WO2024096529A1 - 비-지상 네트워크에서 데이터 전송 방법 및 장치 - Google Patents

비-지상 네트워크에서 데이터 전송 방법 및 장치 Download PDF

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WO2024096529A1
WO2024096529A1 PCT/KR2023/017158 KR2023017158W WO2024096529A1 WO 2024096529 A1 WO2024096529 A1 WO 2024096529A1 KR 2023017158 W KR2023017158 W KR 2023017158W WO 2024096529 A1 WO2024096529 A1 WO 2024096529A1
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satellite
base station
doppler shift
time delay
link
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PCT/KR2023/017158
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서영길
홍의현
김덕경
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
인하대학교 산학협력단
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    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/06—Airborne or Satellite Networks

Definitions

  • This disclosure relates to data transmission technology in non-terrestrial networks, and more particularly to diversity transmission technology.
  • Communication networks are being developed to provide improved communication services than existing communication networks (e.g., LTE (long term evolution), LTE-A (advanced), etc.).
  • 5G communication networks e.g., new radio (NR) communication networks
  • NR new radio
  • the 5G communication network can support a variety of communication services and scenarios compared to the LTE communication network. For example, usage scenarios of 5G communication networks may include enhanced Mobile BroadBand (eMBB), Ultra Reliable Low Latency Communication (URLLC), massive Machine Type Communication (mMTC), etc.
  • eMBB enhanced Mobile BroadBand
  • URLLC Ultra Reliable Low Latency Communication
  • mMTC massive Machine Type Communication
  • the 6G communication network can support a variety of communication services and scenarios compared to the 5G communication network.
  • 6G communication networks can meet the requirements of ultra-performance, ultra-bandwidth, ultra-space, ultra-precision, ultra-intelligence, and/or ultra-reliability.
  • 6G communication networks can support various and wide frequency bands and can be applied to various usage scenarios (e.g., terrestrial communication, non-terrestrial communication, sidelink communication, etc.) there is.
  • a communication network may provide communication services to terminals located on the ground.
  • the demand for communication services for not only terrestrial but also non-terrestrial airplanes, drones, and satellites is increasing, and for this purpose, technologies for non-terrestrial networks (NTN) are being discussed. It is becoming.
  • Non-terrestrial networks may be implemented based on 5G communication technology, 6G communication technology, etc.
  • communication between a satellite and a terrestrial communication node or a non-terrestrial communication node e.g., airplane, drone, etc.
  • satellites may perform the function of a base station in a communication network (eg, 5G communication network, 6G communication network, etc.).
  • a diversity transmission technique using multiple satellites is needed as a performance improvement method.
  • the transmission delay and Doppler shift values experienced by multiple links through different satellites may have significant differences. Therefore, it is difficult to apply the multiple TRP transmission technique developed in TN as is. Therefore, for satellite diversity transmission in the NTN environment, it is necessary to develop a new satellite diversity transmission technique that takes the NTN environment into consideration.
  • the purpose of the present disclosure to solve the above problems is to provide a method and device for diversity transmission in a non-terrestrial network.
  • a method for achieving the above object includes the steps of allocating, as a base, a reference signal (RS) corresponding to each of a first satellite and a second satellite; Controlling to transmit RS and data corresponding to each satellite to user equipment (UE) through the first satellite and the second satellite; Receiving an RS measurement report message from the UE; A single transmission mode for transmitting the data through one of the first satellite and the second satellite based on the received RS measurement report message or transmitting the data through both the first satellite and the second satellite determining one of the diversity transmission modes; and transmitting the data to the UE based on the determined transmission mode,
  • RS reference signal
  • UE user equipment
  • the RS measurement report message is received via a first time delay value and a first Doppler shift value based on the first RS received via a first link via the first satellite and a second link via the second satellite. It may include a second time delay value and a second Doppler shift value based on the second RS.
  • the diversity transmission mode is,
  • the single transmission mode is,
  • the RS measurement report message may be received through one serving satellite of the first satellite and the second satellite.
  • the RS measurement report message may be composed of a first RS measurement report message received through the first link and a second RS measurement report message received through the second link, and the first RS measurement report message is It may include a first time delay value and the first Doppler shift value, and the second RS measurement report message may include the second time delay value and the second Doppler shift value.
  • Allocation of RS corresponding to each of the first satellite and the second satellite may be performed when there is a diversity transmission request from the UE.
  • the first time delay value is set so that the difference between the first time delay value and the second time delay value is less than a preset first threshold. Compensating step; Compensating the first Doppler shift value so that a difference between the first Doppler shift value and the second Doppler shift value is less than a second preset threshold; and determining the diversity transmission mode by applying the compensated values.
  • the first link having the first time delay may have a longer delay time than the second link.
  • a base station includes at least one processor, wherein the at least one processor allows the base station to:
  • RS reference signal
  • UE user equipment
  • the RS measurement report message is received via a first time delay value and a first Doppler shift value based on the first RS received via a first link via the first satellite and a second link via the second satellite. It may include a second time delay value and a second Doppler shift value based on the second RS.
  • the diversity transmission mode is,
  • the single transmission mode is,
  • the RS measurement report message may be received through one serving satellite of the first satellite and the second satellite.
  • the RS measurement report message consists of a first RS measurement report message received through the first link and a second RS measurement report message received through the second link, and the first RS measurement report message is transmitted through the first RS measurement report message. It may include a time delay value and the first Doppler shift value, and the second RS measurement report message may include the second time delay value and the second Doppler shift value.
  • the at least one processor allows the base station to:
  • the UE may cause allocation of RSs corresponding to each of the first satellite and the second satellite.
  • the at least one processor allows the base station to:
  • the transmission mode determined based on the RS measurement report message is a single transmission mode, compensate for the first time delay value so that the difference between the first time delay value and the second time delay value is less than a preset first threshold. do; Compensating the first Doppler shift value so that a difference between the first Doppler shift value and the second Doppler shift value is less than a second preset threshold; and may further cause the diversity transmission mode to be determined by applying the compensated values.
  • the first link having the first time delay may have a longer delay time than the second link.
  • the base station of the NTN or the UE of the NTN can use a reference signal to check the delay time and degree of Doppler shift via each link between satellites based on measurement or estimation. Additionally, the diversity transmission mode and the single transmission mode can be determined using the confirmed difference in delay time between each link and the Doppler shift difference between each link. Additionally, according to the present disclosure, when a single transmission mode must be performed, the device can operate in diversity transmission mode by compensating for the difference in delay time between each link and the difference in Doppler shift between each link at the request of the UE. Therefore, the efficiency of data transmission in NTN can be increased.
  • 1A is a conceptual diagram showing a first embodiment of a non-terrestrial network.
  • Figure 1B is a conceptual diagram showing a second embodiment of a non-terrestrial network.
  • Figure 2a is a conceptual diagram showing a third embodiment of a non-terrestrial network.
  • Figure 2b is a conceptual diagram showing a fourth embodiment of a non-terrestrial network.
  • Figure 2c is a conceptual diagram showing a fifth embodiment of a non-terrestrial network.
  • Figure 3 is a block diagram showing a first embodiment of a communication node constituting a non-terrestrial network.
  • Figure 4 is a block diagram showing a first embodiment of communication nodes performing communication.
  • Figure 5A is a block diagram showing a first embodiment of a transmission path.
  • Figure 5b is a block diagram showing a first embodiment of a receive path.
  • FIG. 6A is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a user plane protocol stack in a transparent payload-based non-terrestrial network.
  • FIG. 6B is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a control plane protocol stack in a transparent payload-based non-terrestrial network.
  • 7A is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a user plane protocol stack in a regenerative payload-based non-terrestrial network.
  • 7B is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a control plane protocol stack in a regenerative payload-based non-terrestrial network.
  • FIGS 8a to 8c are conceptual diagrams to explain three operation methods of TRP.
  • Figure 9a is a conceptual diagram of a comb-6 pattern with three TRPs as a DL-PRS pattern in 3GPP TN
  • Figure 9b is a conceptual diagram of a comb-4 pattern as a UL-PRS pattern in 3GPP TN.
  • FIG. 10A is a diagram illustrating the constellation of Starlink
  • FIG. 10B is a diagram illustrating the foreground of the Alaska gateway antenna of the OneWeb system.
  • Figure 11 is a conceptual diagram for diversity signal transmission using two transparent satellites in an NTN environment.
  • Figure 12 is a flow chart of switching operation between measurement-based satellite diversity transmission mode or single transmission mode in NTN.
  • Figure 13 is a flowchart of the operation of the base station when determining the transmission mode according to the first embodiment of the present disclosure.
  • Figure 14 is a flow chart of switching operation between estimation-based satellite diversity transmission mode or single transmission mode in NTN.
  • Figure 15 is a flowchart of the switching operation between coupled and uncoupled modes in NTN.
  • Figure 16 is a flowchart for performing a satellite diversity transmission mode based on pre-compensation in NTN.
  • Figure 17 is a flowchart of the operation of the base station when determining the transmission mode according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may be referred to as a first component without departing from the scope of the present disclosure.
  • the term “and/or” can mean any one of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.
  • “at least one of A and B” may mean “at least one of A or B” or “at least one of combinations of one or more of A and B.” Additionally, in the present disclosure, “one or more of A and B” may mean “one or more of A or B” or “one or more of combinations of one or more of A and B.”
  • (re)transmit can mean “transmit”, “retransmit”, or “transmit and retransmit”, and (re)set can mean “set”, “reset”, or “set and reset”. can mean “connection,” “reconnection,” or “connection and reconnection,” and (re)connection can mean “connection,” “reconnection,” or “connection and reconnection.” It can mean.
  • the corresponding second communication node is similar to the method performed in the first communication node.
  • a method eg, receiving or transmitting a signal
  • the corresponding base station can perform an operation corresponding to the operation of the UE.
  • the corresponding UE may perform an operation corresponding to the operation of the base station.
  • NTN non-terrestrial network
  • the operation of the base station may refer to the operation of the satellite
  • the operation of the satellite may refer to the operation of the base station. can do.
  • the base station is NodeB, evolved NodeB, gNodeB (next generation node B), gNB, device, apparatus, node, communication node, BTS (base transceiver station), RRH ( It may be referred to as a radio remote head (radio remote head), transmission reception point (TRP), radio unit (RU), road side unit (RSU), radio transceiver, access point, access node, etc. .
  • UE is a terminal, device, device, node, communication node, end node, access terminal, mobile terminal, station, subscriber station, mobile station. It may be referred to as a mobile station, a portable subscriber station, or an on-broad unit (OBU).
  • OFU on-broad unit
  • signaling may be at least one of upper layer signaling, MAC signaling, or PHY (physical) signaling.
  • Messages used for upper layer signaling may be referred to as “upper layer messages” or “higher layer signaling messages.”
  • MAC messages Messages used for MAC signaling may be referred to as “MAC messages” or “MAC signaling messages.”
  • Messages used for PHY signaling may be referred to as “PHY messages” or “PHY signaling messages.”
  • Upper layer signaling may refer to transmission and reception operations of system information (e.g., master information block (MIB), system information block (SIB)) and/or RRC messages.
  • MAC signaling may refer to the transmission and reception operations of a MAC CE (control element).
  • PHY signaling may refer to the transmission and reception of control information (e.g., downlink control information (DCI), uplink control information (UCI), and sidelink control information (SCI)).
  • DCI downlink control information
  • UCI uplink control information
  • setting an operation means “setting information (e.g., information element, parameter) for the operation” and/or “performing the operation.” This may mean that “indicating information” is signaled. “An information element (eg, parameter) is set” may mean that the information element is signaled.
  • signal and/or channel may mean a signal, a channel, or “signal and channel,” and signal may be used to mean “signal and/or channel.”
  • the communication system includes a terrestrial network, a non-terrestrial network, a 4G communication network (e.g., a long-term evolution (LTE) communication network), a 5G communication network (e.g., a new radio (NR) communication network), Or it may include at least one of 6G communication networks.
  • a 4G communication network e.g., a long-term evolution (LTE) communication network
  • a 5G communication network e.g., a new radio (NR) communication network
  • Each of the 4G communication network, 5G communication network, and 6G communication network may include a terrestrial network and/or a non-terrestrial network.
  • the non-terrestrial network may operate based on at least one communication technology among LTE communication technology, 5G communication technology, or 6G communication technology.
  • Non-terrestrial networks can provide communication services in various frequency bands.
  • the communication network to which the embodiment is applied is not limited to the content described below, and the embodiment may be applied to various communication networks (eg, 4G communication network, 5G communication network, and/or 6G communication network).
  • communication network may be used in the same sense as communication system.
  • 1A is a conceptual diagram showing a first embodiment of a non-terrestrial network.
  • the non-terrestrial network may include a satellite 110, a communication node 120, a gateway 130, a data network 140, etc.
  • a unit including the satellite 110 and the gateway 130 may be a remote radio unit (RRU).
  • the non-terrestrial network shown in FIG. 1A may be a transparent payload-based non-terrestrial network.
  • Satellite 110 may be a low earth orbit (LEO) satellite, a medium earth orbit (MEO) satellite, a geostationary earth orbit (GEO) satellite, a high elliptical orbit (HEO) satellite, or an unmanned aircraft system (UAS) platform.
  • the UAS platform may include a high altitude platform station (HAPS).
  • Non-GEO satellites may be LEO satellites and/or MEO satellites.
  • the communication node 120 may include a communication node located on the ground (eg, UE, terminal) and a communication node located on the non-ground (eg, airplane, drone).
  • a service link may be established between the satellite 110 and the communication node 120, and the service link may be a radio link.
  • Satellite 110 may be referred to as an NTN payload.
  • Gateway 130 may support multiple NTN payloads.
  • Satellite 110 may provide communication services to communication node 120 using one or more beams.
  • the shape of the beam reception range (footprint) of the satellite 110 may be oval or circular.
