 동작 중에서 일부만 수행하는 기지국 상태를 SLEEP state라고 칭한다. 이 때, 기지국의 SLEEP state는 기지국의 동작 범위 설정에 따라 다수의 수면 모드(Sleep mode)로 구분될 수 있다. 기지국 에너지 절감을 위해서 기지국이 어떤 동작도 수행하지 않고 대기전력만 소모하는 모드를 OFF state라고 칭한다. 기지국이 OFF state로 동작하는 동안 기지국은 시스템 정보도 송신하지 않기 때문에 단말은 셀 탐색에서 해당 OFF state로 동작하는 기지국을 탐색할 수 없다. 상기 NORMAL state (501), SLEEP state (502), OFF state (503)의 명칭은 하나의 예시로, 각 기지국의 상태를 표현하는 명칭은 달라질 수 있다.
도 5에서 보여지는 단말의 상태들은 5G 시스템에서 정의될 수 있는 단말 상태와 동일하다. RRC_CONNECTED (504) 단말은 초기 접속 절차를 완료하여 기지국과 단말 사이에 일대일 통신이 가능한 반면, RRC_INACTIVE (505) 단말이나 RRC_IDLE (506) 단말은 기지국의 시스템 정보나 페이징 메시지 같은 셀 공통의 제어 정보를 수신하는 동작을 주로 수행한다. 단말의 상태에 따라 송수신 할 수 있는 채널이 제한되므로, 기지국의 상태에 따라 단말의 상태들도 연관 지어서 설명될 수 있다.
예를 들면, 도 5에서 기지국이 NORMAL state일 때는 RRC_CONNECTED 단말과 RRC_INACTIVE 단말 및 RRC_IDLE 단말의 동작을 모두 지원할 수 있지만, 기지국이 SLEEP state일 때는 기지국에 설정된 동작에 따라 RRC_CONNECTED 단말의 동작을 지원하지 못할 수도 있다. 만약, 기지국이 SLEEP state일 때 PDSCH와 같은 데이터 채널의 송수신을 지원하지 않는다면 SLEEP state인 기지국은 RRC_CONNECTED 단말의 동작을 지원할 수 없다. 또한, 기지국이 OFF state 일 때는 단말로부터 어떤 신호도 송수신 하지 않기 때문에 동작을 지원하는 단말이 없다.
도 5에서 제시된 기지국 상태 중에서 NORMAL state를 제외한 SLEEP state 및 OFF state로 동작할 경우, 기지국은 NORMAL state로 동작할 때보다 에너지를 절감할 수 있다.
기지국이 OFF state일 때, 가장 에너지를 절감할 수 있지만 기지국 주변 단말들의 초기 접속이 제한되어 해당 단말들은 더 먼 기지국과 연결되거나 주변에 기지국이 없어서 셀 탐색이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.
기지국이 SLEEP state로 동작할 때, 단말들의 성능에는 적은 영향을 끼치면서 기지국의 에너지를 절감할 수 있다. 앞서 기술한 '기지국 에너지 절감 방법 1-1', '기지국 에너지 절감 방법 1-2' 또는 '기지국 에너지 절감 방법 2'는 기지국이 SLEEP state일 때의 기지국의 한 예시가 될 수 있다. SLEEP state인 기지국은 기지국이 사용하는 자원의 일부만을 사용하거나 기존에 송수신하는 채널 중 일부의 채널만 지원함으로써 기지국의 에너지를 절감할 수 있다. 기지국의 SLEEP state 내에서 어떤 모드로 동작하는지에 따라 절감할 수 있는 에너지의 크기가 달라진다.
SLEEP state로 동작하는 기지국의 주변 단말은 해당 기지국에 연결될 수 있지만, 기지국의 동작이 제한적이기 때문에 throughput, latency 등 단말의 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 일반적으로 기지국이 절감하는 에너지 양과 단말의 성능은 상충 (trade-off) 관계에 있다. 기지국은 에너지 절감을 위해 SLEEP state 혹은 OFF state로 상태를 전환할 때나 SLEEP state 내에서 다른 수면 모드로 전환하여 기지국의 동작을 변화시킬 때, RRC_CONNECTED 단말 및 RRC_INACTIVE 단말의 수나 데이터 트래픽 양 등을 기준으로 단말의 성능에 영향을 미치지 않는 방향으로 상태를 전환해야 한다. 예를 들면, RRC_CONNECTED 단말이 일대일 통신을 하는 중에 기지국이 갑자기 OFF state로 전환되는 경우는 단말의 성능에 악영향을 미칠 수 있으므로 지양해야 한다.
또한, 단말들의 에너지 소모를 절감하기 위해 SLEEP state에 따른 기지국의 동작을 주변 단말들에게 알려줄 수 있다. NORMAL state 동작을 하는 기지국에 연결된 RRC_CONNECTED 단말의 경우, PDCCH를 수신하기 위해 단말-특정 탐색공간을 포함하여 단말에게 주어진 다수의 탐색공간 내에서 블라인드 디코딩을 수행한다. 만약 기지국의 상태가 NORMAL state에서 시스템 정보 또는 페이징 메시지와 같이 공통 탐색공간에서 수신되는 PDCCH와 연관된 정보만을 송신하도록 동작하는 SLEEP state로 전환될 경우, 단말이 기지국의 이러한 상태의 전환에 대해서 모른다면 해당 단말은 공통 탐색공간 외의 탐색공간에서 불필요한 블라인드 디코딩을 수행하는 과정에서 에너지를 소비할 수 있다. 따라서 기지국 상태의 전환을 미리 주변 단말들에게 시그널링 해주면, 단말은 단말-특정 탐색공간 등 공통 탐색공간 외에서의 블라인드 디코딩은 배제함으로써 에너지 소모를 줄일 수 있다.
도 6 내지 9는 기지국이 다른 상태로 전환할 때 필요한 절차들을 나타낸 도면이다. 기지국이 상태를 전환하는 경우는 도 5의 507 내지 512 로 구분된다.
도 6은 도 5의 507과 511의 기지국 상태 전환 과정에서의 기지국의 절차에 대해 나타낸 도면이다. 507과 511은 OFF state의 기지국이 NORMAL state 혹은 SLEEP state로 전환하는 경우에 해당하며, 도 6은 이와 관련하여 기지국이 어떤 채널도 송수신하지 않은 상태에서 다시 전체 혹은 일부의 동작을 수행하기 시작하는 상태로 전환할 때에 필요한 절차를 설명한다.
601 과정에서, 기지국은 OFF state에서 다른 state로 전환하기 전에 주변 기지국들로부터 단말들의 정보를 수신 받을 수 있다. 601 과정에서 기지국이 주변 기지국들로부터 수신하는 단말들의 정보는 주변 기지국에 연결된 단말들의 수와 데이터 트래픽의 양 등 전환하고자 하는 기지국의 상태를 결정하는 데 도움이 될 수 있는 정보를 포함할 수 있다. 만약 주변 기지국의 데이터 트래픽의 양이 많고, RRC_CONNECTED 혹은 RRC_INACTIVE 상태의 단말들이 많다면 기지국은 NORMAL state로 전환을 결정할 수 있다. 반대로 상태 전환 이후에 예측되는 데이터 트래픽 양이 적다면 SLEEP state로 전환될 수 있다. 또한, 주변 기지국들의 데이터 트래픽 양이 많아 단말들을 지원하기 어려울 때, 주변 기지국은 OFF state인 기지국이 SLEEP state 혹은 NORMAL state로 상태 전환하도록 요청할 수 있다. 만약, OFF state인 기지국과 연결된 기지국이 없거나 전달받을 단말 관련 정보가 없을 경우에는 601의 과정은 생략되는 것도 가능하다.