  • the service link may be provided by beam(s) that continuously cover the same geographic area at all times (e.g. Geosynchronous Orbit (GSO) satellite)
  • GSO Geosynchronous Orbit
  • the service link may be provided by beam(s) covering one geographical area during a limited period and a different geographical area during another period (e.g., non-GSO (NGSO) satellites that produce steerable beams)
  • NGSO non-GSO
  • the service link may be provided by beam(s) moving over the Earth's surface (e.g., an NGSO satellite producing fixed beams or non-steerable beams)
  • beam(s) moving over the Earth's surface e.g., an NGSO satellite producing fixed beams or non-steerable beams
  • the communication node 120 may perform communication (eg, downlink communication, uplink communication) with the satellite 110 using 4G communication technology, 5G communication technology, and/or 6G communication technology. Communication between satellite 110 and communication node 120 may be performed using an NR-Uu interface and/or a 6G-Uu interface. If dual connectivity (DC) is supported, the communication node 120 may be connected to the satellite 110 as well as other base stations (e.g., base stations supporting 4G functions, 5G functions, and/or 6G functions), DC operation may be performed based on technologies defined in the 4G standard, 5G standard, and/or 6G standard.
  • DC dual connectivity
  • the gateway 130 may be located on the ground, and a feeder link may be established between the satellite 110 and the gateway 130.
  • the feeder link may be a wireless link.
  • Gateway 130 may be referred to as a “non-terrestrial network (NTN) gateway.” Communication between the satellite 110 and the gateway 130 may be performed based on an NR-Uu interface, a 6G-Uu interface, or a satellite radio interface (SRI).
  • NTN non-terrestrial network
  • SRI satellite radio interface
  • the gateway 130 may be connected to the data network 140.
  • a “core network” may exist between the gateway 130 and the data network 140. In this case, the gateway 130 may be connected to the core network, and the core network may be connected to the data network 140.
  • the core network may support 4G communication technology, 5G communication technology, and/or 6G communication technology.
  • the core network may include an access and mobility management function (AMF), a user plane function (UPF), a session management function (SMF), etc.
  • AMF access and mobility management function
  • UPF user plane function
  • SMF session management function
  • Communication between the gateway 130 and the core network may be performed based on the NG-C/U interface or 6G-C/U interface.
  • a base station and a core network may exist between the gateway 130 and the data network 140 in a transparent payload-based non-terrestrial network.
  • Figure 1B is a conceptual diagram showing a second embodiment of a non-terrestrial network.
  • a gateway may be connected to a base station, the base station may be connected to a core network, and the core network may be connected to a data network.
  • Each of the base station and core network may support 4G communication technology, 5G communication technology, and/or 6G communication technology.
  • Communication between the gateway and the base station may be performed based on the NR-Uu interface or 6G-Uu interface, and communication between the base station and the core network (e.g., AMF, UPF, SMF) may be performed based on the NG-C/U interface or 6G-Uu interface. It can be performed based on the C/U interface.
  • Figure 2a is a conceptual diagram showing a third embodiment of a non-terrestrial network.
  • the non-terrestrial network may include satellite #1 (211), satellite #2 (212) communication node 220, gateway 230, data network 240, etc.
  • the non-terrestrial network shown in FIG. 2A may be a regenerative payload-based non-terrestrial network.
  • Satellite #1 (211) and Satellite #2 (212) each receive information from another entity (e.g., communication node 220, gateway 230) constituting a non-terrestrial network.
  • a regeneration operation eg, a demodulation operation, a decoding operation, a re-encoding operation, a re-modulation operation, and/or a filtering operation
  • Satellite #1 (211) and Satellite #2 (212) may each be a LEO satellite, MEO satellite, GEO satellite, HEO satellite, or UAS platform.
  • the UAS platform may include HAPS.
  • Satellite #1 (211) may be connected to satellite #2 (212), and an inter-satellite link (ISL) may be established between satellite #1 (211) and satellite #2 (212).
  • ISL can operate at radio frequency (RF) frequencies or optical bands.
  • RF radio frequency
  • ISL can be set as optional.
  • the communication node 220 may include a communication node located on the ground (eg, UE, terminal) and a communication node located on the non-ground (eg, airplane, drone).
  • a service link eg, wireless link
  • Satellite #1 (211) may be referred to as the NTN payload. Satellite #1 (211) may provide communication services to the communication node 220 using one or more beams.
  • the communication node 220 may perform communication (e.g., downlink communication, uplink communication) with satellite #1 211 using 4G communication technology, 5G communication technology, and/or 6G communication technology. Communication between satellite #1 (211) and communication node 220 may be performed using the NR-Uu interface or 6G-Uu interface. If DC is supported, communication node 220 may be connected to satellite #1 211 as well as other base stations (e.g., base stations that support 4G functionality, 5G functionality, and/or 6G functionality) and 4G specifications. , DC operation may be performed based on technologies defined in the 5G standard, and/or the 6G standard.
  • Gateway 230 may be located on the ground, and a feeder link may be established between satellite #1 (211) and gateway 230, and a feeder link may be established between satellite #2 (212) and gateway 230. there is.
  • the feeder link may be a wireless link. If ISL is not set between satellite #1 (211) and satellite #2 (212), a feeder link between satellite #1 (211) and gateway 230 may be set mandatory. Communication between each of satellite #1 (211) and satellite #2 (212) and the gateway 230 may be performed based on the NR-Uu interface, 6G-Uu interface, or SRI. Gateway 230 may be connected to data network 240.
  • a “core network” may exist between the gateway 230 and the data network 240.
  • FIG. 2B is a conceptual diagram showing a fourth embodiment of a non-terrestrial network
  • FIG. 2C is a conceptual diagram showing a fifth embodiment of a non-terrestrial network.
  • the gateway may be connected to the core network, and the core network may be connected to the data network.
  • the core network may support 4G communication technology, 5G communication technology, and/or 6G communication technology.
  • the core network may include AMF, UPF, SMF, etc.
  • Communication between the gateway and the core network can be performed based on the NG-C/U interface or 6G-C/U interface.
  • the function of a base station may be performed by a satellite. That is, the base station may be located on a satellite.
  • the payload can be processed by a base station located on the satellite.
  • Base stations located on different satellites can be connected to the same core network.
  • One satellite may have one or more base stations. In the non-terrestrial network of FIG. 2B, the ISL between satellites may not be set, and in the non-terrestrial network of FIG. 2C, the ISL between satellites may be set.
  • the entities constituting the non-terrestrial network shown in FIGS. 1A, 1B, 2A, 2B, and/or 2C are as follows: It can be configured as follows.
  • an entity may be referred to as a communication node.
  • Figure 3 is a block diagram showing a first embodiment of a communication node constituting a non-terrestrial network.
  • the communication node 300 may include at least one processor 310, a memory 320, and a transmitting and receiving device 330 that is connected to a network and performs communication. Additionally, the communication node 300 may further include an input interface device 340, an output interface device 350, a storage device 360, etc. Each component included in the communication node 300 is connected by a bus 370 and can communicate with each other.
  • each component included in the communication node 300 may be connected through an individual interface or individual bus centered on the processor 310, rather than the common bus 370.
  • the processor 310 may be connected to at least one of the memory 320, the transmission/reception device 330, the input interface device 340, the output interface device 350, or the storage device 360 through a dedicated interface. there is.
  • the processor 310 may execute program commands stored in at least one of the memory 320 or the storage device 360.
  • the processor 310 may refer to a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments are performed.
  • Each of the memory 320 and the storage device 360 may be comprised of at least one of a volatile storage medium or a non-volatile storage medium.
  • the memory 320 may be comprised of at least one of read only memory (ROM) or random access memory (RAM).
  • communication nodes that perform communication in a communication network may be configured as follows.
  • the communication node shown in FIG. 4 may be a specific embodiment of the communication node shown in FIG. 3.
  • Figure 4 is a block diagram showing a first embodiment of communication nodes performing communication.
  • each of the first communication node 400a and the second communication node 400b may be a base station or UE.
  • the first communication node 400a may transmit a signal to the second communication node 400b.
  • the transmission processor 411 included in the first communication node 400a may receive data (eg, data unit) from the data source 410. Transmitting processor 411 may receive control information from controller 416.
  • Control information may be at least one of system information, RRC configuration information (e.g., information set by RRC signaling), MAC control information (e.g., MAC CE), or PHY control information (e.g., DCI, SCI). It can contain one.
  • the transmission processor 411 may generate data symbol(s) by performing processing operations (eg, encoding operations, symbol mapping operations, etc.) on data.
  • the transmission processor 411 may generate control symbol(s) by performing processing operations (eg, encoding operations, symbol mapping operations, etc.) on control information. Additionally, the transmit processor 411 may generate synchronization/reference symbol(s) for the synchronization signal and/or reference signal.
  • the Tx MIMO processor 412 may perform spatial processing operations (e.g., precoding operations) on data symbol(s), control symbol(s), and/or synchronization/reference symbol(s). there is.
  • the output (eg, symbol stream) of the Tx MIMO processor 412 may be provided to modulators (MODs) included in the transceivers 413a to 413t.
  • a modulator (MOD) may generate modulation symbols by performing processing operations on the symbol stream, and may perform additional processing operations (e.g., analog conversion operations, amplification operations, filtering operations, upconversion operations) on the modulation symbols.
  • a signal can be generated by performing Signals generated by the modulators (MODs) of the transceivers 413a through 413t may be transmitted through antennas 414a through 414t.
  • Signals transmitted by the first communication node 400a may be received at the antennas 464a to 464r of the second communication node 400b. Signals received from the antennas 464a to 464r may be provided to demodulators (DEMODs) included in the transceivers 463a to 463r.
  • a demodulator (DEMOD) may obtain samples by performing processing operations (eg, filtering operation, amplification operation, down-conversion operation, digital conversion operation) on the signal.
  • a demodulator (DEMOD) may perform additional processing operations on the samples to obtain symbols.
  • MIMO detector 462 may perform MIMO detection operation on symbols.
  • the receiving processor 461 may perform processing operations (eg, deinterleaving operations, decoding operations) on symbols.
  • the output of receiving processor 461 may be provided to data sink 460 and controller 466. For example, data may be provided to data sink 460 and control information may be provided to controller 466.
  • the second communication node 400b may transmit a signal to the first communication node 400a.
  • the transmission processor 468 included in the second communication node 400b may receive data (e.g., a data unit) from the data source 467 and perform a processing operation on the data to generate data symbol(s). can be created.
  • Transmission processor 468 may receive control information from controller 466 and may perform processing operations on the control information to generate control symbol(s). Additionally, the transmit processor 468 may generate reference symbol(s) by performing a processing operation on the reference signal.
  • the Tx MIMO processor 469 may perform spatial processing operations (e.g., precoding operations) on data symbol(s), control symbol(s), and/or reference symbol(s).
  • the output (e.g., symbol stream) of the Tx MIMO processor 469 may be provided to modulators (MODs) included in the transceivers 463a to 463t.
  • a modulator (MOD) may generate modulation symbols by performing processing operations on the symbol stream, and may perform additional processing operations (e.g., analog conversion operations, amplification operations, filtering operations, upconversion operations) on the modulation symbols.
  • a signal can be generated by performing Signals generated by the modulators (MODs) of the transceivers 463a through 463t may be transmitted through antennas 464a through 464t.
  • Signals transmitted by the second communication node 400b may be received at the antennas 414a to 414r of the first communication node 400a. Signals received from the antennas 414a to 414r may be provided to demodulators (DEMODs) included in the transceivers 413a to 413r.
  • a demodulator (DEMOD) may obtain samples by performing processing operations (eg, filtering operation, amplification operation, down-conversion operation, digital conversion operation) on the signal.
  • a demodulator (DEMOD) may perform additional processing operations on the samples to obtain symbols.
  • the MIMO detector 420 may perform a MIMO detection operation on symbols.
  • the receiving processor 419 may perform processing operations (eg, deinterleaving operations, decoding operations) on symbols.
  • the output of receive processor 419 may be provided to data sink 418 and controller 416. For example, data may be provided to data sink 418 and control information may be provided to controller 416.
  • Memories 415 and 465 may store data, control information, and/or program code.
  • the scheduler 417 may perform scheduling operations for communication.
  • the processors 411, 412, 419, 461, 468, 469 and the controllers 416, 466 shown in FIG. 4 may be the processor 310 shown in FIG. 3 and are used to perform the methods described in this disclosure. can be used
  • FIG. 5A is a block diagram showing a first embodiment of a transmit path
  • FIG. 5B is a block diagram showing a first embodiment of a receive path.
  • the transmit path 510 may be implemented in a communication node that transmits a signal
  • the receive path 520 may be implemented in a communication node that receives a signal.
  • the transmission path 510 includes a channel coding and modulation block 511, a serial-to-parallel (S-to-P) block 512, an Inverse Fast Fourier Transform (N IFFT) block 513, and a P-to-S (parallel-to-serial) block 514, a cyclic prefix (CP) addition block 515, and up-converter (UC) 516.
  • S-to-P serial-to-parallel
  • N IFFT Inverse Fast Fourier Transform
  • P-to-S (parallel-to-serial) block 514 a cyclic prefix (CP) addition block 515
  • UC up-converter
  • the reception path 520 includes a down-converter (DC) 521, a CP removal block 522, an S-to-P block 523, an N FFT block 524, a P-to-S block 525, and a channel decoding and demodulation block 526.
  • DC down-converter
  • CP CP removal block
  • S-to-P S-to-P block
  • N FFT block 524 N FFT block
  • P-to-S block 525 a channel decoding and demodulation block 526.
  • N may be a natural number.
  • Information bits in the transmission path 510 may be input to the channel coding and modulation block 511.
  • the channel coding and modulation block 511 performs coding operations (e.g., low-density parity check (LDPC) coding operations, polar coding operations, etc.) and modulation operations (e.g., low-density parity check (LDPC) coding operations, etc.) on information bits. , QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), QAM (Quadrature Amplitude Modulation), etc.) can be performed.
  • the output of channel coding and modulation block 511 may be a sequence of modulation symbols.
  • the S-to-P block 512 can convert frequency domain modulation symbols into parallel symbol streams to generate N parallel symbol streams.
  • N may be the IFFT size or the FFT size.
  • the N IFFT block 513 can generate time domain signals by performing an IFFT operation on N parallel symbol streams.
  • the P-to-S block 514 may convert the output (e.g., parallel signals) of the N IFFT block 513 into a serial signal to generate a serial signal.
  • the CP addition block 515 can insert CP into the signal.
  • the UC 516 may up-convert the frequency of the output of the CP addition block 515 to a radio frequency (RF) frequency. Additionally, the output of CP addition block 515 may be filtered at baseband prior to upconversion.
  • RF radio frequency
  • a signal transmitted in the transmission path 510 may be input to the reception path 520.
  • the operation in the receive path 520 may be the inverse of the operation in the transmit path 510.
  • DC 521 may down-convert the frequency of the received signal to a baseband frequency.
  • CP removal block 522 may remove CP from the signal.
  • the output of CP removal block 522 may be a serial signal.
  • the S-to-P block 523 can convert serial signals into parallel signals.
  • the N FFT block 524 can generate N parallel signals by performing an FFT algorithm.
  • P-to-S block 525 can convert parallel signals into a sequence of modulation symbols.
  • the channel decoding and demodulation block 526 can perform a demodulation operation on the modulation symbols and can restore data by performing a decoding operation on the result of the demodulation operation.
  • FIGS. 5A and 5B Discrete Fourier Transform (DFT) and Inverse DFT (IDFT) may be used instead of FFT and IFFT.
  • DFT Discrete Fourier Transform
  • IDFT Inverse DFT
  • Each of the blocks (eg, components) in FIGS. 5A and 5B may be implemented by at least one of hardware, software, or firmware.
  • some blocks may be implemented by software, and other blocks may be implemented by hardware or a “combination of hardware and software.”
  • 5A and 5B one block may be subdivided into a plurality of blocks, a plurality of blocks may be integrated into one block, some blocks may be omitted, and blocks supporting other functions may be added. It can be.
  • NTN reference scenarios can be defined as Table 1 below.
  • NTN shown in Figure 1 NTN shown in Figure 2
  • GEO Scenario A Scenario B LEO (adjustable beam)
  • Scenario C1 Scenario D1 LEO (beam moving with satellite)
  • Scenario C2 Scenario D2
  • Satellite 110 in the non-terrestrial network shown in FIGS. 1A and/or 1B is a GEO satellite (e.g., a GEO satellite supporting transparent functionality), this may be referred to as “Scenario A.”
  • each of Satellite #1 (211) and Satellite #2 (212) is a GEO satellite (e.g., a GEO that supports regeneration functionality). , which may be referred to as “Scenario B”.
  • Satellite 110 in the non-terrestrial network shown in FIGS. 1A and/or 1B is a LEO satellite with steerable beams, this may be referred to as “Scenario C1.” If satellite 110 in the non-terrestrial network shown in FIGS. 1A and/or 1B is a LEO satellite with beams moving with the satellite, this may be referred to as “Scenario C2.” If Satellite #1 (211) and Satellite #2 (212) in the non-terrestrial network shown in FIGS. 2A, 2B, and/or 2C are each LEO satellites with steerable beams, this is referred to as “Scenario D1” can be referred to.
  • Satellite #1 211 and Satellite #2 212 in the non-terrestrial network shown in FIGS. 2A, 2B, and/or 2C are each LEO satellites with beams moving with the satellite, this is the “scenario It may be referred to as “D2”.
  • delay constraints can be defined as shown in Table 3 below.
  • FIG. 6A is a conceptual diagram showing a first embodiment of a protocol stack of the user plane in a transparent payload-based non-terrestrial network
  • FIG. 6B is a transparent payload-based non-terrestrial network.
  • This is a conceptual diagram showing the first embodiment of the control plane protocol stack in a terrestrial network.
  • user data may be transmitted and received between the UE and the core network (e.g., UPF), and control data (e.g., control information) may be transmitted and received between the UE and the core network (e.g., AMF) ) can be transmitted and received between User data and control data may each be transmitted and received via satellite and/or gateway.
  • the protocol stack of the user plane shown in FIG. 6A can be applied identically or similarly to a 6G communication network.
  • the protocol stack of the control plane shown in FIG. 6B can be applied identically or similarly to a 6G communication network.
  • FIG. 7A is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a protocol stack of a user plane in a non-terrestrial network based on a regeneration payload
  • FIG. 7B is a first embodiment of a protocol stack of a control plane in a non-terrestrial network based on a regeneration payload. This is a conceptual diagram showing an embodiment.
  • each of user data and control data may be transmitted and received through an interface between the UE and a satellite (eg, base station).
  • User data may refer to a user PDU (protocol data unit).
  • the protocol stack of a satellite radio interface (SRI) may be used to transmit and receive user data and/or control data between a satellite and a gateway.
  • SRI satellite radio interface
  • User data can be transmitted and received through a general packet radio service (GPRS) tunneling protocol (GTP)-U tunnel between the satellite and the core network.
  • GPRS general packet radio service
  • a base station may transmit system information (eg, SIB19) including satellite assistance information for NTN access.
  • the UE may receive system information (e.g., SIB19) from the base station, check satellite assistance information included in the system information, and perform communication (e.g., non-terrestrial communication) based on the satellite assistance information. It can be done.
  • SIB19 may include information element(s) defined in Table 4 below.
  • NTN-Config defined in Table 4 may include information element(s) defined in Table 5 below.
  • NTN-Config-r17 SEQUENCE ⁇ epochTime-r17 EpochTime-r17 ntn-UlSyncValidityDuration-r17 ENUMERATED ⁇ s5, s10, s15, s20, s25, s30, s35, s40, s45, s50, s55, s60, s120, s180, s240, s900 ⁇ cellSpecificKoffset-r17 INTEGER(1..1023) kmac-r17 INTEGER(1..512) ta-Info-r17 TA-Info-r17 ntn-PolarizationDL-r17 ENUMERATED ⁇ rhcp,lhcp,linear ⁇ ntn-PolarizationUL-r17 ENUMERATED ⁇ rhcp,lhcp,linear ⁇ ephemerisInfo-r17 EphemerisInfo-r17 ta-Report-r17 ENUMERATED
  • EphemerisInfo defined in Table 5 may include information element(s) defined in Table 6 below.
  • ⁇ Bias-based diversity can also be considered.
  • Polarization can be supported for both the initial access procedure and data transmission in the RRC connection state.
  • SSBs with different polarization modes can be used.
  • RRC connectivity different polarization modes can be used, at least for different time domain resources, to achieve diversity gains.
  • multi-TRP is a technology that allows a base station to communicate with a terminal using more than one TRP.
  • the TRP may be a cell, remote radio head, relay node, etc.
  • the following three operation plans are being considered in 3GPP.
  • FIGS 8a to 8c are conceptual diagrams to explain three operation methods of TRP.
  • a first TRP 811, a second TRP 812, and user equipment (UE) 821 are illustrated.
  • the first TRP 811 and the second TRP 812 may transmit physical downlink shared channels (PDSCH) 831 and 832 to the UE 821, respectively.
  • the physical downlink control channel (PDCCH) 841 which transmits control information for the PDSCH, can be transmitted only in one specific TRP.
  • PDSCH physical downlink shared channels
  • the physical downlink control channel (PDCCH) 841 which transmits control information for the PDSCH, can be transmitted only in one specific TRP.
  • a case where the first TRP 811 transmits a PDCCH to the UE 821 is illustrated.
  • DCI downlink control information
  • the first TRP 811, the second TRP 812, and user equipment (UE) 821 are illustrated as in FIG. 8A.
  • the first TRP 811 can transmit DCI to the UE 821 through the PDCCH 841, and can transmit data based on the DCI to the UE 821 through the PDSCH 831.
  • the second TRP 812 can also transmit DCI to the UE 821 through the PDCCH 841, and can transmit data based on the DCI to the UE 821 through the PDSCH 831.
  • FIG. 8B may be a case where the TRPs 811 and 812 respectively transmit PDSCHs 831 and 832 and PDCCHs 841 and 842 to the UE 821. Therefore, in the case of Figure 8b, even if there is a problem with the wireless link with one of the TRPs, communication through other TRPs can be maintained as is.
  • the first TRP 811, the second TRP 812, and user equipment (UE) 821 are illustrated as in FIG. 8A.
  • the first TRP 811 and the second TRP 812 may jointly process downlink (DL) and uplink (UL) signals.
  • DL downlink
  • UL uplink
  • the case illustrated in FIG. 8C may be a similar scenario to cooperative multi-point (CoMP) defined by 3GPP.
  • CoMP cooperative multi-point
  • FIG. 8C illustrates a case where the first TRP 811 and the second TRP 812 transmit cooperatively to the UE 821 using the PDSCHs 831 and 832.
  • data can be transmitted and received through multiple links in a TN using a transmission method.
  • the distances between TRPs at different locations and the terminal are different, but considering the propagation speed at the speed of light and the absolute distance value between the TRP and the terminal in a typical TN cell construction is within several kilometers, the difference in transmission delay is the OFDM It is quite small compared to the symbol length. Therefore, signals from multiple TRPs can be received by the terminal almost simultaneously.
  • the UE 821 can receive signals from both sides using two reception modules and perform diversity signal processing.
  • the UE 821 is capable of signal processing in the same manner as CoMP using a single receiver module.
  • PRS is defined for positioning purposes in TN.
  • the UE may request a positioning system information block through an on-demand system information request using random access message 1 or message 3. Additionally, in RRC connected mode, a positioning system information block can be requested using on-demand connected mode.
  • Figure 9a is a conceptual diagram of a comb-6 pattern with three TRPs as a DL-PRS pattern in 3GPP TN
  • Figure 9b is a conceptual diagram of a comb-4 pattern as a UL-PRS pattern in 3GPP TN.
  • FIG. 9A may be an example of DL-PRS in the downlink
  • FIG. 9B may be an example of UL-SRS in the uplink.
  • the information that can be obtained through PRS measurement is as follows.
  • Multi-RTT Multi-cell round trip time
  • DL-AoD downlink-angle of departure
  • Representative low-orbit satellite systems include Starlink and OneWeb. Both systems provide or plan to provide global services using hundreds to thousands of satellites.
  • the OneWeb system currently consists of 720 satellites, eventually 900, and has an altitude of 1,200 km. It has 18 polar orbits and 40 satellites per orbit.
  • OneWeb plans to build 50 to 70 gateway sites worldwide, which will include approximately 500 gateway antennas. Therefore, one gateway site can have up to 10 2.4 meter antennas.
  • Starlink operated by SpaceX, put 362 satellites into orbit in March 2020 and plans to eventually have 12,000 satellites.
  • Starlink has three orbital altitudes, and each altitude and the number of satellites corresponding to each altitude are as follows.
  • FIG. 10A is a diagram illustrating the constellation of Starlink
  • FIG. 10B is a diagram illustrating the foreground of the Alaska gateway antenna of the OneWeb system.
  • a diversity transmission technique using multiple satellites is needed as a performance improvement measure. do.
  • the transmission delay and Doppler shift values experienced by multiple links through different satellites may have significant differences.
  • Figure 11 is a conceptual diagram for diversity signal transmission using two transparent satellites in an NTN environment.
  • the gateway 1131 may be directly connected to the base station (not shown in FIG. 11), may be configured as one system with the base station, or may be connected to the base station through another network.
  • the operation of the gateway 1131 may be replaced with the operation of the base station.
  • the gateway 1131 is a device for connecting to the satellites 1111 and 1112, and control of transmission and reception of signals to the actual satellites 1111 and 1112 can be performed at the base station.
  • FIG. 11 will refer to the gateway 1131.
  • the TN base station constituting the mobile communication network is referred to as the "TN base station. " will be explained.
  • the UE 1101 may receive a signal from a base station in TN or from at least one satellite in TNT. Additionally, the UE 1101 may transmit a signal to a base station of TN and may receive a signal from at least one satellite of TNT. Since this disclosure describes the NTN environment, description of the case where the UE 1101 communicates with the TN will be omitted.
  • the first satellite 1111 may have a gateway 1131 and a feeder link 1141 located on the ground, and the second satellite 1111 may also have a gateway 1131 and a feeder link 11420 located on the ground. You can.
  • the first satellite 1111 and the second satellite 1112 may be satellites that can transmit signals by overlapping a specific area 1120 on the ground.
  • the multiple NTN communication area 1120 illustrated in FIG. 11 may be an area in which communication with the first satellite 1111 is possible and at the same time communication with the second satellite 1112 is possible.
  • an area that can receive signals from two or more satellites will be described as a “multiple NTN communication area.”
  • the UE 1101 located on the ground is located in the multi-NTN communication area 1120. Accordingly, the UE 1101 located in the multi-NTN communication area 1120 can transmit/receive signals with the first satellite 1111 through the service link 1151 between the first satellite 1111 and the UE 1101. Additionally, the UE 1101 located in the multi-NTN communication area 1120 can transmit/receive signals to and from the second satellite 1112 through the service link 1152 between the second satellite 1112 and the UE 1101.
  • the signal may include data, control information, reference signals, etc.
  • the first satellite 1111 and the second satellite 1112 may be in a satellite diversity transmission/reception environment considering transparent satellites.
  • the satellites 1111 and 1112 in FIG. 11 are not limited to transparent satellites. In other words, the same method can be applied to the satellites 1111 and 1112 even if they are non-transparent satellites. However, for convenience of explanation, the following description will be made on the assumption that the satellites 1111 and 1112 are transparent satellites.
  • Transparent satellites are simple repeaters that can perform functions such as frequency filtering, frequency change, and signal strength amplification.
  • the gateway 1131 can simultaneously set up and use a feeder link with the two satellites 1111 and 1112 illustrated in FIG. 11. Although only one UE is illustrated in FIG. 11 for convenience of explanation, it is obvious to those skilled in the art that multiple UEs may be located in the multi-NTN communication area 1120. UEs located in the multi-NTN communication area 1120 can receive diversity through signals transmitted from two or more satellites.
  • the first link and the second link can be distinguished at least at the reference signal level, and the gateway 1131 can control each satellite to transmit using a different antenna/Tx module.
  • the first link and the second link may have different propagation path distances and Doppler shift values.
  • the gateway 1131 may individually perform timing control and Doppler shift pre-compensation for each link.
  • the difference in delay values for each link is smaller than the OFDM symbol value, and the difference in Doppler shift values is also small enough to not be considered, so the delay value and Doppler for each link are small enough to not be considered. No separate processing process for transition value differences is provided.
  • satellite diversity mode may refer to a technique for obtaining diversity gain by transmitting signals through two or more satellites.
  • diversity mode will be described in an NTN environment, so diversity mode may mean satellite diversity mode.
  • a link may mean a link between a satellite and a terminal and/or a satellite and a gateway. Additionally, it should be noted that the gateway may be used alone, or the gateway and base station may be connected directly or indirectly through another network.
  • the operation according to the first embodiment of the present disclosure applies a diversity transmission mode that performs joint transmission (JT) when the difference in delay time and Doppler shift value between two links in an NTN environment is below a certain level, and In case of out of level, single transmission mode can be applied.
  • JT joint transmission
  • the first embodiment of the present disclosure can be used when the base station does not have timing and Doppler shift pre-compensation functions for each individual link.