602 과정에서, 기지국은 단말의 초기 접속을 지원하기 위한 채널들을 송신한다. 기지국과의 링크를 접속 상태로 전환하고자 하는 단말이나 인접 셀의 라디오 링크 품질을 판단하고 시간/주파수 동기를 획득하고자 하는 단말들은 기지국이 전송하는 SS/PBCH 블록 및 추가적인 시스템 정보를 통해 셀 공통의 송수신 제어 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 단말은 SS/PBCH 블록의 주기, 개수 등 SS/PBCH 전송 관련한 정보는 SIB1을 통해 제공받을 수 있다. 해당 정보에 대한 별도 시그널링을 수신하기 전에는 단말은 미리 약속된 디폴트 값으로 SS/PBCH 블록을 수신할 수 있다.
602 과정에서 기지국과의 링크를 접속상태로 전환하고자 하는 단말들은 랜덤 억세스 절차를 수행하고, 해당 절차를 완료하면 기지국은 603 과정에서 단말로부터 UE capability 정보를 보고받아, 해당 단말이 기지국 상태 전환에 따라 적절한 동작을 수행할 수 있는지 여부를 판단한다. 구체적으로 기지국이 단말로부터 보고받는 UE capability 정보에는 단말이 기지국 상태 전환 혹은 기지국 수면 모드 (sleep mode) 전환 관련 시그널링을 인식할 수 있는지 여부를 나타내는 정보, 단말이 지원하는 주파수 밴드 관련 제어 정보 및 채널 대역폭 관련 제어 정보 등과 같은 정보들이 포함될 수 있다. 또한, 랜덤 억세스를 시도하는 단말이 없을 경우에는 기지국의 에너지를 절감하기 위해 SS/PBCH 전송 관련한 정보를 변경하여 602 과정을 수행하거나, 다시 OFF state로 전환될 수 있다. 예를 들면, 602 과정에서 처음 SS/PBCH를 전송할 때는 80ms 주기로 전송하다가 랜덤 억세스를 시도하는 단말이 없는 경우에 320ms 주기로 전송하거나, 또는 다시 OFF state로 상태를 전환하여 SS/PBCH 전송을 멈출 수 있다.
601 과정과 603 과정에서 획득한 단말의 정보를 기반으로, 기지국은 604 과정에서 NORMAL state와 SLEEP state 중에서 어떤 상태로 동작할 것인지 설정할 수 있다. 현재 기지국이 동작하는 상태는 RRC 시그널링으로 단말에게 설정될 수 있다.
605 과정에서 기지국은 변경된 상태에서의 설정에 따라 스케줄링 및 정보 송수신 동작을 수행한다. 604 과정에서 단말이 기지국의 상태를 성공적으로 획득하면 단말은 기지국 상태에 따라 단말 설정 변경을 실시함으로써 기지국의 동작을 정확하게 인지할 수 있다. 이 때, 단말은 기지국이 송수신하는 신호 및 자원에서만 동작함으로써 에너지 소모를 줄일 수 있다.
도 7은 도 5의 508과 512의 기지국 상태 전환 과정에서의 기지국의 절차에 대해 나타낸 도면이다. 508과 512은 기지국이 NORMAL state 혹은 SLEEP state로 동작하다가 OFF state로 전환하는 경우에 해당하며, 도 7은 기지국이 동작하다가 어떤 채널도 송수신하지 않는 OFF state로 전환하기 전에 필요한 절차를 설명한다.
701 과정에서 기지국은 데이터 트래픽이 없을 경우에 OFF state로의 상태 전환을 고려할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 RRC_CONNECTED 상태의 단말 및 랜덤 억세스를 시도하는 단말이 없는 상태가 길어질 때 OFF state로 상태 전환을 결정할 수 있다. 이 때, 단말에게 원활한 데이터 송수신을 지원하기 위해서, RRC_CONNECTED 상태의 단말이 존재하는 경우에 대해서는 OFF state로의 기지국의 상태 전환은 고려하지 않으며, 불가피하게 전환이 필요할 경우에는 다른 인접 기지국으로의 핸드오버를 지원하여 데이터 송수신이 끊임없이 이루어질 수 있도록 한다. 따라서, 일반적으로 RRC_INACTIVE 상태의 단말과 RRC_IDLE 상태의 단말만 존재하는 경우에 대해 기지국은 OFF state로의 상태 전환을 고려할 수 있다.
701 과정에서 기지국의 OFF state로의 상태 전환이 결정될 경우, 기지국은 702 과정에서 단말에게 기지국의 상태 전환 정보를 시그널링 한다. 상태 전환 정보는 기지국이 전환하고자 하는 상태의 정보와 언제부터 상태가 전환될 것인지를 나타내는 타이밍 정보를 포함할 수 있다. 상태 전환 정보는 PDCCH을 통해 시그널링 되거나, 혹은 기지국 상태 설정과 관련된 SIB를 통하여 단말에게 시그널링 될 수 있다. 단말마다 지원될 수 있는 구체적인 시그널링 방법은 단말의 RRC 상태와 UE capability에 따라 달라질 수 있다.
702 과정에서 송신된 기지국 상태 전환 정보 시그널링에 대해서 RRC_CONNECTED 상태의 단말이나 RRC_INACTIVE 상태의 단말은 기지국의 상태 전환 정보 수신 여부를 응답 정보를 통해 기지국에게 알릴 수 있으며, 703 과정에서 기지국은 단말이 송신한 응답 정보를 수신할 수 있다. 단말이 기지국의 상태 전환 정보 관련 시그널링 수신에 실패했을 경우, 기지국은 해당 단말을 위해 기지국의 상태 전환 정보를 재전송할 수 있다. 하지만 단말로부터 응답을 수신하고 재전송하는 과정은 기지국의 에너지를 소모하므로, 기지국의 설정에 따라 해당 과정은 생략될 수도 있다.
704 과정에서 상태 전환을 수행하는 기지국은 자신의 상태 전환에 대해 알리기 위한 시그널링을 주변 기지국에게 송신할 수 있다. 이처럼 상태 전환을 수행하는 기지국은 인접 기지국에게 자신의 상태에 대해 알림으로써 다른 기지국들이 트래픽 예측, 단말 별 자원 관리 등을 효율적으로 할 수 있도록 도움을 줄 수 있다. 또한 특정 단말을 핸드오버 해야하는 경우, 인접 기지국으로 연결되도록 지원하기 위해 해당 단말에 대한 정보를 연결하고자 하는 다른 기지국에게 전달할 수 있다. 기지국의 상태 전환 시그널링을 송신할 주변 기지국이 없는 경우와 같이, 경우에 따라서 해당 과정은 생략될 수도 있다.
705 과정에서 기지국은 단말들과 주변 기지국에게 시그널링으로 알려준 상태 전환 타이밍이 지나면 OFF state로 전환된다. OFF state로 전환된 기지국은 앞서 기술한 도 6 절차에 따라 해당 기지국이 임의적으로 지정한 시간이 지난 후 혹은 주변 기지국의 요청을 통해 NORMAL state나 SLEEP state로 전환할 수 있다.
도 8은 도 5의 509의 기지국 상태 전환 과정에서의 기지국의 절차에 대해 나타낸 도면이다. 509는 기지국이 에너지 절감을 위해 SLEEP state로 동작하다가 NORMAL state로 전환하는 절차를 나타낸다.
801 과정에서 기지국은 데이터 트래픽의 양이 증가할 경우 혹은 RRC_CONNECTED 단말 혹은 RRC_INACTIVE 단말의 수가 증가할 경우 등의 이유로 일반적인 기지국 동작을 하는 상태로 전환하고자 할 때, NORMAL state로의 상태 전환을 결정할 수 있다. NORMAL state로의 상태 전환 기준은 기지국이 설정한 SLEEP state의 동작에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 기지국은 SLEEP state에서 일정 주기에 맞춰 SS/PBCH 및 시스템 정보와 페이징 메시지만을 전송하는 동작만을 하도록 설정될 수 있다. 기지국이 SLEEP state로 동작하는 동안 기지국은 셀 공통의 제어 정보만 송신하기 때문에 기지국과 연결되어 일대일 통신을 하는 RRC_CONNECTED 단말은 지원되지 않을 수 있다. 다만, 기지국이 SLEEP state로 동작하는 동안 기지국 주변의 RRC_INACTIVE 단말과 RRC_IDLE 단말은 기지국으로부터 전송되는 정보들을 이용하여 랜덤 억세스를 시도할 수 있다. 이 경우, 하나의 단말이라도 랜덤 억세스를 성공적으로 마쳐서 RRC_CONNECTED 단말로 전환되면 기지국의 상태도 RRC_CONNECTED UE의 일대일 통신을 지원하기 위해서 NORMAL state로의 상태 전환을 결정할 수 있다. 기지국이 송수신해야 하는 채널 종류가 변하는 경우 외에도 기지국이 설정한 SLEEP state에서 기지국이 활용하는 자원 수가 부족하여 단말의 성능에 영향을 줄 때, 기지국이 NORMAL state로의 상태 전환을 결정할 수 있다.
802 과정에서 기지국은 단말에게 상태 전환 정보를 시그널링 할 수 있다. 이 때, 기지국은 셀 공통 제어 신호를 통해 모든 단말에게 상태 전환에 대해 시그널링 할 수 있지만, 데이터 트래픽이 가장 많은 하나의 특정 단말 혹은 데이터 트래픽이 일정 수준 이상인 다수의 단말에게만 상태 전환에 대해 시그널링을 하여 단말 간의 동작에 차이를 둘 수 있다. 상태 전환 시그널링의 차이를 둠으로써 데이터 트래픽이 상대적으로 적은 단말에 대해서는 별도의 단말의 설정 전환 없이 기지국이 SLEEP state일 때의 동작을 유지함으로써 에너지 소모를 줄일 수 있다. 802 과정에서 기지국 상태 전환 시그널링은 기지국이 NORMAL state로 동작할 것임을 나타내는 정보와 상태 전환 타이밍에 대한 정보를 포함할 수 있다. 단, 예외적으로 기지국의 상태 전환이 시그널링 시점보다 먼저 이루어진 경우에 대해서는 타이밍 정보가 생략될 수 있다. 802 과정에서 기지국의 상태 전환 시그널링을 수신한 단말들은 시그널링에 대한 응답 신호를 기지국에게 송신할 수 있다.
803 과정에서 기지국은 단말들의 응답 여부 및 응답 내용에 따라 각 단말들의 동작 설정이 기지국의 상태에 맞게 전환되었는지 여부를 알 수 있다. 803 과정이 생략되어 단말들로부터 시그널링에 대한 응답을 수신하지 않을 경우에는 NORMAL state에서 설정된 기지국의 동작에 맞게 단말이 정보를 송수신 하지 않아 기지국의 자원이 낭비되고 에너지가 소모될 수 있다. 예를 들면, NORMAL state인 기지국이 SLEEP state에서 설정되지 않은 자원에서 송신된 CSI-RS를 기반으로 채널 상태를 리포팅 할 것을 요청했는데, SLEEP state에 맞게 동작하는 단말은 기지국이 요청한 채널 측정 동작을 수행하지 않아 채널 상태를 리포팅 할 수 없다.
특히 RRC_CONNECTED 단말이 기지국 상태 전환 정보 수신에 실패했을 경우, 기지국은 상태 전환 정보를 재전송하거나 동적 시그널링 외에 준정적 시그널링을 이용하여 기지국 상태 전환에 대해 단말이 인지할 수 있도록 한다. 또는, 기지국의 SLEEP state에서 설정된 단말의 동작에서도 필요한 채널 송수신이 가능할 경우에는 기지국 상태 전환 시그널링을 더 이상 수행하지 않고 단말의 동작 및 자원에 맞게 스케줄링을 지원할 수 있다.
804 과정에서 기지국은 주변 기지국에게 자신의 상태가 전환될 것을 시그널링을 통해 알릴 수 있다. 기지국은 자신이 NORMAL state로 동작하는 것을 주변 기지국에게 알림으로써 인접한 다른 기지국들이 SLEEP state나 OFF state로 전환할 지 여부를 판단하는 데 도움을 줄 수 있다. 해당 과정은 경우에 따라 생략될 수 있다.
802 과정에서 단말에게 알려준 기지국 상태 전환 타이밍이 지나면 805 과정에서 기지국은 NORMAL state로 전환되어 동작한다. 이는 일반적인 기지국의 동작과 동일하며, 기지국 상태 전환 시그널링을 수신한 단말들은 기지국에 의해 설정된 파라미터에 맞게 동작한다. 그 외, 기지국과 연결되지 않은 단말들은 초기 접속과 랜덤 억세스를 통해 기지국과 연결될 수 있다.
도 9는 도 5의 510의 기지국 상태 전환 과정에서의 기지국의 절차에 대해 나타낸 도면이다. 510은 기지국이 NORMAL state로 동작하다가 에너지 절감을 위해 SLEEP state로 전환하는 절차를 나타낸다.
901 과정에서 기지국은 데이터 트래픽의 양이 감소하여 시스템 부하가 적은 경우 혹은 RRC_CONNECTED 단말 혹은 RRC_INACTIVE 단말의 수가 감소할 경우 등의 이유로 채널 송수신에 필요한 자원이 줄어들거나, 송수신 해야 할 채널의 수가 줄어들 때 SLEEP state로의 상태 전환을 결정할 수 있다. SLEEP state로의 상태 전환 기준은 기지국이 설정한 SLEEP state의 동작에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 기지국은 SLEEP state에서 일정 주기에 맞춰 SS/PBCH 및 시스템 정보와 페이징 메시지만을 전송하는 동작만을 하도록 설정될 수 있다. 기지국이 SLEEP state로 동작하는 동안 기지국은 셀 공통의 제어 정보만 송신하기 때문에 기지국과 연결되어 일대일 통신을 하는 RRC_CONNECTED 단말은 지원되지 않는다. 따라서, 기지국은 RRC_CONNECTED 단말이 없는 경우 혹은 RRC_ CONNECTED 단말을 RRC_INACTIVE 혹은 RRC_IDLE 단말로 상태를 전환시킬 예정인 경우에만 SLEEP state로의 전환을 결정할 수 있다.