  • Figure 12 is a flow chart of switching operation between measurement-based satellite diversity transmission mode or single transmission mode in NTN.
  • the base station 1121 may be directly connected to the gateway 1131 illustrated in FIG. 11, may be configured as a single system, or may be a base station connected through a predetermined network. Therefore, the base station 1121 described in FIG. 12 may mean a base station connected to the gateway 1131 illustrated in FIG. 11.
  • a satellite diversity transmission mode will be described through two links using two satellites, that is, a first satellite 1111 and a second satellite 1112.
  • two satellites that is, a first satellite 1111 and a second satellite 1112.
  • three or more satellites may be used.
  • the UE 1101 may transmit a diversity transmission request message to the base station 1121.
  • FIG. 12 illustrates a case where the UE 1101 transmits a diversity request message to the base station 1121, but the base station 1121 may also transmit a diversity request message to the UE 1101. Therefore, the base station 1121 can receive a diversity transmission request message from the UE 1101.
  • the UE 1101 when transmitting a diversity transmission request message, as described above, the UE 1101 may be located in a multiple NTN communication area. Additionally, the diversity transmission request message may be transmitted to the base station 1121 through the first satellite 1111 or may be transmitted to the base station 1121 through the second satellite 1112. In other words, the diversity transmission request message may be a message transmitted when the UE 1101 is in single transmission mode. In this case, the satellite through which the UE 1101 transmits the diversity transmission request message may be a serving satellite.
  • the diversity transmission request message may be transmitted even when the UE 1101 is currently in the diversity transmission mode but wishes to maintain the diversity transmission mode.
  • the diversity transmission request message may be transmitted through the first satellite 1111 and/or the second satellite 1112.
  • the diversity transmission request message can be transmitted through one satellite, or the diversity transmission request message can be transmitted through both satellites.
  • the standard for determining whether the UE (1101) is located in a multiple NTN communication area is when signals are received from two or more satellites and/or the location of the UE (1101) and the satellites (1111, 1112) based on ephemeris information. It may be determined based on location information.
  • the UE 1101 may determine that diversity transmission is possible.
  • it may selectively request diversity transmission depending on the quality of the received signal and/or service requirements. For example, if the quality of the received signal is good, the UE 1101 may not need diversity transmission.
  • FIG. 12 may be a diagram assuming a case where the UE 1101 needs to transmit a diversity transmission request message based on at least one criterion described above.
  • the diversity transmission request message according to the present disclosure may be dynamically transmitted in the form of an event trigger.
  • the diversity transmission request message can be transmitted at any time when an event is triggered.
  • the diversity transmission request message according to the present disclosure may semi-statically notify diversity transmission request and release at a certain period. At this time, the request period may be determined by the location of the UE 1101, astronomical information, satellite movement speed, etc.
  • the base station 1121 may allocate a reference signal (RS) to be transmitted through the satellites 1111 and 1112 to each satellite based on the received diversity transmission request message.
  • RS reference signal
  • FIG. 12 illustrates the first satellite 1111 and the second satellite 1112
  • RS is the first RS to be transmitted through the first satellite 1111 and the second RS to be transmitted through the second satellite 1112, respectively. can be distinguished.
  • the first RS and the second RS can use the PRS defined in the TN.
  • the first RS and the second RS may be different RSs to enable identification of each satellite.
  • the first RS and the second RS may be transmitted periodically.
  • the first RS and the second RS may be transmitted upon request. If the first RS and the second RS are transmitted periodically, the transmission period of each of the first RS and the second RS can be changed using a predefined value or through signaling.
  • the base station 1121 may transmit data including a first reference signal and a second reference signal to the first satellite 1111 and the second satellite 1112, respectively. At this time, the base station 1121 may transmit data including the first reference signal through the first feeder link established with the first satellite 1111 using the gateway 1131 not illustrated in FIG. 12. Additionally, the base station 1121 may transmit data including the second reference signal through a second feeder link established with the second satellite 1112 using a gateway 1131 not shown in FIG. 12 .
  • the first satellite 1111 may transmit data including the first reference signal received from the base station 1121 to the UE 1101 through a service link.
  • the second satellite 1112 may transmit data including the second reference signal received from the base station 1121 to the UE 1101 through the service link.
  • the UE 1101 may receive the first reference signal and the second reference signal from the first satellite 1111 and the second satellite 1112, respectively, in steps S1204b and S1206b.
  • FIG. 12 illustrates a case in which steps S1204a and S1206a are performed sequentially, but steps S1204a and S1206 may be performed simultaneously when actually transmitting through a feeder link.
  • the base station 1121 may modify or change the transmission time so that the reference signals to be transmitted through each satellite 1111 and 1112 are simultaneously received by the UE 1101 or sequentially in steps S1204b and S1206b. .
  • the UE 1101 may measure RSs received from the first satellite 1111 and the second satellite 1112 and obtain measurement information.
  • the measurement information can measure the time delay value (or the amount of change in the time delay value) and the Doppler shift value (or the amount of change in the Doppler shift value) between transmission and reception of each link.
  • the UE 1101 uses the first RS received through the first satellite 1111 to calculate the time delay value (or the amount of change in the time delay value) and the Doppler shift value (or the amount of change in the Doppler shift value) between transmission and reception. It can be measured.
  • the information measured in this way may be measurement information of the first link.
  • the UE 1101 measures the time delay value (or the amount of change in the time delay value) and the Doppler shift value (or the amount of change in the Doppler shift value) between transmission and reception using the second RS received through the second satellite 1112. You can.
  • the information measured in this way can be measurement information for the second link.
  • the UE 1101 may transmit a reference signal measurement report message to the base station 1121.
  • the reference signal measurement report message may include the measurement information of the first link and the measurement information of the second link described above.
  • the UE 1101 may transmit the reference signal measurement report message periodically or based on a specific request. For example, when the base station 1121 receives a request message requesting a reference signal measurement report, the UE 1101 may transmit a reference signal measurement report message to the base station 1121. As another example, the UE 1101 may transmit a reference signal measurement report message to the base station 1121 at preset intervals.
  • the UE 1101 may transmit a reference signal measurement report message through one link, for example, if there is only one currently serving satellite, a link established with one serving satellite. For example, if the UE 1101 is served from both satellites, the reference signal measurement report message may use only one link or both links. At this time, when two links are used, the reference signal measurement report message transmitted through each link may include the same information or different information. If the reference signal measurement report message includes the same information, it may include both measurement information of the first link and measurement information of the second link. On the other hand, if the reference signal measurement report message includes different information, a message for each link may be transmitted for each link. For example, measurement information of the first link may be transmitted through the first satellite 1111, which is the first link, and measurement information of the second link may be transmitted through the second satellite 1112, which is the second link.
  • the base station 1121 may receive the reference signal measurement report message using one link, two links, or through one link in step S1210.
  • the base station 1121 may determine a transmission mode based on the received reference signal measurement report message. The operation of determining the transmission mode will be further explained in FIG. 13.
  • the base station 1121 may transmit data to the UE 1101 in the determined mode. For example, if the determined mode is diversity mode, the base station 1121 may transmit data to the UE 1101 through the first satellite 1111 and the second satellite 1112. On the other hand, if the determined mode is a single transmission mode, the base station 1121 can transmit data to the UE 1101 through the serving satellite.
  • Figure 13 is a flowchart of the operation of the base station when determining the transmission mode according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the base station 1121 may have previously received a reference signal measurement report message from the UE 1101 in FIG. 12 .
  • the base station 1121 may have acquired first link measurement information and second link measurement information included in the reference signal measurement report message.
  • each of the first link measurement information and the second link measurement information may include a time delay value (or a change in the time delay value) and a Doppler shift value (or a change in the Doppler shift value) between transmission and reception of each link.
  • the base station 1121 may obtain the time delay value (or the amount of change in the time delay value) and the Doppler shift value (or the amount of change in the Doppler shift value) between transmission and reception of each link.
  • the base station 1121 may calculate the difference in time delay values between transmission and reception of each link. For example, the difference between the time delay between transmission and reception of the first link and the time delay of transmission and reception of the second link can be calculated. At this time, the difference between the two values can take an absolute value. Additionally, the base station 1121 can calculate the difference between the Doppler shift values of each link. For example, the difference between the Doppler shift value of the first link and the Doppler shift value of the second link can be calculated. Even in this case, the difference between the two values can take an absolute value.
  • the base station 1121 can check whether the delay time difference is less than a preset first threshold. And the base station 1121 can check whether the Doppler difference is less than a predetermined second threshold.
  • the first threshold and the second threshold may be thresholds that can perform diversity transmission.
  • step S1312 if the delay time difference is greater than or equal to a preset first threshold or the Doppler difference is greater than or equal to a predetermined second threshold, the base station 1121 may proceed to step S1314. On the other hand, if the delay time difference as a result of the inspection in step S1312 is smaller than the preset first threshold and the Doppler difference is smaller than the predetermined second threshold, the base station 1121 may proceed to step S1316.
  • the base station 1121 may confirm that diversity transmission is impossible because the delay time difference is greater than or equal to a preset first threshold or the Doppler difference is greater than or equal to a predetermined second threshold. Therefore, the base station 1121 can decide on a single transmission mode.
  • the base station 1121 can check the current mode. If the current mode is a single transmission mode, the base station 1121 may proceed to step S1318, and if the current mode is a diversity transmission mode, the base station 1121 may proceed to step S1320.
  • the base station 1121 may decide to switch to the diversity transmission mode because the conditions previously checked are such that the diversity transmission mode can be performed, and the current transmission mode is a single transmission mode.
  • step S1320 the base station 1121 determines that the previously checked conditions allow for performing the diversity transmission mode, and at the same time, since the current transmission mode is the diversity transmission mode, the base station 1121 may decide to maintain the diversity transmission mode.
  • step S1200 of performing the diversity transmission request of FIG. 12 may be repeated periodically.
  • whether to maintain the diversity transmission mode or switch to the single transmission mode can be determined by the base station 1121 at preset intervals. Accordingly, the base station 1121 and the UE 1101 either maintain the current mode (e.g., maintain single transmission mode or maintain diversity transmission mode) or change to another mode (e.g., from single transmission mode to diversity transmission mode). or from diversity transmission mode to single transmission mode).
  • mode information may be transmitted as downlink control information (DCI) or MAC-CE or RRC information.
  • DCI downlink control information
  • MAC-CE MAC-CE
  • Second embodiment DL transmission mode switching method between satellite diversity mode and single transmission mode
  • satellite diversity mode may refer to a technique for obtaining diversity gain by transmitting signals through two or more satellites.
  • diversity mode will be described in an NTN environment, so diversity mode may mean satellite diversity mode.
  • the base station In the second embodiment of the present disclosure, a method by which the base station can determine the diversity transmission mode and the single transmission mode when the base station can estimate time delay and Doppler shift based on the ephemeris and the location information of the UE will be described.
  • the UE must periodically transmit its location information to the base station. Therefore, the base station can periodically receive location information of the UE from the UE. Additionally, the base station may know the ephemeris of the satellite in advance, may calculate it, or may receive satellite location information from each satellite.
  • the operation according to the second embodiment of the present disclosure is also as described in the first embodiment above, diversity transmission that performs cooperative transmission (JT) when the difference in delay time and Doppler shift value between two links in an NTN environment is below a certain level. mode, and if it exceeds a certain level, a single transmission mode can be applied.
  • JT cooperative transmission
  • the second embodiment of the present disclosure can also be used when the base station does not have timing and Doppler shift pre-compensation functions for each individual link.
  • Figure 14 is a flow chart of switching operation between estimation-based satellite diversity transmission mode or single transmission mode in NTN.
  • each component for example, the UE 1101, the first satellite 1111, the second satellite 1112, and the base station 1121, follows the operation described below.
  • the base station 1121 illustrated in FIG. 14 may be directly connected to the gateway 1131 illustrated in FIG. 11, may be configured as one system, or may be a base station connected through a predetermined network. Therefore, the base station 1121 described in FIG. 14 may mean a base station connected to the gateway 1131 illustrated in FIG. 11.
  • the satellite diversity mode will be explained through two links using two satellites, that is, the first satellite 1111 and the second satellite 1112. However, it should be noted that if three or more satellites have multiple NTN communication areas as previously described in FIG. 11, three or more satellites may be used.
  • step S1400 the UE 1101 may transmit a diversity transmission request message to the base station 1121.
  • FIG. 14 illustrates a case where the UE 1101 transmits a diversity request message to the base station 1121, but the base station 1121 may also transmit a diversity request message to the UE 1101. Therefore, the base station 1121 can receive a diversity transmission request message from the UE 1101.
  • the UE 1101 when transmitting a diversity transmission request message, as described above, the UE 1101 may be located in a multiple NTN communication area. Additionally, the diversity transmission request message may be transmitted to the base station 1121 through the first satellite 1111 or may be transmitted to the base station 1121 through the second satellite 1112. In other words, the diversity transmission request message may be a message transmitted when the UE 1101 is in single transmission mode. In this case, the satellite through which the UE 1101 transmits the diversity transmission request message may be a serving satellite.
  • the diversity transmission request message may be transmitted even when the UE 1101 is currently in the diversity transmission mode but wishes to maintain the diversity transmission mode.
  • the diversity transmission request message may be transmitted through the first satellite 1111 and/or the second satellite 1112.
  • the diversity transmission request message can be transmitted through one satellite, or the diversity transmission request message can be transmitted through both satellites.
  • the standard for determining whether the UE (1101) is located in a multiple NTN communication area is when signals are received from two or more satellites and/or the location of the UE (1101) and the satellites (1111, 1112) based on ephemeris information. It may be determined based on location information.
  • the UE 1101 may determine that diversity transmission is possible.
  • it may selectively request diversity transmission depending on the quality of the received signal and/or service requirements. For example, if the quality of the received signal is good, the UE 1101 may not need diversity transmission.
  • FIG. 14 may be a diagram assuming a case where the UE 1101 needs to transmit a diversity transmission request message based on at least one criterion described above.
  • the diversity transmission request message according to the present disclosure may be dynamically transmitted in the form of an event trigger.
  • the diversity transmission request message can be transmitted at any time when an event is triggered.
  • the diversity transmission request message according to the present disclosure may semi-statically notify diversity transmission request and release at a certain period. At this time, the request period may be determined by the location of the UE 1101, astronomical information, satellite movement speed, etc.