902 과정에서 기지국은 단말에게 상태 전환 정보를 시그널링 할 수 있다. 이 때, 기지국은 단말의 불필요한 에너지 소모를 줄이기 위해서 모든 단말에게 상태 전환에 대해 시그널링 할 수 있다. 이 때, 기지국의 상태 전환 시그널링은 기지국의 시그널링 오버헤드를 줄이기 위해서 우선적으로 셀 공통 제어 신호를 통해 이루어질 수 있다.
902 과정에서 기지국 상태 전환 시그널링은 기지국이 SLEEP state로 동작할 것임을 나타내는 정보 및 상태 전환 타이밍에 대한 정보를 포함할 수 있다. 단, 예외적으로 기지국의 상태 전환이 시그널링 시점보다 먼저 이루어진 경우에 대해서는 타이밍 정보가 생략될 수 있다. SLEEP state로 동작할 것임을 나타내는 정보에는 SLEEP state에서 여러 개로 설정될 수 있는 수면 모드(SLEEP mode) 중에 어떤 모드로 동작할 것인지에 대한 정보도 포함될 수 있다. 902 과정에서 기지국의 상태 전환 시그널링을 수신한 단말들은 시그널링에 대한 응답 신호를 기지국에게 송신할 수 있다.
903 과정에서 기지국은 단말들의 응답 여부 및 응답 내용에 따라 각 단말들의 동작 설정이 기지국의 상태에 맞게 전환되었는지 여부를 알 수 있다. 기지국의 상태 전환 시그널링에 대한 응답을 수신하고 단말이 제대로 수신하지 못한 경우 재전송을 하는 과정은 에너지를 소모하므로 전환될 기지국의 SLEEP state 설정에 따라 903 과정은 생략될 수 있다. 903 과정이 생략되어 단말들로부터 시그널링에 대한 응답을 수신하지 않을 경우에는 기지국으로부터 상태 전환 시그널링을 제대로 받지 못한 단말은 불필요한 동작으로 인해 에너지 소모를 겪을 수 있다.
904 과정에서 기지국은 주변 기지국에게 자신의 상태가 전환될 것을 시그널링을 통해 알릴 수 있다. 기지국은 자신이 SLEEP state로 동작하는 것과 전환될 SLEEP state에서의 자신의 동작을 주변 기지국에게 알림으로써 인접한 다른 기지국들이 상태를 전환할 지 여부를 판단하는 데 도움을 줄 수 있다. 해당 과정은 경우에 따라 생략될 수 있다.
이전 902 과정에서 단말에게 알려준 기지국 상태 전환 타이밍이 지나면 905 과정에서 기지국은 SLEEP state로 전환되어 동작한다. 기지국이 NORMAL state일 때 시그널링을 수신한 단말 혹은 기지국의 동작 상태에 대한 시스템 정보를 통해 SLEEP state에서의 기지국의 동작을 인지한 단말들은 설정된 파라미터에 따라 동작한다. 기지국과 연결되지 않은 단말들은 초기 접속과 랜덤 억세스를 통해 기지국과 연결될 수 있다. 단, 기지국의 필수 시스템 정보인 MIB를 통해 셀 금지 상태(cell Barring status)인 것이 확인될 경우에는 기지국과 연결되지 않은 단말들은 해당 기지국에 랜덤 억세스를 할 수 없다.
상기 기술된 도 6 내지 9에서의 단계는 생략되거나 순서가 변경되거나 또는 기술되지 않은 단계가 부가되어 본 발명이 수행되는 것도 가능하다.
<제 2 실시 예>
제 2 실시 예는 기지국 에너지 절감을 위해 기지국 상태를 단말에게 설정하는 방법과 기지국 상태 전환 시 단말에게 시그널링 하는 구체적인 방법에 대해 설명한다.
제 2 실시 예에서 설명하는 시그널링이 적용 가능한 기지국의 상태 전환 항목은 상기 제 1 실시 예에서 설명된 기지국의 상태 전환 목록들을 포함하지만, 이에 국한하지 않는다.
기지국은 전송 혹은 모니터링 하는 채널 목록이나 주기적으로 전송되는 신호의 주기 혹은 주파수 자원의 크기 등과 같이 기지국의 동작과 관련된 파라미터들을 기지국의 SLEEP state의 수면 모드에 따라 설정할 수 있다. 단말의 불필요한 에너지 소모를 줄이고 기지국의 동작에 알맞게 적응하여 성능을 높이기 위해서는 단말도 기지국의 상태 전환에 따른 동작의 변화를 인지하고 있어야 한다. 이하 설명에서, 기지국의 상태 전환은 도 5에서 구분한 상태 전환 뿐만 아니라 SLEEP state 내에서 구분되는 다수의 수면 모드 사이에서의 전환도 상태 전환이라고 칭한다.
기존의 5G 시스템에서 단말이 기지국의 상태 전환에 따른 동작 변화에 맞게 동작하도록 하기 위해서는 기지국이 송수신하는 채널이나 사용하는 자원 할당 등이 바뀔 때마다 단말에게 RRC 시그널링을 통해 단말에 설정된 자원을 변화시키거나 단말이 수행해야 하는 특정 채널의 송수신을 생략하도록 지시하는 방법이 있다. 하지만, RRC 시그널링을 통한 동작 설정 변화는 시간이 걸리기 때문에 동적으로 적용되지 않아 기지국의 상태 전환에 따라 즉각적으로 대응하기 힘들다. 단말이 수행해야 하는 특정 채널의 송수신을 생략하도록 지시하는 방법도 채널의 종류에 따라 다르며, 각 채널에 대해서 별도로 지시해야 하기 때문에 기지국의 상태 전환에 맞게 단말의 동작을 적응시키는 데 시그널링 오버헤드가 많이 소요된다.
기지국의 상태 전환에 따른 단말의 동작을 적은 시그널링 오버헤드로 효율적으로 적응시키기 위해서 기지국이 SLEEP state에서 동작할 수 있는 상태들의 목록 혹은 SLEEP state와 관련된 파라미터 값 후보를 설정할 수 있다. 하기 내용은 기지국에 연결된 단말에 대해서 기지국이 동작할 수 있는 상태에 대한 정보를 설정하는 방법들을 설명한다.
- 방법 A: 방법 A는 SLEEP state 기지국이 동작할 수 있는 수면 모드와 해당 수면 모드에서의 기지국의 동작 파라미터 설정 값들을 함께 설정하는 방법이다. 예를 들어, 기지국의 SLEEP state에서의 동작할 수 있는 수면 모드가 3개가 있다고 할 때, 각 수면 모드는 다음과 같이 분류되어 대응되는 동작 파라미터 설정 값들과 함께 단말에 설정될 수 있다.
　　■ 제 1 수면 모드
　　　　· 기지국이 셀 공통 제어 정보와 관련된 채널만 송신
　　　　· P1 주기로 채널 송신, 예를 들어 P1 = 320ms
　　　　· B1 주파수 대역폭으로 동작, 예를 들어 B1 = 5MHz
　　■ 제 2 수면 모드
　　　　· 기지국이 셀 공통 제어 정보와 관련된 채널과 신속한 서비스 제공과 관련된 채널 (예를 들어, URLLC 관련 채널) 송수신
　　　　· 셀 공통 제어 정보는 P1 주기로 채널 송신 및 URLLC 채널의 경우에는 데이터가 있을 때 송신
　　　　· B2 주파수 대역폭에서 동작, 예를 들어 B2 = 10MHz
　　■ 제 3 수면 모드
　　　　· 기지국이 NORMAL state와 동일하게 채널 송수신
　　　　· P2 주기 마다 채널을 송수신 및 그 외 기간에는 OFF state로 동작, 예를 들어 P2 = 40ms
　　　　· 기지국이 사용 가능한 전체 주파수 대역폭 중에 일부인 B3 사용, 예를 들어, B3 = 40MHz
상기의 방법 A로 기지국의 상태 및 해당 상태에 따른 기지국의 동작을 단말에게 명시적으로 설정할 수 있다. 방법 A에 따라 기지국의 상태를 설정할 경우, 기지국의 상태 전환을 시그널링 할 때 전환하고자 하는 기지국의 상태 ID와 상태 전환 타이밍에 대한 정보만을 시그널링 함으로써 시그널링 과정에서 전송해야 하는 정보의 양을 줄일 수 있다. 하지만 기지국이 특정 기지국 상태에 대한 동작을 변경해야 하는 경우에는 RRC 시그널링을 통해 동작을 변경할 수 있으며, 설정 값 변경을 위한 시간이 소요된다. 또한, 기지국이 설정할 수 있는 최대 상태의 개수는 제한될 수 있다.
- 방법 B: 방법 B는 기지국의 상태를 명시적으로 설정하지 않고, 기지국이 SLEEP state일 때 설정될 수 있는 파라미터 값 후보들을 집합으로 제시하는 방법이다. SLEEP state와 관련된 파라미터 후보군은 다음과 같이 단말에 설정될 수 있다.
　　■ 송수신 채널 분류
　　　　· 기지국이 셀 공통 제어 정보와 관련된 채널만 송신
　　　　· 기지국이 셀 공통 제어 정보와 관련된 채널과 신속한 서비스 제공과 관련된 채널 송수신
　　　　· 기지국이 NORMAL state와 동일하게 채널 송수신
　　■ 기지국 동작 주기
　　　　· P1 마다 주기 신호 전송
　　　　· P1 마다 주기 신호 전송 및 신속한 서비스 제공 관련 신호는 필요할 때 송신
　　　　· P2 마다 채널을 송수신 및 그 외 기간에는 OFF state로 동작
　　■ 주파수 대역폭
　　　　· B1
　　　　· B2
　　　　· B3
상기의 방법 B로 SLEEP state에서의 기지국의 동작 관련 설정 값 후보들을 단말에게 제시할 수 있다. 방법 B에 따라 기지국의 상태를 설정할 경우, 기지국의 상태 전환을 시그널링 할 때 상태 전환 타이밍에 대한 정보뿐만 아니라 각 후보군에서 어떤 값에 해당하는 동작을 할 것인지 정보를 포함해야 한다. 따라서, 분류된 파라미터의 종류가 많을수록, 파라미터 당 후보 값이 많을수록 시그널링 해야하는 정보의 양이 늘어난다. 하지만, 기지국 상태가 명시적으로 정의되어 있는 것이 아니기 때문에 단말은 설정된 파라미터 값의 조합으로 동작되는 다양한 기지국 상태에 대해 적응하여 동작할 수 있어 기지국이 동작할 수 있는 상태의 개수는 방법 A보다 많아질 수 있다.
이 때, 방법 A와 방법 B을 통해 기지국의 동작 설정에서 각 설정 값에 대한 구체적인 시간, 주파수 자원에서의 위치 등의 정보는 파라미터 설정 시 함께 명시되거나 자원의 매핑 방법이 별도로 제시될 수 있다. 상기 기지국 동작 관련 파라미터 목록 및 구체적인 설정은 예시를 위한 것으로, 제시된 목록 및 값에 한정되지 않는다. 상기의 방법은 단말이 기지국에 연결된 경우 설정될 수 있는 정보들로, RRC_IDLE 상태의 단말과 같이 기지국과 연결되기 전에는 기지국에 동작할 수 있는 상태의 목록에 대한 정보에 대해서는 알 수 없다. 단, 셀 공통 제어 정보를 통해서 해당 기지국이 어떤 상태로 동작하고 있는지는 시스템 정보 등을 통해 확인할 수 있다.
기지국의 NORMAL state에 관련한 정보는 따로 설정하지 않고 기존 5G 시스템에서 RRC 시그널링을 통해서 설정된 기지국의 동작과 관련된 파라미터 값에 근거해 동작한다. OFF state는 어떤 채널도 송수신 하지 않는 상태이므로, 별도의 설정이 필요 없다.
기지국의 상태 전환 시그널링은 해당 기지국과 연결된 단말들 혹은 해당 기지국의 시스템 정보를 모니터링하는 단말들에게 공통으로 수신되어야 한다. 따라서, 기지국은 다양한 종류의 하향링크 제어 신호를 수신할 수 있는 RRC_CONNECTED 단말뿐만 아니라 RRC_IDLE 상태의 단말 혹은 RRC_INACTIVE 상태의 단말도 기지국의 상태 정보를 획득할 수 있도록 기지국이 동작할 수 있는 상태에 대한 정보를 시그널링 할 수 있다. 또한, 단말들이 공통된 정보를 수신하므로 하나의 단말을 제어하기 위한 단말-특정 제어 신호를 이용해 시그널링 하는 것보다는 셀 관련 정보를 주변의 단말들에게 방송하는 셀 공통 제어 신호 혹은 한 그룹에 속한 단말이 동일한 제어 신호를 받을 수 있는 단말-그룹 제어 신호를 이용하여 시그널링 하는 것을 고려할 수 있다.
기지국의 상태 전환 시그널링은 PDCCH를 통해 이루어질 수 있으며, 구체적인 시그널링 방법은 PDCCH 송신 시 사용하는 RNTI 값에 따라서 하기와 같이 나눌 수 있다.