  • the base station 1121 may estimate the transmission delay and Doppler shift based on the ephemeris information of the satellites 1111 and 1112 and the location information of the terminal.
  • the ephemeris information of the satellites 1111 and 1112 may be specific orbit and location information on the Earth, as illustrated in FIG. 10A.
  • the ephemeris information of the satellites 1111 and 1112 may be latitude, longitude and altitude information of each of the satellites 1111 and 1112.
  • the location information of the UE 1101 may be based on information in which the UE 1101 periodically reports its location to the base station 1121, as described above.
  • the location information of the UE 1101 can be transmitted to the base station 1121 through the serving satellite. If the UE 1101 receives services from two or more satellites in diversity transmission mode, the location information of the UE 1101 may be transmitted to the base station 1121 using one or both satellites. .
  • the base station 1121 may determine a transmission mode based on the estimated transmission delay and Doppler shift information. The operation of determining the transmission mode can be determined based on FIG. 13 described above. Additionally, the base station 1121 may set the timer value to a preset time value after determining the transmission mode.
  • the timer can be a value for updating the UE's location information and satellites' ephemeris information because they are constantly changing.
  • the difference between the delay time values measured and reported by the UE 1101 is calculated, but in the case of FIG. 14, there is a difference in that the difference between the estimated delay time values is calculated.
  • the measured Doppler shift difference value is calculated, but in the case of FIG. 14, the difference is that the estimated Doppler shift difference value is calculated.
  • the base station 1121 may transmit data to the UE 1101 in the determined mode. For example, if the determined mode is diversity mode, the base station 1121 may transmit data to the UE 1101 through the first satellite 1111 and the second satellite 1112. On the other hand, if the determined mode is a single transmission mode, the base station 1121 can transmit data to the UE 1101 through the serving satellite.
  • the base station 1121 can check whether the preset timer value is 0 (zero) in step S1408. If the timer value is 0 as a result of the check in step S1408, the base station 1121 can proceed to step S1402. On the other hand, if the timer value is not 0 as a result of the check in step S1408, the base station 1121 may proceed to step S1410 and decrease the timer value.
  • a fixed value may be used as the timer value.
  • the timer value may change dynamically depending on the situation.
  • the timer may be set to a time value for repeatedly performing steps S1402 and below. Therefore, instead of the timer value, steps S1408 and S1410 may be replaced by checking whether a preset time (or period) has arrived. If the modification is made to check whether a preset time has arrived, the next inspection time can be set before proceeding to step S1402. Also, even when using a timer value, if the timer has a value of 0, the timer can be reset again. Any method using a timer or a preset time or period may correspond to a case where the UE 1101 is communicating. In other words, it is not performed when the UE 1101 is in inactive mode or idle mode.
  • Third embodiment DL transmission mode switching method between satellite diversity mode and single transmission mode
  • satellite diversity mode may refer to a technique for obtaining diversity gain by transmitting signals through two or more satellites.
  • diversity mode will be described in an NTN environment, so diversity mode may mean satellite diversity mode.
  • the joint transmission (JT) mode is applied, and the two links If the time delay difference and the Doppler shift value difference are greater than each threshold, non-JT mode can be used.
  • Figure 15 is a flowchart of the switching operation between coupled and uncoupled modes in NTN.
  • the base station 1121 may calculate the difference between measured delay time values or the difference between estimated delay time values.
  • the difference in the delay time values measured here is that, as previously described in FIG. 12, the base station 1121 controls the reference signal to be transmitted to the UE 1101 through the first satellite 1111 and the second satellite 1112, and the UE
  • the measured delay time value can be obtained by receiving a reference signal measurement report from 1101. In other words, the measured delay time value can be obtained through steps S1220 to S1210 previously described in FIG. 12.
  • the difference between the estimated delay time values can be calculated using the transmission delay time difference estimated through step S1402, as described in FIG. 14.
  • the base station 1121 may also calculate the difference between the measured Doppler shift values or the difference between the estimated Doppler shift values.
  • the difference between the measured Doppler shift values can be calculated through steps S1220 to S1210 of FIG. 12 as described above.
  • the difference between the estimated Doppler shift values can be calculated through step S1402 as described in FIG. 14.
  • step S1512 the base station 1121 may check whether the calculated (or estimated) time difference value and the calculated (or estimated) Doppler difference value satisfy the first condition.
  • FIG. 15 will use the calculated time difference value and the calculated Doppler difference value. However, it should be noted that the following explanation can be equally applied even when using the estimated time difference value and the estimated Doppler difference value.
  • the first condition may use a threshold value for determining a single transmission mode. As described above with reference to FIGS. 12 and 13 , it can be checked whether the calculated time delay difference value is less than the first threshold value and the calculated Doppler difference value is less than the second threshold value. If either value is above the threshold, it may be the case that single mode transmission must be performed.
  • step S1512 of checking whether the first condition is satisfied may be a step of checking whether the conditions of a single transmission mode are satisfied. If the single transmission mode conditions are met as a result of the check in step S1512, the base station 1121 can proceed to step S1514. On the other hand, if the single transmission mode condition is not met as a result of the check in step S1512, the base station 1121 can proceed to step S1520.
  • the base station 1121 may determine the mode to be a single transmission mode. In other words, the base station 1121 may decide to provide a service to the UE 1101 through only one satellite.
  • the base station 1121 can check whether the second condition is met.
  • the second condition may be a condition for checking whether cooperative transmission is possible.
  • the calculated time delay difference is within a third threshold difference that is smaller than the first threshold
  • the calculated Doppler shift difference is within a fourth threshold difference that is smaller than the second threshold.
  • the first threshold be ⁇ T2 and the second threshold be ⁇ F2 .
  • the third threshold be ⁇ T and the fourth threshold be ⁇ F.
  • the case where the first condition described above is satisfied may be a case where either Equation 1 or Equation 2 below is satisfied.
  • the base station 1121 can check whether Equation 3 and Equation 4 are satisfied. If the second condition is satisfied as a result of the inspection in step S1520, the base station 1121 may proceed to step S1530, and if the second condition is not satisfied, the base station 1121 may proceed to step S1522.
  • the base station 1121 may decide on a non-cooperative (Non-JT) transmission mode.
  • the base station 1121 can transmit different data through each of the satellites 1111 and 1112, or can transmit data using only one satellite.
  • step S1530 the base station 1121 can check whether the current mode is a non-cooperative transmission mode. If the current mode is a non-cooperative transmission mode, the base station 1121 may proceed to step S1532, and if the current mode is a cooperative transmission mode, the base station 1121 may proceed to step S1534.
  • the base station 1121 may switch the current mode to cooperative transmission mode. In other words, mode switching can occur.
  • step S1534 the base station 1121 can maintain the cooperative transmission mode because the current mode is the cooperative transmission mode and the current cooperative transmission mode can be performed.
  • FIG. 15 described above can be replaced with the transmission mode determination step of FIG. 12 and/or FIG. 14 described above. If the transmission mode determination step of FIG. 12 is used in the manner described in FIG. 15, step S1200 of FIG. 12 may be omitted or changed to a combined transmission request message. Likewise, when the transmission mode determination step of FIG. 14 is changed to the form of FIG. 15, step S1400 of FIG. 14 may be omitted or changed to a combined transmission request message.
  • satellite diversity mode may refer to a technique for obtaining diversity gain by transmitting signals through two or more satellites.
  • diversity mode will be described in an NTN environment, so diversity mode may mean satellite diversity mode.
  • the difference in time delay and Doppler shift value between two links for example, a link through a first satellite and a link through a second satellite
  • diversity in the JT method is used as described in the third embodiment above. It can be applied.
  • the JT type diversity was applied only when the second condition was satisfied, that is, when the time delay and Doppler shift were within a preset range.
  • the diversity transmission mode is applied through pre-compensation. Therefore, it can be used when the base station has a pre-compensation function that can perform time delay (or timing) and Doppler shift for each individual link.
  • Figure 16 is a flowchart for performing a satellite diversity transmission mode based on pre-compensation in NTN.
  • each component for example, the UE 1101, the first satellite 1111, the second satellite 1112, and the base station 1121, follows the operation described below.
  • the base station 1121 illustrated in FIG. 16 may be directly connected to the gateway 1131 illustrated in FIG. 11, may be configured as a single system, or may be a base station connected through a predetermined network. Therefore, the base station 1121 described in FIG. 16 may mean a base station connected to the gateway 1131 illustrated in FIG. 11.
  • the satellite diversity mode will be explained through two links using two satellites, that is, the first satellite 1111 and the second satellite 1112. However, it should be noted that if three or more satellites have multiple NTN communication areas as previously described in FIG. 11, three or more satellites may be used.
  • the base station 1121 may be instructed to report the location information of the UE 1101 at a preset period. Accordingly, the UE 1101 may report the location information of the UE 1101 to the base station 1121 through the serving satellite at every preset period. It should be noted that in the following description, the drawings do not illustrate the UE 1101 reporting its location information on a preset cycle basis.
  • step S1600 the UE 1101 may transmit a diversity transmission request message to the base station 1121.
  • FIG. 16 illustrates a case where the UE 1101 transmits a diversity request message to the base station 1121, but the base station 1121 may also transmit a diversity request message to the UE 1101. Therefore, the base station 1121 can receive a diversity transmission request message from the UE 1101. Additionally, since the diversity transmission request message in step S1600 is the same as previously described in FIGS. 12 and 14, duplicate description will be omitted.
  • step S1602 the base station 1121 may allocate a reference signal (RS) to be transmitted through the satellites 1111 and 1112 to each satellite based on the received diversity transmission request message.
  • Step S1602 may be the same procedure as step S1202 previously described in FIG. 12. Therefore, redundant explanation will be omitted.
  • the base station 1121 may transmit data including a first reference signal and a second reference signal to the first satellite 1111 and the second satellite 1112, respectively.
  • Each of step S1604a and step S1606a may be an operation corresponding to step S1204a and step S1206a previously described in FIG. 12.
  • each of step S1604b and step S1606b may be an operation corresponding to step S1204b and step S1206b previously described in FIG. 12.
  • the UE 1101 may measure RSs received from the first satellite 1111 and the second satellite 1112 and obtain measurement information.
  • the measurement information can measure the time delay value (or the amount of change in the time delay value) and the Doppler shift value (or the amount of change in the Doppler shift value) between transmission and reception of each link.
  • Step S1608 may correspond to step S1208 previously described in FIG. 12.
  • step S1610 the UE 1101 may transmit a reference signal measurement report message to the base station 1121.
  • the reference signal measurement report message may include the measurement information of the first link and the measurement information of the second link described above.
  • Step S1610 may correspond to step S1210 previously described in FIG. 12. Therefore, the base station 1121 may receive the reference signal measurement report message using one link, two links, or through one link in step S1610.
  • the base station 1121 may determine a transmission mode based on the received reference signal measurement report message. The operation of determining the transmission mode will be further explained in FIG. 17.
  • the base station 1121 may calculate and apply a timing advance (TA) value.
  • the TA value may be the TA value through each satellite (1111, 1112).
  • the base station 1121 may calculate and apply Doppler pre-compensation (DPC). Let us look at step S1622 as an example.
  • DPC Doppler pre-compensation
  • the time delay difference value between the first satellite 1111 and the second satellite 1112 may be greater than the first threshold set in diversity transmission mode.
  • the time delay value may be compensated so that the difference between the time delay values is smaller than the first threshold value based on the TA value.
  • time delay compensation can compensate for the time of a link with a large time delay.
  • time delay compensation can compensate for the time delay of a link with a small time delay. In this way, through time compensation, the time delay difference between the first link through the first satellite 1111 and the second link through the second satellite 1112 is a time difference within the first threshold applicable to the diversity transmission mode. You can compensate by having .
  • the Doppler shift value between the first satellite 1111 and the second satellite 1112 may be greater than a predetermined second threshold.
  • DPC for one large satellite can be performed based on the measured (or estimated) Doppler shift value. If the Doppler shift of the first satellite 1111 is large, DPC is performed on the first link via the first satellite 1111 so that the difference in Doppler shift values between the first link and the second link is within the second threshold. You can compensate so that .
  • the base station 1121 may transmit data to the UE 1101 in the determined mode. For example, if the determined mode is diversity mode, the base station 1121 may transmit data to the UE 1101 through the first satellite 1111 and the second satellite 1112. On the other hand, if the determined mode is a single transmission mode, the base station 1121 can transmit data to the UE 1101 through the serving satellite.
  • Figure 17 is a flowchart of the operation of the base station when determining the transmission mode according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • the base station 1121 may have previously received the reference signal measurement report message from the UE 1101 in FIG. 16. Alternatively, the base station 1121 may be in a state of estimating the time delay value (or the amount of change in the time delay value) and the Doppler shift value (or the amount of change in the Doppler shift value) between transmission and reception of each link, respectively, as described above with reference to FIG. 14. In the following description, the time delay value (or the amount of change in the time delay value) and the Doppler shift value (or the amount of change in the Doppler shift value) between transmission and reception of each link are received from the reference signal based on FIG. 16. However, it should be noted that the estimated value may be used as in step S1402 of FIG. 14.
  • the base station 1121 may calculate the difference in time delay values between transmission and reception of each link. For example, the difference between the time delay between transmission and reception of the first link and the time delay of transmission and reception of the second link can be calculated. At this time, the difference between the two values can take an absolute value. Additionally, the base station 1121 can calculate the difference between the Doppler shift values of each link. For example, the difference between the Doppler shift value of the first link and the Doppler shift value of the second link can be calculated. Even in this case, the difference between the two values can take an absolute value.
  • the base station 1121 can check whether the delay time difference is less than a preset first threshold. And the base station 1121 can check whether the Doppler difference is less than a predetermined second threshold.
  • the first threshold and the second threshold may be thresholds that can perform diversity transmission.
  • step S1712 if the delay time difference is greater than or equal to a preset first threshold or the Doppler difference is greater than or equal to a predetermined second threshold, the base station 1121 may proceed to step S1716. On the other hand, if the delay time difference as a result of the inspection in step S1712 is less than the first preset threshold and the Doppler difference is less than the second preset threshold, the base station 1121 can proceed to step S1714.
  • step S1714 the base station 1121 can confirm that diversity transmission is possible because the delay time difference is less than a preset first threshold or the Doppler difference is less than a preset second threshold. Therefore, the base station 1121 can decide on the diversity transmission mode.