- SI-RNTI로 스크램블링된 DCI를 포함한 PDCCH로 기지국 상태 제어 시그널링: 기지국은 SI-RNTI로 스크램블링된 DCI를 수신하여 SIB 정보가 담긴 PDSCH의 자원 할당 정보 등을 획득할 수 있다. 단말이 수신한 DCI를 기반으로 PDSCH를 성공적으로 수신하면, 단말은 해당 SIB에 포함된 시스템 정보를 획득할 수 있다. SIB는 포함하고 있는 시스템 정보의 종류에 따라 SIB 1, SIB 2 등과 같이 번호가 매겨져 있으며, SIB 1을 제외한 나머지 시스템 정보를 OSI (Other System Information)이라고 한다. OSI는 주로 주기적으로 전송되며 OSI 전송 관련 정보는 SIB1을 통해 설정된다. 이 때, 기지국의 상태 정보를 포함한 SIB를 정의하여 주변 단말들에게 방송할 수 있다. 이하 설명에서, 기지국의 상태 정보를 포함한 SIB를 SIB X라고 칭한다.
- 새롭게 도입된 기지국 상태 관련 RNTI로 스크램블링된 DCI를 포함한 PDCCH로 기지국 상태 제어 시그널링: 기지국 상태 전환에 대해 단말이 신속하게 적응하도록 하기위해서 기지국 상태 제어 정보를 담은 새로운 DCI 포맷을 정의하고, 해당 DCI를 식별하는 RNTI를 새롭게 도입할 수 있다. 이하 설명에서, 기지국의 상태 전환 관련 제어 정보를 나타내는 식별자를 ST-RNTI (State Transition RNTI) 라고 칭한다. ST-RNTI는 기지국의 시그널링 오버헤드를 줄이기 위해 기지국과 연결된 단말들에게 공통의 값으로 주어지며, ST-RNTI를 이용한 기지국의 상태 제어 신호는 셀 공통으로 시그널링 될 수 있다. 802 과정에서 언급되었던 것처럼 기지국이 트래픽이 많은 일부 단말들에게만 기지국의 상태 전환을 시그널링 하는 경우를 지원할 때는 일부 단말들에게 공통으로 설정할 수 있는 STG-RNTI (State Transition Group RNTI)을 별도로 지정할 수도 있다. 이 때, PDCCH를 수신받은 내용을 기반으로 PDSCH를 수신하는 것이 아니라, PDCCH 정보만으로 기지국의 상태 전환 제어 정보를 얻을 수 있으므로 단말은 더 신속하게 기지국 상태 제어 정보를 획득하고 기지국의 동작에 적응하여 에너지 소모를 줄일 수 있다.
도 10은 단말이 SIB를 통해 기지국의 시스템 정보를 획득하는 절차에 대해 설명한 도면이다. 단말은 기지국이 주기적으로 전송하는 SS/PBCH를 통해 1010 및 1020 과정의 MIB와 SIB1을 획득할 수 있다. 기지국은 SIB1을 제외한 SIB 또한 1030 과정을 통해 주기적으로 주변 단말들에게 방송한다. 이 때, 기지국은 기지국의 상태에 관련한 시스템 정보 SIB X도 함께 주변 단말들에게 방송할 수 있으며, 기지국의 상태를 구분하여 동작할 수 있는 capability가 있는 단말은 해당 시스템 정보를 획득하여 기지국의 상태에 적응하여 동작할 수 있다. 또한, 기지국의 상태에 관련한 시스템 정보 SIB X를 수신하지 못한 단말의 경우, 1040 과정에서 기지국에게 시스템 정보를 요청할 수 있다. 해당 요청에 대한 전송 방법은 SIB1을 통해 설정된다. 단말이 기지국에게 상태에 대한 정보를 요청하면 1050 과정에서 기지국은 단말에게 해당 시스템 정보를 전송한다. 도 10에서의 절차를 통해 RRC_CONNECTED 단말뿐만 아니라, RRC_INACTIVE 단말과 RRC_IDLE 단말도 기지국의 상태에 대한 정보를 획득할 수 있다.
ST-RNTI 혹은 STG-RNTI를 통해 기지국 상태 전환 시그널링 할 때, 기지국의 상태 제어 정보는 다음과 같은 정보를 포함할 수 있다. 단, 포함될 수 있는 상태 제어 정보는 아래에 국한되지 않는다.
- 전환하고자 하는 기지국의 상태 정보: 방법 A로 기지국의 상태가 설정된 경우에는 전환하려는 기지국 상태에 해당하는 식별자 정보로 구성될 수 있다. 방법 B로 기지국의 상태가 설정된 경우에는 기지국 상태 관련 파라미터 목록 별 설정하고자 하는 값 정보로 구성될 수 있다. 이 때, 상태 전환 시 변하지 않는 파라미터 항목의 값은 포함하지 않고 변하는 파라미터 항목에 대한 정보만을 포함하여 정보를 구성할 수도 있다.
- 기지국 상태 전환 타이밍 정보: 기지국 상태 전환이 이루어지는 시기에 대한 정보가 포함될 수 있다.
- 시그널링에 대한 응답 정보: 기지국 시그널링 수신에 대해 응답을 해야하는 경우에 대해서, 선택적으로 해당 정보를 포함할 수 있다.
도 11은 ST-RNTI로 스크램블링된 DCI를 통해 기지국의 상태를 NORMAL state에서 SLEEP state로 상태 전환하는 시그널링 할 때의 단말의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 11에 따르면 단말이 기지국으로부터 ST-RNTI로 스크램블링된 DCI (이하 'ST-DCI')를 (1101) 슬롯 n (1102)에서 수신한다. 'ST-DCI'에는 기지국 상태 전환 타이밍 정보가 포함되어 있어 단말은 상기 신호를 획득하고 관련 동작을 처리하기 위한 소정의 프로세싱 타임 k1 이후인 슬롯 n+k1 (1103)에서, 상기 기지국의 상태를 SLEEP state (1110)로 적용하며 해당 슬롯 이후부터 SLEEP state 동작에 맞는 하향링크 수신 (1108)과 상향링크 전송 (1109) 동작을 수행한다. 따라서 기지국 상태 전환이 적용되기 이전인 슬롯 n+k1 전까지는 단말은 NORMAL state (1111)에 따른 동작을 수행한다. 즉, 단말은 n+k1 전까지 NORMAL state에 따른 하향링크 수신 (1106)과 상향링크 전송 (1107) 동작을 수행한다.
기지국이 상태 제어 수신에 대한 응답을 지시하였을 경우, 단말은 관련 동작을 처리하기 위한 소정의 프로세싱 타임 k2 이후인 슬롯 n+k2 (1105)에 응답(1104)을 송신한다. 기지국은 단말로부터 응답(1104)을 수신하지 못한 경우, 해당 단말이 상태 전환 제어 정보를 획득하지 못했음을 인지할 수 있다.
반대로 기지국이 SLEEP state에서 NORMAL state로 전환하는 경우 또는 SLEEP state 내에서 수면 모드를 전환하는 경우 모두 도 11와 동일한 방식을 따른다.
<제 3 실시 예>
제 3 실시 예는 기지국 에너지 절감을 위해, 기지국 상태 중 SLEEP state를 구체적으로 구분하는 방법에 대해 설명한다. 제 3 실시 예에서 설명하는 기지국의 SLEEP state에서의 동작은 상기 제 1 실시 예 및 제 2 실시 예에서 명시된 SLEEP state 혹은 SLEEP state 내에서의 수면 모드에서의 기지국 동작의 예시가 될 수 있다.
도 12는 수면 모드에서 기지국 동작의 일례를 나타낸 것이다. 기지국 에너지를 절감하기 위해서 기지국은 일정 주기마다 데이터 정보와 제어 정보를 송수신하는 불연속 송수신(Discontinuous Transmission and Reception, DTRX) 동작을 할 수 있다. DTRX 동작은 기지국의 동작에 따라 송수신을 모두 하는 송수신 모드 (TRX mode) (1201), 상향링크를 수신만 하는 수신 모드 (RX-only mode) (1202), 하향링크 송신만 하는 송신 모드 (TX-only mode)로 구분될 수 있다. 이 때, 하나의 수면 모드에 다수의 DTRX 동작이 설정될 수 있다. 도 12는 송수신 모드와 수신 모드가 동시에 설정된 수면 모드에서의 기지국 동작을 보여준다.
기지국이 정보를 송수신할 수 있는 기간은 DTRX 모드가 설정된 슬롯 n (1203)과 기지국이 정보를 송수신하는 빈도를 나타내는 주기(periodicity) (1204), 기지국이 한 번 정보를 송수신할 때 기지국이 활동이 지속되는 시간(wakeup-duration) (1205)에 따라 결정된다. 기지국이 수면 모드로 동작할 때, 다수의 DTRX 설정 값에 따라 결정된 wakeup-duration을 제외한 시간은 수면 기간(sleep-duration) (1206)이며 수면 기간 동안에 기지국은 어떤 동작도 하지 않음으로써 에너지를 절감할 수 있다.
기지국의 DTRX 동작의 주기는 단말이 송수신하는 신호의 주기를 기반으로 설정될 수 있으며 기존의 설정 가능한 값보다 더 큰 값을 적용하여 기지국의 에너지 소모를 감소시킬 수 있다. 예를 들면, SS/PBCH 블록의 주기는 5ms, 10ms, 20ms, 40ms, 80ms, 160ms 중에서 하나로 설정될 수 있는데, DTRX 동작의 주기는 이보다 더 긴 주기인 320ms, 640ms 등으로 설정될 수 있다. 또한, 해당 주기가 1280ms 이상일 때는 깊은 수면 (Deep sleep), 640ms 이하 일 때는 얕은 수면 (Light sleep) 등으로 구분하여 수면 모드를 구분할 수도 있다.
기지국이 송수신 모드 혹은 수신 모드로 동작할 때, 수신할 수 있는 신호는 PRACH, 스케줄링 요청, PUCCH와 같은 제어 채널 및 PUSCH와 같은 상향링크 데이터 채널이 있으며 송수신 모드 혹은 수신 모드에서 수신할 수 있는 채널의 종류는 기지국에 의해 제한될 수 있다. 마찬가지로, 기지국이 송수신 모드 혹은 송신 모드로 동작할 때, 송신할 수 있는 신호는 SSB, SIB, 페이징과 같은 셀 공통 제어 신호, 단말-특정 제어 신호 및 PDSCH와 같은 하향링크 데이터 채널이 있으며 송수신 모드 혹은 송신 모드에서 송신할 수 있는 채널의 종류는 기지국에 의해 제한될 수 있다.
도 13은 기지국이 지원하는 수면 모드를 주기적으로 전환하는 동작에 대해 설명한 도면이다. 기지국이 지원하는 수면 모드는 제 3 실시 예에서 기술된 수면 모드 외에도 제 1 실시 예와 제 2 실시 예에서 예시로 기술한 수면 모드 혹은 SLEEP state가 적용될 수 있다.
도 13에서는 서로 다르게 설정된 수면 모드 1 (1301)과 수면 모드 2 (1302)를 교대로 적용하여 기지국을 동작시키는 경우를 나타낸다. 기지국은 슬롯 n (1303)에 대한 정보와 주기적으로 전환하는 수면 모드에 대한 동작 및 한 모드의 동작을 지속하는 기간(1304)에 대한 정보를 미리 단말에 설정한 뒤, 시그널링을 통해 수면 모드를 주기적으로 전환하는 동작을 수행하도록 지시할 수 있다. 또한, 단말은 SLEEP state 내에서 설정된 수면 모드뿐만 아니라 특정 수면 모드와 NORMAL state 혹은 OFF state가 주기적으로 전환되도록 설정될 수도 있다. 이 때, 수면 모드와 OFF state가 주기적으로 전환되도록 설정된 경우는 도 12에서 하나의 DTRX 동작이 설정된 경우와 동일할 수 있다.
기지국은 다양한 방법으로 에너지를 절감하는 동작을 수행하는 상태를 SLEEP state 내의 하나의 수면 모드로 설정하고, 상기와 같은 방법으로 주기적으로 동작함으로써 기지국 상태 전환 제어에 소요되는 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 송수신 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 위해 본 개시와 직접 관련이 없는 장치는 그 도시 및 설명이 생략될 수 있다.
도 14를 참조하면, 단말은 상향링크 송신 프로세싱 블록(1401), 다중화기(1402), 송신 RF 블록(1403)으로 구성되는 송신부(1404)와 하향링크 수신 프로세싱 블록(1405), 역다중화기(1406), 수신 RF 블록(1507)으로 구성되는 수신부(1408)와 제어부(1409)로 구성될 수 있다. 제어부(1409)는 상술한 바와 같이 기지국이 전송하는 데이터 채널 또는 제어 채널의 수신을 위한 수신부 (1408)의 각각의 구성 블록들과 상향링크 신호 전송을 위한 송신부(1404)의 각각의 구성 블록들을 제어할 수 있다.
단말의 송신부(1404)에서 상향링크 송신 프로세싱 블록(1401)은, 채널 코딩, 변조 등의 프로세스를 수행하여 전송하고자 하는 신호를 생성할 수 있다. 상향링크 송신 프로세싱 블록(1401)에서 생성된 신호는 다중화기(1402)에 의해 다른 상향링크 신호와 다중화된 다음, 송신 RF 블록(1403)에서 신호처리 된 후, 기지국으로 전송될 수 있다.
단말의 수신부(1408)는 기지국으로부터 수신한 신호를 역다중화하여 각각의 하향링크 수신 프로세싱 블록으로 배분한다. 하향링크 수신 프로세싱 블록(1405)은 기지국의 하향링크 신호 대해 복조, 채널 디코딩 등의 프로세스를 수행하여 기지국이 전송한 제어 정보 또는 데이터를 획득할 수 있다. 단말 수신부(1408)는 하향링크 수신 프로세싱 블록의 출력 결과를 제어부(1409)로 인가하여 제어부(1409)의 동작을 지원할 수 있다.
도 15은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 15에 도시되는 바와 같이, 본 개시의 단말은 프로세서(1530), 송수신부(1510), 메모리(1520)를 포함할 수 있다. 다만 단말의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 단말은 전술한 구성 요소보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 프로세서(1530), 송수신부(1510) 및 메모리(1520)가 하나의 칩(Chip) 형태로 구현될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 도 15의 송수신부(1510)는 도 14의 송신부(1404) 및 수신부(1408)를 포함할 수 있다. 또한, 도 15의 프로세서(1530)는 도 14의 제어부(1409)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(1530)는 상술한 본 개시의 실시 예에 따라 단말이 동작할 수 있는 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 실시 예에 따라 기지국 모드가 기지국 에너지 세이빙 모드인지 기지국 일반 모드인지에 따라 단말의 송수신 방법을 수행하도록 단말의 구성요소들을 제어할 수 있다. 프로세서(1530)는 하나 또는 복수 개일 수 있으며, 프로세서(1530)는 메모리(1520)에 저장된 프로그램을 실행함으로써 전술한 본 개시의 반송파 묶음을 적용하는 무선 통신 시스템에서 단말의 송수신 동작을 수행할 수 있다.