  • the base station 1121 may check whether there is a diversity transmission mode request in step S1716.
  • the base station 1121 described in FIGS. 16 and 17 may be a base station with compensation capability. Therefore, if the diversity transmission mode is required, the base station 1121 can proceed to step S1714 and determine the diversity transmission mode.
  • step S1716 if the diversity transmission mode is not required as a result of the check in step S1716, the single transmission mode can be maintained by proceeding to step S1720.
  • the embodiment of FIGS. 16 and 17 described above may be a case where the base station 1121 has compensation capability. Additionally, even if the base station 1121 has compensation capability, the operator may turn the compensation capability on/off. Therefore, assuming a case in which the base station 1121 can turn on/off the compensation capability, the cases of the first to third embodiments described above are cases in which the base station 1121 has the compensation capability, but compensation is set to off. This may be an embodiment, and the fourth embodiment may be a state in which the compensation capability of the base station 1121 is turned on.
  • UL's satellite diversity transmission mode may refer to a technique for the UE to obtain diversity gain by transmitting signals through two or more satellites.
  • diversity mode will be described in an NTN environment, so diversity mode may mean satellite diversity mode. However, it is different from the previous embodiments in that it is a UL diversity mode.
  • the UE In order to meet the fifth embodiment of the present disclosure, the UE must have two transmission modules or be internally configured so that one transmission module can transmit signals to different satellites.
  • the first transmission module can transmit a signal to the first satellite (1111)
  • the second transmission module can transmit a signal to the second satellite (1112). Therefore, when two transmission modules are used, the first UL link from the first transmission module to the base station 1121 through the first satellite 1111 and the first UL link from the second transmission module to the base station 1121 through the second satellite 1112 A second UL link towards each may be established.
  • each of the first UL link and the second UL link may have different time delays and different Doppler shift values.
  • switching between the UL single transmission mode and the UL diversity transmission mode is possible based on the difference in time delay and the difference in Doppler shift using the same method as previously described in the first to fourth embodiments.
  • each link has an individual transmission module, individual timing and Doppler shift pre-compensation control is possible. Therefore, the UE 1101 can perform the UL diversity transmission mode by compensating for time delay in advance and performing DPC as described in the fourth embodiment.
  • timing and Doppler shift pre-compensation control cannot be performed individually for each link. Therefore, in this case, if the quality of one link is too poor, the diversity gain deteriorates, so a pre-compensation method using an appropriate intermediate value is possible. For example, if the influence of Doppler shift is linear, precompensation may be performed based on the median value, and if it is non-linear, an algorithm to find an appropriate value may be needed. These algorithms can exist in various forms. Therefore, in this disclosure, if the influence of the Doppler shift is non-linear, a detailed description of the DPC method for compensating for the Doppler shift will be omitted.
  • the UE 1101 can know its own location, and the satellite may broadcast its own location or may have information in advance that can identify the satellite's location. Therefore, it should be noted that not only measured values can be used as in the first embodiment, but also estimated values can be used as described in the second embodiment.
  • Computer-readable recording media include all types of recording devices that store information that can be read by a computer system. Additionally, computer-readable recording media can be distributed across networked computer systems so that computer-readable programs or codes can be stored and executed in a distributed manner.
  • computer-readable recording media may include hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, or flash memory.
  • Program instructions may include not only machine language code such as that created by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • a block or device corresponds to a method step or feature of a method step.
  • aspects described in the context of a method may also be represented by corresponding blocks or items or features of a corresponding device.
  • Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device, such as, for example, a microprocessor, programmable computer, or electronic circuit. In some embodiments, at least one or more of the most important method steps may be performed by such a device.
  • a programmable logic device e.g., a field programmable gate array
  • a field-programmable gate array may operate in conjunction with a microprocessor to perform one of the methods described in this disclosure. In general, the methods are preferably performed by some hardware device.

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Abstract

본 개시는 NTN에서 기지국의 방법으로, 제1 위성 및 제2 위성 각각에 대응하는 RS를 할당하는 단계; 상기 제1 위성 및 상기 제2 위성을 통해 각 위성에 대응하는 RS 및 데이터를 UE로 전송하도록 제어하는 단계; 상기 UE로부터 RS 측정 보고 메시지를 수신하는 단계; 상기 수신된 RS 측정 보고 메시지에 기초하여 상기 데이터를 상기 제1 위성 및 상기 제2 위성 중 하나의 위성을 통해 전송하는 단일 전송 모드 또는 상기 제1 위성 및 상기 제2 위성 모두를 통해 상기 데이터를 전송하는 다이버시티 전송 모드 중 하나의 전송 모드를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

비-지상 네트워크에서 데이터 전송 방법 및 장치
본 개시는 비-지상 네트워크에서 데이터 전송 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다이버시티 전송 기술에 관한 것이다.
기존 통신 네트워크(예를 들어, LTE(long term evolution), LTE-A(advanced) 등)보다 향상된 통신 서비스를 제공하기 위한 통신 네트워크(예를 들어, 5G 통신 네트워크, 6G 통신 네트워크 등)는 개발되고 있다. 5G 통신 네트워크(예를 들어, NR(new radio) 통신 네트워크)는 6GHz 이하의 주파수 대역뿐만 아니라 6GHz 이상의 주파수 대역을 지원할 수 있다. 즉, 5G 통신 네트워크는 FR1 대역 및/또는 FR2 대역을 지원할 수 있다. 5G 통신 네트워크는 LTE 통신 네트워크에 비해 다양한 통신 서비스 및 시나리오를 지원할 수 있다. 예를 들어, 5G 통신 네트워크의 사용 시나리오(usage scenario)는 eMBB(enhanced Mobile BroadBand), URLLC(Ultra Reliable Low Latency Communication), mMTC(massive Machine Type Communication) 등을 포함할 수 있다.
6G 통신 네트워크는 5G 통신 네트워크에 비해 다양한 통신 서비스 및 시나리오를 지원할 수 있다. 6G 통신 네트워크는 초성능, 초대역, 초공간, 초정밀, 초지능, 및/또는 초신뢰의 요구사항들을 만족할 수 있다. 6G 통신 네트워크는 다양하고 넓은 주파수 대역을 지원할 수 있고, 다양한 사용 시나리오들(예를 들어, 지상(terrestrial) 통신, 비-지상(non-terrestrial) 통신, 사이드링크(sidelink) 통신 등)에 적용될 수 있다.
통신 네트워크(예를 들어, 5G 통신 네트워크, 6G 통신 네트워크 등)는 지상에 위치한 단말들에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 지상 뿐만 아니라 비-지상에 위치한 비행기, 드론(drone), 위성(satellite) 등을 위한 통신 서비스의 수요가 증가하고 있으며, 이를 위해 비-지상 네트워크(non-terrestrial network; NTN)를 위한 기술들이 논의되고 있다. 비-지상 네트워크는 5G 통신 기술, 6G 통신 기술 등에 기초하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 비-지상 네트워크에서 위성과 지상에 위치한 통신 노드 또는 비-지상에 위치한 통신 노드(예를 들어, 비행기, 드론 등) 간의 통신은 5G 통신 기술, 6G 통신 기술 등에 기초하여 수행될 수 있다. 비-지상 네트워크에서 위성은 통신 네트워크(예를 들어, 5G 통신 네트워크, 6G 통신 네트워크 등)에서 기지국의 기능을 수행할 수 있다.
한편, NTN에서는 위성과 단말 간의 긴 거리, 고속 이동에 따른 큰 도플러 천이 등에 의해 링크 품질이 열악해질 수 있다. 이를 극복하기 위한 커버리지 향상 (CovEnh)에 관한 연구가 3GPP 표준 회의 Rel 17부터 활발히 논의되고 있다. 단일 위성을 이용한 송수신만으로는 성능 향상에 한계가 있으며 특히, 앙각이 낮은 경우나 높은 건물이 많은 도심/부도심 지역에서는 이러한 한계가 더욱 두드러지게 나타난다. 스타링크(Starlink), 원앱(OneWeb) 같은 저궤도 위성 시스템은 수백에서 수천 개의 위성을 이용한 전 지구적인 서비스를 제공하거나 또는 제공할 계획을 가지고 있다. 이러한 경우 특정 서비스 지역은 복수의 위성에 의해 서비스될 수 있으며, 복수의 위성 송수신을 통한 다이버시티 기법의 실현 가능성이 높다. 다른 위성을 통한 링크 간의 지연 차, 도플러 천이 값의 차이로 인해 기존 TN에서 개발된 다중 TRP 전송 기법을 그대로 NTN 환경의 위성 다이버시티에 적용하는 것은 어려울 것으로 판단된다.
휴대용(Handheld) 단말과 같이 낮은 안테나 이득을 가지는 안테나를 사용하는 단말을 지원하거나 낮은 링크 버짓(link budget)을 가지는 경우 성능 향상 방안으로 복수 위성을 이용한 다이버시티 전송 기법이 필요하다. NTN 환경에서는 다른 위성을 통하는 복수의 링크마다 겪은 전송 지연과 도플러 천이 값이 큰 차이를 가질 수 있다. 따라서 TN에서 개발된 다중 TRP 전송 기법을 그대로 적용하기 어렵다. 따라서 NTN 환경에서 위성 다이버시티 전송을 위해서는 NTN 환경을 고려한 새로운 위성 다이버시티 전송 기법의 개발이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 개시의 목적은 비-지상 네트워크에서 다이버시티 전송 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 개시에 따른 방법은 기지으로, 제1 위성 및 제2 위성 각각에 대응하는 참조 신호(reference signal, RS)를 할당하는 단계; 상기 제1 위성 및 상기 제2 위성을 통해 각 위성에 대응하는 RS 및 데이터를 사용자 장비(user equipment, UE)로 전송하도록 제어하는 단계; 상기 UE로부터 RS 측정 보고 메시지를 수신하는 단계; 상기 수신된 RS 측정 보고 메시지에 기초하여 상기 데이터를 상기 제1 위성 및 상기 제2 위성 중 하나의 위성을 통해 전송하는 단일 전송 모드 또는 상기 제1 위성 및 상기 제2 위성 모두를 통해 상기 데이터를 전송하는 다이버시티 전송 모드 중 하나의 전송 모드를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 전송 모드에 기초하여 상기 데이터를 상기 UE로 전송하는 단계를 포함할 수 있으며,
상기 RS 측정 보고 메시지는 상기 제1 위성을 경유하는 제1 링크를 통해 수신된 제1 RS에 기초한 제1 시간 지연 값 및 제1 도플러 쉬프트 값과 상기 제2 위성을 경유하는 제2 링크를 통해 수신된 제2 RS에 기초한 제2 시간 지연 값 및 제2 도플러 쉬프트 값을 포함할 수 있다.
상기 다이버시티 전송 모드는,
상기 제1 시간 지연 값과 상기 제2 시간 지연 값 간의 차이가 미리 결정된 제1 임계값 미만이고, 상기 제1 도플러 쉬프트 값과 제2 도플러 쉬프트 값 간의 차이가 미리 결정된 제2 임계값 미만인 경우에 결정될 수 있다.
상기 단일 전송 모드는,
상기 제1 시간 지연 값과 상기 제2 시간 지연 값 간의 차이가 미리 결정된 제1 임계값 이상이거나 또는 상기 제1 도플러 쉬프트 값과 제2 도플러 쉬프트 값 간의 차이가 미리 결정된 제2 임계값 이상인 경우에 결정될 수 있다.
상기 RS 측정 보고 메시지는 상기 제1 위성과 상기 제2 위성 중 하나의 서빙 위성을 통해 수신될 수 있다.
상기 RS 측정 보고 메시지는 상기 제1 링크를 통해 수신되는 제1 RS 측정 보고 메시지 및 상기 제2 링크를 통해 수신되는 제2 RS 측정 보고 메시지로 구성될 수 있으며, 상기 제1 RS 측정 보고 메시지는 상기 제1 시간 지연 값 및 상기 제1 도플러 쉬프트 값을 포함하고, 및 상기 제2 RS 측정 보고 메시지는 상기 제2 시간 지연 값 및 상기 제2 도플러 쉬프트 값을 포함할 수 있다.
상기 제1 위성 및 상기 제2 위성 각각에 대응하는 RS의 할당은, 상기 UE로부터 다이버시티 전송 요청이 존재하는 경우에 수행될 수 있다.
상기 UE로부터 상기 다이버시티 전송 요청을 수신하는 단계; 상기 RS 측정 보고 메시지에 기초하여 결정된 전송 모드가 상기 단일 전송 모드인 경우 상기 제1 시간 지연 값과 상기 제2 시간 지연 값 간의 차이가 미리 설정된 제1 임계값 미만이 되도록 상기 제1 시간 지연 값을 보상하는 단계; 상기 제1 도플러 쉬프트 값과 상기 제2 도플러 쉬프트 값 간의 차이가 미리 설정된 제2 임계값 미만이 되도록 상기 제1 도플러 쉬프트 값을 보상하는 단계; 및 상기 보상된 값들을 적용하여 상기 다이버시티 전송 모드로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 시간 지연을 갖는 상기 제1 링크가 상기 제2 링크보다 긴 지연 시간을 가질 수 있다.
본 개시에 실시예에 따른 기지국은, 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 기지국이:
제1 위성 및 제2 위성 각각에 대응하는 참조 신호(reference signal, RS)를 할당하고; 상기 제1 위성 및 상기 제2 위성을 통해 각 위성에 대응하는 RS 및 데이터를 사용자 장비(user equipment, UE)로 전송하도록 제어하고; 상기 UE로부터 RS 측정 보고 메시지를 수신하고; 상기 수신된 RS 측정 보고 메시지에 기초하여 상기 데이터를 상기 제1 위성 및 상기 제2 위성 중 하나의 위성을 통해 전송하는 단일 전송 모드 또는 상기 제1 위성 및 상기 제2 위성 모두를 통해 상기 데이터를 전송하는 다이버시티 전송 모드 중 하나의 전송 모드를 결정하고; 및 상기 결정된 전송 모드에 기초하여 상기 데이터를 상기 UE로 전송하도록 야기할 수 있으며,
상기 RS 측정 보고 메시지는 상기 제1 위성을 경유하는 제1 링크를 통해 수신된 제1 RS에 기초한 제1 시간 지연 값 및 제1 도플러 쉬프트 값과 상기 제2 위성을 경유하는 제2 링크를 통해 수신된 제2 RS에 기초한 제2 시간 지연 값 및 제2 도플러 쉬프트 값을 포함할 수 있다.
상기 다이버시티 전송 모드는,
상기 제1 시간 지연 값과 상기 제2 시간 지연 값 간의 차이가 미리 결정된 제1 임계값 미만이고, 상기 제1 도플러 쉬프트 값과 제2 도플러 쉬프트 값 간의 차이가 미리 결정된 제2 임계값 미만인 경우에 결정될 수 있다.
상기 단일 전송 모드는,
상기 제1 시간 지연 값과 상기 제2 시간 지연 값 간의 차이가 미리 결정된 제1 임계값 이상이거나 또는 상기 제1 도플러 쉬프트 값과 제2 도플러 쉬프트 값 간의 차이가 미리 결정된 제2 임계값 이상인 경우에 결정될 수 있다.
상기 RS 측정 보고 메시지는 상기 제1 위성과 상기 제2 위성 중 하나의 서빙 위성을 통해 수신될 수 있다.
상기 RS 측정 보고 메시지는 상기 제1 링크를 통해 수신되는 제1 RS 측정 보고 메시지 및 상기 제2 링크를 통해 수신되는 제2 RS 측정 보고 메시지로 구성되며, 상기 제1 RS 측정 보고 메시지는 상기 제1 시간 지연 값 및 상기 제1 도플러 쉬프트 값을 포함하고, 및 상기 제2 RS 측정 보고 메시지는 상기 제2 시간 지연 값 및 상기 제2 도플러 쉬프트 값을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 기지국이:
상기 UE로부터 다이버시티 전송 요청이 존재하는 경우에 상기 제1 위성 및 상기 제2 위성 각각에 대응하는 RS의 할당하도록 야기할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 기지국이:
상기 UE로부터 다이버시티 전송 요청을 수신하고; 상기 RS 측정 보고 메시지에 기초하여 결정된 전송 모드가 단일 전송 모드인 경우 상기 제1 시간 지연 값과 상기 제2 시간 지연 값 간의 차이가 미리 설정된 제1 임계값 미만이 되도록 상기 제1 시간 지연 값을 보상하고; 상기 제1 도플러 쉬프트 값과 상기 제2 도플러 쉬프트 값 간의 차이가 미리 설정된 제2 임계값 미만이 되도록 상기 제1 도플러 쉬프트 값을 보상하고; 및 상기 보상된 값들을 적용하여 상기 다이버시티 전송 모드로 결정하도록 더 야기할 수 있다.
상기 제1 시간 지연을 갖는 상기 제1 링크가 상기 제2 링크보다 긴 지연 시간을 가질 수 있다.
본 개시에 의하면, NTN의 기지국에서 또는 NTN의 UE가 참조 신호를 이용하여 위성들 간의 각 링크들을 경유하는 지연 시간 및 도플러 쉬프트 정도를 측정 또는 추정에 기초하여 확인할 수 있다. 그리고 확인된 각 링크 간 지연 시간의 차이와 각 링크 간 도플러 쉬프트 차이를 이용하여 다이버시티 전송 모드 및 단일 전송 모드를 결정할 수 있다. 또한 본 개시에 의하면, 단일 전송 모드를 수행해야 하는 경우 UE의 요청에 의해 각 링크 간 지연 시간의 차이와 각 링크 간 도플러 쉬프트 차이를 보상함으로써 다이버시티 전송 모드로 동작할 수 있다. 따라서 NTN에서 데이터 전송의 효율을 증가시킬 수 있다.
도 1a는 비-지상 네트워크의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1b는 비-지상 네트워크의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2a는 비-지상 네트워크의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2b는 비-지상 네트워크의 제4 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2c는 비-지상 네트워크의 제5 실시예를 도시한 개념도이다.
도 3은 비-지상 네트워크를 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4는 통신을 수행하는 통신 노드들의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 5a는 송신 경로의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 5b는 수신 경로의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 6a는 트랜스패런트 페이로드 기반의 비-지상 네트워크에서 사용자 평면의 프로토콜 스택의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6b는 트랜스패런트 페이로드 기반의 비-지상 네트워크에서 제어 평면의 프로토콜 스택의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7a는 재생성 페이로드 기반의 비-지상 네트워크에서 사용자 평면의 프로토콜 스택의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7b는 재생성 페이로드 기반의 비-지상 네트워크에서 제어 평면의 프로토콜 스택의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8a 내지 도 8c는 TRP의 3가지 운용 방안들을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9a는 3GPP TN에서 DL-PRS의 패턴으로, 3개의 TRP를 가진 comb-6 패턴의 개념도이고, 도 9b는 3GPP TN에서 UL-PRS의 패턴으로, comb-4 패턴의 개념도이다.
도 10a는 스타링크의 성상(constellation)을 예시한 도면이고, 도 10b는 원웹 시스템의 알래스카 게이트웨이 안테나(Alaska gateway antenna)가 구축된 전경을 예시한 도면이다.
도 11은 NTN 환경에서 2개의 트랜스패런트 위성을 이용한 다이버시티 신호 전송을 위한 개념도이다.
도 12는 NTN에서 측정 기반 위성 다이버시티 전송 모드 또는 단일 전송 모드 간 스위칭 동작의 순서도이다.
도 13는 본 개시의 제1 실시예에 따라 전송 모드 결정 시 기지국의 동작 흐름도이다.
도 14는 NTN에서 추정 기반 위성 다이버시티 전송 모드 또는 단일 전송 모드 간 스위칭 동작의 순서도이다.
도 15는 NTN에서 결합 모드와 비 결합 모드 간 스위칭 동작의 순서도이다.
도 16은 NTN에서 사전 보상에 기초한 위성 다이버시티 전송 모드를 수행하기 위한 순서도이다.
도 17은 본 개시의 제4 실시예에 따라 전송 모드 결정 시 기지국의 동작 흐름도이다.
본 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 의미할 수 있다.
본 개시에서, "A 및 B 중에서 적어도 하나"는 "A 또는 B 중에서 적어도 하나" 또는 "A 및 B 중 하나 이상의 조합들 중에서 적어도 하나"를 의미할 수 있다. 또한, 본 개시에서, "A 및 B 중에서 하나 이상"은 "A 또는 B 중에서 하나 이상" 또는 "A 및 B 중 하나 이상의 조합들 중에서 하나 이상"을 의미할 수 있다.
본 개시에서, (재)전송은 "전송", "재전송", 또는 "전송 및 재전송"을 의미할 수 있고, (재)설정은 "설정", "재설정", 또는 "설정 및 재설정"을 의미할 수 있고, (재)연결은 "연결", "재연결", 또는 "연결 및 재연결"을 의미할 수 있고, (재)접속은 "접속", "재접속", 또는 "접속 및 재접속"을 의미할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 개시에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 개시에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 개시를 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 본 개시에서 명시적으로 설명되는 실시예들 뿐만 아니라, 실시예들의 조합, 실시예들의 확장, 및/또는 실시예들의 변형에 따른 동작들은 수행될 수 있다. 일부 동작의 수행은 생략될 수 있고, 동작의 수행 순서는 변경될 수 있다.
실시예에서 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, UE(user equipment)의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 기지국은 UE의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 기지국의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 UE는 기지국의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 비-지상 네트워크(non-terrestrial network; NTN)(예를 들어, 페이로드(payload) 기반의 NTN)에서, 기지국의 동작은 위성의 동작을 의미할 수 있고, 위성의 동작은 기지국의 동작을 의미할 수 있다.
기지국은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), gNodeB(next generation node B), gNB, 디바이스(device), 장치(apparatus), 노드, 통신 노드, BTS(base transceiver station), RRH(radio remote head), TRP(transmission reception point), RU(radio unit), RSU(road side unit), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node) 등으로 지칭될 수 있다. UE는 단말(terminal), 디바이스, 장치, 노드, 통신 노드, 엔드(end) 노드, 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), OBU(on-broad unit) 등으로 지칭될 수 있다.
본 개시에서 시그널링(signaling)은 상위계층 시그널링, MAC 시그널링, 또는 PHY(physical) 시그널링 중에서 적어도 하나일 수 있다. 상위계층 시그널링을 위해 사용되는 메시지는 "상위계층 메시지" 또는 "상위계층 시그널링 메시지"로 지칭될 수 있다. MAC 시그널링을 위해 사용되는 메시지는 "MAC 메시지" 또는 "MAC 시그널링 메시지"로 지칭될 수 있다. PHY 시그널링을 위해 사용되는 메시지는 "PHY 메시지" 또는 "PHY 시그널링 메시지"로 지칭될 수 있다. 상위계층 시그널링은 시스템 정보(예를 들어, MIB(master information block), SIB(system information block)) 및/또는 RRC 메시지의 송수신 동작을 의미할 수 있다. MAC 시그널링은 MAC CE(control element)의 송수신 동작을 의미할 수 있다. PHY 시그널링은 제어 정보(예를 들어, DCI(downlink control information), UCI(uplink control information), SCI(sidelink control information))의 송수신 동작을 의미할 수 있다.
본 개시에서 "동작(예를 들어, 전송 동작)이 설정되는 것"은 "해당 동작을 위한 설정 정보(예를 들어, 정보 요소(information element), 파라미터)" 및/또는 "해당 동작의 수행을 지시하는 정보"가 시그널링 되는 것을 의미할 수 있다. "정보 요소(예를 들어, 파라미터)가 설정되는 것"은 해당 정보 요소가 시그널링 되는 것을 의미할 수 있다. 본 개시에서 "신호 및/또는 채널"은 신호, 채널, 또는 "신호 및 채널"을 의미할 수 있고, 신호는 "신호 및/또는 채널"의 의미로 사용될 수 있다.
통신 시스템은 지상(terrestrial) 네트워크, 비-지상 네트워크, 4G 통신 네트워크(예를 들어, LTE(long-term evolution) 통신 네트워크), 5G 통신 네트워크(예를 들어, NR(new radio) 통신 네트워크), 또는 6G 통신 네트워크 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 4G 통신 네트워크, 5G 통신 네트워크, 및 6G 통신 네트워크 각각은 지상 네트워크 및/또는 비-지상 네트워크를 포함할 수 있다. 비-지상 네트워크는 LTE 통신 기술, 5G 통신 기술, 또는 6G 통신 기술 중에서 적어도 하나의 통신 기술에 기초하여 동작할 수 있다. 비-지상 네트워크는 다양한 주파수 대역에서 통신 서비스를 제공할 수 있다.
실시예가 적용되는 통신 네트워크는 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 실시예는 다양한 통신 네트워크(예를 들어, 4G 통신 네트워크, 5G 통신 네트워크, 및/또는 6G 통신 네트워크)에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 네트워크는 통신 시스템과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 1a는 비-지상 네트워크의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1a를 참조하면, 비-지상 네트워크는 위성(110), 통신 노드(120), 게이트웨이(gateway)(130), 데이터 네트워크(140) 등을 포함할 수 있다. 위성(110)과 게이트웨이(130)를 포함하는 유닛(unit)은 RRU(remote radio unit)일 수 있다. 도 1a에 도시된 비-지상 네트워크는 트랜스패런트(transparent) 페이로드 기반의 비-지상 네트워크일 수 있다. 위성(110)은 LEO(low earth orbit) 위성, MEO(medium earth orbit) 위성, GEO(geostationary earth orbit) 위성, HEO(high elliptical orbit) 위성, 또는 UAS(unmanned aircraft system) 플랫폼일 수 있다. UAS 플랫폼은 HAPS(high altitude platform station)를 포함할 수 있다. 비(non)-GEO 위성은 LEO 위성 및/또는 MEO 위성일 수 있다.
통신 노드(120)는 지상에 위치한 통신 노드(예를 들어, UE, 단말) 및 비-지상에 위치한 통신 노드(예를 들어, 비행기, 드론)를 포함할 수 있다. 위성(110)과 통신 노드(120) 간에 서비스 링크(service link)가 설정될 수 있으며, 서비스 링크는 무선 링크(radio link)일 수 있다. 위성(110)은 NTN 페이로드(payload)로 지칭될 수 있다. 게이트웨이(130)는 복수의 NTN 페이로드들을 지원할 수 있다. 위성(110)은 하나 이상의 빔들을 사용하여 통신 노드(120)에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 위성(110)의 빔의 수신 범위(footprint)의 형상은 타원형 또는 원형일 수 있다.
비-지상 네트워크에서 아래와 같이 세 가지 타입의 서비스 링크들은 지원될 수 있다.
- 지구 고정(earth-fixed): 서비스 링크는 항상 동일한 지리적 영역을 연속적으로 커버하는 빔(들)에 의해 제공될 수 있음(예를 들어, GSO(Geosynchronous Orbit) 위성)
- 의사 지구 고정(quasi-earth-fixed): 서비스 링크는 제한된 기간(period) 동안에 하나의 지리적 영역을 커버하고 다른 기간 동안에 다른 지리적 영역을 커버하는 빔(들)에 의해 제공될 수 있음(예를 들어, 조향 가능한(steerable) 빔들을 생성하는 NGSO(non-GSO) 위성)
- 지구 이동(earth-moving): 서비스 링크는 지구 표면을 이동하는 빔(들)에 의해 제공될 수 있음(예를 들어, 고정 빔들 또는 비-조향 가능한 빔들을 생성하는 NGSO 위성)
통신 노드(120)는 4G 통신 기술, 5G 통신 기술, 및/또는 6G 통신 기술을 사용하여 위성(110)과 통신(예를 들어, 하향링크 통신, 상향링크 통신)을 수행할 수 있다. 위성(110)과 통신 노드(120) 간의 통신은 NR-Uu 인터페이스 및/또는 6G-Uu 인터페이스를 사용하여 수행될 수 있다. DC(dual connectivity)가 지원되는 경우, 통신 노드(120)는 위성(110)뿐만 아니라 다른 기지국(예를 들어, 4G 기능, 5G 기능, 및/또는 6G 기능을 지원하는 기지국)과 연결될 수 있고, 4G 규격, 5G 규격, 및/또는 6G 규격에 정의된 기술에 기초하여 DC 동작을 수행할 수 있다.