송수신부(1510)는 기지국과 신호를 송수신할 수 있다. 기지국과 송수신하는 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 송수신부(1510)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 송수신부(1510)는 일 실시 예일 뿐이며, 송수신부(1510)의 구성요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 송수신부(1510)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(1530)로 출력하고, 프로세서(1530)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메모리(1520)는 단말의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1520)는 단말이 송수신하는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1520)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리(1520)는 복수 개일 수 있다 일 실시 예에 따르면, 메모리(1520)는 전술한 본 개시의 실시 예들인 기지국 모드가 기지국 에너지 세이빙 모드인지 기지국 일반 모드인지에 따라 단말의 송수신 동작을 수행하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 16에 도시되는 바와 같이, 본 개시의 기지국은 프로세서(1630), 송수신부(1610), 메모리(1620)를 포함할 수 있다. 다만 기지국의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기지국은 전술한 구성 요소보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 프로세서(1630), 송수신부(1610) 및 메모리(1620)가 하나의 칩(Chip) 형태로 구현될 수도 있다.
프로세서(1630)는 상술한 본 개시의 실시 예에 따라 기지국이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 실시 예에 따라 기지국 모드가 기지국 에너지 세이빙 모드인지 기지국 일반 모드인지에 따라 단말을 스케줄링하는 방법을 수행하도록 기지국의 구성 요소들을 제어할 수 있다. 프로세서(1630)는 하나 또는 복수 개일 수 있으며, 프로세서(1630)는 메모리(1620)에 저장된 프로그램을 실행함으로써 전술한 본 개시의 기지국 모드가 기지국 에너지 세이빙 모드인지 기지국 일반 모드인지에 따라 단말을 스케줄링하는 방법을 수행할 수 있다.
송수신부(1610)는 단말과 신호를 송수신할 수 있다. 단말과 송수신하는 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 송수신부(1610)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 송수신부(1610)는 일 실시 예일 뿐이며, 송수신부(1610)의 구성요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 송수신부(1610)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(1630)로 출력하고, 프로세서(1630)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 메모리(1620)는 기지국의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1620)는 기지국이 송수신하는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1620)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리(1620)는 복수 개일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리(1620)는 전술한 본 개시의 실시 예들인 기지국 모드가 기지국 에너지 세이빙 모드인지 기지국 일반 모드인지에 따라 단말을 스케줄링하는 방법을 수행하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시예들에서, 본 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 개시의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. 통신 시스템의 기지국에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    제1 상태에서 제2 상태로의 전환을 결정하는 단계;
    상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로의 전환을 나타내는 제1 상태 전환 정보를 단말에게 송신하는 단계;
    상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 기지국의 상태를 전환하는 단계; 및
    상기 제2 상태를 기반으로 상기 단말과 통신을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 상태와 연관된 복수 개의 모드 및 각 모드에 대응되는 파라미터 설정이 상기 단말에게 설정되고, 상기 파라미터 설정은 하나 이상의 기지국 동작 관련 파라미터에 대한 설정 값을 포함하고,
    상기 제1 상태 전환 정보는 상기 복수 개의 모드 중 어느 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 기지국 동작 관련 파라미터 각각에 대한 후보 값이 상기 단말에게 설정되고,
    상기 제1 상태 전환 정보는, 상기 하나 이상의 기지국 동작 관련 파라미터 별로 후보 값 중 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 상태 전환 정보에 대한 응답이 상기 단말에게 지시된 경우, 상기 제1 상태 전환 정보에 대한 응답을 상기 단말로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 상태 전환 정보가 상태 전환 타이밍에 대한 정보를 포함하는 경우, 상기 제1 상태 전환 정보를 상기 단말에게 송신한 시점으로부터 상기 상태 전환 타이밍 이후에 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 기지국의 상태를 전환하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 상태 전환 정보는,
    시스템 정보와 관련된 RNTI(radio network temporary identifier)로 스크램블링된 DCI(downlink control information)에 의해 스케줄링되는 SIB(system information block)을 통해 전송되거나, 또는
    기지국 상태 전환과 관련된 RNTI로 스크램블링된 DCI를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로의 전환을 결정하는 단계;
    상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로의 전환을 나타내는 제2 상태 전환 정보를 상기 단말에게 송신하는 단계;
    상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 기지국의 상태를 전환하는 단계; 및
    상기 제1 상태를 기반으로 상기 단말과 통신을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 통신 시스템의 단말에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    제1 상태에서 상기 제2 상태로의 전환을 나타내는 제1 상태 전환 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 제2 상태를 기반으로 상기 기지국과 통신을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 상태와 연관된 복수 개의 모드 및 각 모드에 대응되는 파라미터 설정이 상기 단말에게 설정되고, 상기 파라미터 설정은 하나 이상의 기지국 동작 관련 파라미터에 대한 설정 값을 포함하고,
    상기 제1 상태 전환 정보는 상기 복수 개의 모드 중 어느 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    하나 이상의 기지국 동작 관련 파라미터 각각에 대한 후보 값이 상기 단말에게 설정되고,
    상기 제1 상태 전환 정보는, 상기 하나 이상의 기지국 동작 관련 파라미터 별로 후보 값 중 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 상태 전환 정보에 대한 응답이 상기 단말에게 지시된 경우, 상기 제1 상태 전환 정보에 대한 응답을 상기 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 상태 전환 정보가 상태 전환 타이밍에 대한 정보를 포함하는 경우, 상기 제1 상태 전환 정보를 상기 기지국으로부터 수신한 시점으로부터 상기 상태 전환 타이밍 이후에 상기 제2 상태를 기반으로 상기 기지국과 통신하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제1 상태 전환 정보는,
    시스템 정보와 관련된 RNTI(radio network temporary identifier)로 스크램블링된 DCI(downlink control information)에 의해 스케줄링되는 SIB(system information block)을 통해 수신되거나, 또는
    기지국 상태 전환과 관련된 RNTI로 스크램블링된 DCI를 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 통신 시스템의 기지국에 있어서,
    송수신부; 및
    제1 상태에서 제2 상태로의 전환을 결정하고,
    상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로의 전환을 나타내는 제1 상태 전환 정보를 단말에게 송신하고,
    상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 기지국의 상태를 전환하고,
    상기 제2 상태를 기반으로 상기 단말과 통신을 수행하도록 구성되는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  15. 통신 시스템의 단말에 있어서,
    송수신부; 및
    제1 상태에서 상기 제2 상태로의 전환을 나타내는 제1 상태 전환 정보를 기지국으로부터 수신하고,
    상기 제2 상태를 기반으로 상기 기지국과 통신을 수행하도록 구성되는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
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