게이트웨이(130)는 지상에 위치할 수 있으며, 위성(110)과 게이트웨이(130) 간에 피더(feeder) 링크가 설정될 수 있다. 피더 링크는 무선 링크일 수 있다. 게이트웨이(130)는 "NTN(non-terrestrial network) 게이트웨이"로 지칭될 수 있다. 위성(110)과 게이트웨이(130) 간의 통신은 NR-Uu 인터페이스, 6G-Uu 인터페이스, 또는 SRI(satellite radio interface)에 기초하여 수행될 수 있다. 게이트웨이(130)는 데이터 네트워크(140)와 연결될 수 있다. 게이트웨이(130)와 데이터 네트워크(140)의 사이에 "코어 네트워크"가 존재할 수 있다. 이 경우, 게이트웨이(130)는 코어 네트워크와 연결될 수 있고, 코어 네트워크는 데이터 네트워크(140)와 연결될 수 있다. 코어 네트워크는 4G 통신 기술, 5G 통신 기술, 및/또는 6G 통신 기술을 지원할 수 있다. 예를 들어, 코어 네트워크는 AMF(access and mobility management function), UPF(user plane function), SMF(session management function) 등을 포함할 수 있다. 게이트웨이(130)와 코어 네트워크 간의 통신은 NG-C/U 인터페이스 또는 6G-C/U 인터페이스에 기초하여 수행될 수 있다.
아래 도 1b의 실시예와 같이, 트랜스패런트 페이로드 기반의 비-지상 네트워크에서 게이트웨이(130)와 데이터 네트워크(140) 사이에 기지국과 코어 네트워크가 존재할 수 있다.
도 1b는 비-지상 네트워크의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1b를 참조하면, 게이트웨이는 기지국과 연결될 수 있고, 기지국은 코어 네트워크와 연결될 수 있고, 코어 네트워크는 데이터 네트워크와 연결될 수 있다. 기지국 및 코어 네트워크 각각은 4G 통신 기술, 5G 통신 기술, 및/또는 6G 통신 기술을 지원할 수 있다. 게이트웨이와 기지국 간의 통신은 NR-Uu 인터페이스 또는 6G-Uu 인터페이스에 기초하여 수행될 수 있고, 기지국과 코어 네트워크(예를 들어, AMF, UPF, SMF) 간의 통신은 NG-C/U 인터페이스 또는 6G-C/U 인터페이스에 기초하여 수행될 수 있다.
도 2a는 비-지상 네트워크의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2a를 참조하면, 비-지상 네트워크는 위성 #1(211), 위성 #2(212) 통신 노드(220), 게이트웨이(230), 데이터 네트워크(240) 등을 포함할 수 있다. 도 2a에 도시된 비-지상 네트워크는 재생성(regenerative) 페이로드 기반의 비-지상 네트워크일 수 있다. 예를 들어, 위성 #1(211) 및 위성 #2(212) 각각은 비-지상 네트워크를 구성하는 다른 엔터티(entity)(예를 들어, 통신 노드(220), 게이트웨이(230))로부터 수신한 페이로드에 대한 재생성 동작(예를 들어, 복조 동작, 복호화 동작, 재-부호화 동작, 재-변조 동작, 및/또는 필터링 동작)을 수행할 수 있고, 재생성된 페이로드를 전송할 수 있다.
위성 #1(211) 및 위성 #2(212) 각각은 LEO 위성, MEO 위성, GEO 위성, HEO 위성, 또는 UAS 플랫폼일 수 있다. UAS 플랫폼은 HAPS를 포함할 수 있다. 위성 #1(211)은 위성 #2(212)와 연결될 수 있고, 위성 #1(211)과 위성 #2(212) 간에 ISL(inter-satellite link)이 설정될 수 있다. ISL은 RF(radio frequency) 주파수 또는 광(optical) 대역에서 동작할 수 있다. ISL은 선택적(optional)으로 설정될 수 있다. 통신 노드(220)는 지상에 위치한 통신 노드(예를 들어, UE, 단말) 및 비-지상에 위치한 통신 노드(예를 들어, 비행기, 드론)를 포함할 수 있다. 위성 #1(211)과 통신 노드(220) 간에 서비스 링크(예를 들어, 무선 링크)가 설정될 수 있다. 위성 #1(211)은 NTN 페이로드로 지칭될 수 있다. 위성 #1(211)은 하나 이상의 빔들을 사용하여 통신 노드(220)에 통신 서비스를 제공할 수 있다.
통신 노드(220)는 4G 통신 기술, 5G 통신 기술, 및/또는 6G 통신 기술을 사용하여 위성 #1(211)과 통신(예를 들어, 하향링크 통신, 상향링크 통신)을 수행할 수 있다. 위성 #1(211)과 통신 노드(220) 간의 통신은 NR-Uu 인터페이스 또는 6G-Uu 인터페이스를 사용하여 수행될 수 있다. DC가 지원되는 경우, 통신 노드(220)는 위성 #1(211)뿐만 아니라 다른 기지국(예를 들어, 4G 기능, 5G 기능, 및/또는 6G 기능을 지원하는 기지국)과 연결될 수 있고, 4G 규격, 5G 규격, 및/또는 6G 규격에 정의된 기술에 기초하여 DC 동작을 수행할 수 있다.
게이트웨이(230)는 지상에 위치할 수 있으며, 위성 #1(211)과 게이트웨이(230) 간에 피더 링크가 설정될 수 있고, 위성 #2(212)와 게이트웨이(230) 간에 피더 링크가 설정될 수 있다. 피더 링크는 무선 링크일 수 있다. 위성 #1(211)과 위성 #2(212) 간에 ISL이 설정되지 않은 경우, 위성 #1(211)과 게이트웨이(230) 간의 피더 링크는 의무적으로(mandatory) 설정될 수 있다. 위성 #1(211) 및 위성 #2(212) 각각과 게이트웨이(230) 간의 통신은 NR-Uu 인터페이스, 6G-Uu 인터페이스, 또는 SRI에 기초하여 수행될 수 있다. 게이트웨이(230)는 데이터 네트워크(240)와 연결될 수 있다.
아래 도 2b 및 도 2c의 실시예와 같이, 게이트웨이(230)와 데이터 네트워크(240)의 사이에 "코어 네트워크"가 존재할 수 있다.
도 2b는 비-지상 네트워크의 제4 실시예를 도시한 개념도이고, 도 2c는 비-지상 네트워크의 제5 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2b 및 도 2c를 참조하면, 게이트웨이는 코어 네트워크와 연결될 수 있고, 코어 네트워크는 데이터 네트워크와 연결될 수 있다. 코어 네트워크는 4G 통신 기술, 5G 통신 기술, 및/또는 6G 통신 기술을 지원할 수 있다. 예를 들어, 코어 네트워크는 AMF, UPF, SMF 등을 포함할 수 있다. 게이트웨이와 코어 네트워크 간의 통신은 NG-C/U 인터페이스 또는 6G-C/U 인터페이스에 기초하여 수행될 수 있다. 기지국의 기능은 위성에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국은 위성에 위치할 수 있다. 페이로드는 위성에 위치한 기지국에 의해 처리될 수 있다. 서로 다른 위성들에 위치한 기지국은 동일한 코어 네트워크에 연결될 수 있다. 하나의 위성은 하나 이상의 기지국들을 가질 수 있다. 도 2b의 비-지상 네트워크에서 위성들 간의 ISL은 설정되지 않을 수 있고, 도 2c의 비-지상 네트워크에서 위성들 간의 ISL은 설정될 수 있다.
한편, 도 1a, 도 1b, 도 2a, 도 2b, 및/또는 도 2c에 도시된 비-지상 네트워크를 구성하는 엔터티들(예를 들어, 위성, 기지국, UE, 통신 노드, 게이트웨이 등)은 다음과 같이 구성될 수 있다. 본 개시에서 엔터티는 통신 노드로 지칭될 수 있다.
도 3은 비-지상 네트워크를 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 통신 노드(300)는 적어도 하나의 프로세서(310), 메모리(320) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(330)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(300)는 입력 인터페이스 장치(340), 출력 인터페이스 장치(350), 저장 장치(360) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(300)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(370)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
다만, 통신 노드(300)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(370)가 아니라, 프로세서(310)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(310)는 메모리(320), 송수신 장치(330), 입력 인터페이스 장치(340), 출력 인터페이스 장치(350), 또는 저장 장치(360) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.
프로세서(310)는 메모리(320) 또는 저장 장치(360) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(310)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(320) 및 저장 장치(360) 각각은 휘발성 저장 매체 또는 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(320)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
한편, 통신 네트워크(예를 들어, 비-지상 네트워크)에서 통신을 수행하는 통신 노드들은 다음과 같이 구성될 수 있다. 도 4에 도시된 통신 노드는 도 3에 도시된 통신 노드에 대한 구체적인 실시예일 수 있다.
도 4는 통신을 수행하는 통신 노드들의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 제1 통신 노드(400a) 및 제2 통신 노드(400b) 각각은 기지국 또는 UE일 수 있다. 제1 통신 노드(400a)는 제2 통신 노드(400b)에 신호를 전송할 수 있다. 제1 통신 노드(400a)에 포함된 송신 프로세서(411)는 데이터 소스(410)로부터 데이터(예를 들어, 데이터 유닛)을 수신할 수 있다. 송신 프로세서(411)는 제어기(416)로부터 제어 정보를 수신할 수 있다. 제어 정보는 시스템 정보, RRC 설정 정보(예를 들어, RRC 시그널링에 의해 설정되는 정보), MAC 제어 정보(예를 들어, MAC CE), 또는 PHY 제어 정보(예를 들어, DCI, SCI) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
송신 프로세서(411)는 데이터에 대한 처리 동작(예를 들어, 인코딩 동작, 심볼 매핑 동작 등)을 수행하여 데이터 심볼(들)을 생성할 수 있다. 송신 프로세서(411)는 제어 정보에 대한 처리 동작(예를 들어, 인코딩 동작, 심볼 매핑 동작 등)을 수행하여 제어 심볼(들)을 생성할 수 있다. 또한, 송신 프로세서(411)는 동기 신호 및/또는 참조 신호에 대한 동기/참조 심볼(들)을 생성할 수 있다.
Tx MIMO 프로세서(412)는 데이터 심볼(들), 제어 심볼(들), 및/또는 동기/참조 심볼(들)에 대한 공간 처리 동작(예를 들어, 프리코딩(precoding) 동작)을 수행할 수 있다. Tx MIMO 프로세서(412)의 출력(예를 들어, 심볼 스트림)은 트랜시버들(413a 내지 413t)에 포함된 변조기(MOD)들에 제공될 수 있다. 변조기(MOD)는 심볼 스트림에 대한 처리 동작을 수행하여 변조 심볼들을 생성할 수 있고, 변조 심볼들에 대한 추가 처리 동작(예를 들어, 아날로그 변환 동작, 증폭 동작, 필터링 동작, 상향 변환 동작)을 수행하여 신호를 생성할 수 있다. 트랜시버들(413a 내지 413t)의 변조기(MOD)들에 의해 생성된 신호들은 안테나들(414a 내지 414t)을 통해 전송될 수 있다.
제1 통신 노드(400a)가 전송한 신호들은 제2 통신 노드(400b)의 안테나들(464a 내지 464r)에서 수신될 수 있다. 안테나들(464a 내지 464r)에서 수신된 신호들은 트랜시버들(463a 내지 463r)에 포함된 복조기(DEMOD)들에 제공될 수 있다. 복조기(DEMOD)는 신호에 대한 처리 동작(예를 들어, 필터링 동작, 증폭 동작, 하향 변환 동작, 디지털 변환 동작)을 수행하여 샘플들을 획득할 수 있다. 복조기(DEMOD)는 샘플들에 대한 추가 처리 동작을 수행하여 심볼들을 획득할 수 있다. MIMO 검출기(462)는 심볼들에 대한 MIMO 검출 동작을 수행할 수 있다. 수신 프로세서(461)는 심볼들에 대한 처리 동작(예를 들어, 디인터리빙 동작, 디코딩 동작)을 수행할 수 있다. 수신 프로세서(461)의 출력은 데이터 싱크(460) 및 제어기(466)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 데이터는 데이터 싱크(460)에 제공될 수 있고, 제어 정보는 제어기(466)에 제공될 수 있다.
한편, 제2 통신 노드(400b)는 제1 통신 노드(400a)에 신호를 전송할 수 있다. 제2 통신 노드(400b)에 포함된 송신 프로세서(468)는 데이터 소스(467)로부터 데이터(예를 들어, 데이터 유닛)을 수신할 수 있고, 데이터에 대한 처리 동작을 수행하여 데이터 심볼(들)을 생성할 수 있다. 송신 프로세서(468)는 제어기(466)로부터 제어 정보를 수신할 수 있고, 제어 정보에 대한 처리 동작을 수행하여 제어 심볼(들)을 생성할 수 있다. 또한, 송신 프로세서(468)는 참조 신호에 대한 처리 동작을 수행하여 참조 심볼(들)을 생성할 수 있다.
Tx MIMO 프로세서(469)는 데이터 심볼(들), 제어 심볼(들), 및/또는 참조 심볼(들)에 대한 공간 처리 동작(예를 들어, 프리코딩 동작)을 수행할 수 있다. Tx MIMO 프로세서(469)의 출력(예를 들어, 심볼 스트림)은 트랜시버들(463a 내지 463t)에 포함된 변조기(MOD)들에 제공될 수 있다. 변조기(MOD)는 심볼 스트림에 대한 처리 동작을 수행하여 변조 심볼들을 생성할 수 있고, 변조 심볼들에 대한 추가 처리 동작(예를 들어, 아날로그 변환 동작, 증폭 동작, 필터링 동작, 상향 변환 동작)을 수행하여 신호를 생성할 수 있다. 트랜시버들(463a 내지 463t)의 변조기(MOD)들에 의해 생성된 신호들은 안테나들(464a 내지 464t)을 통해 전송될 수 있다.
제2 통신 노드(400b)가 전송한 신호들은 제1 통신 노드(400a)의 안테나들(414a 내지 414r)에서 수신될 수 있다. 안테나들(414a 내지 414r)에서 수신된 신호들은 트랜시버들(413a 내지 413r)에 포함된 복조기(DEMOD)들에 제공될 수 있다. 복조기(DEMOD)는 신호에 대한 처리 동작(예를 들어, 필터링 동작, 증폭 동작, 하향 변환 동작, 디지털 변환 동작)을 수행하여 샘플들을 획득할 수 있다. 복조기(DEMOD)는 샘플들에 대한 추가 처리 동작을 수행하여 심볼들을 획득할 수 있다. MIMO 검출기(420)는 심볼들에 대한 MIMO 검출 동작을 수행할 수 있다. 수신 프로세서(419)는 심볼들에 대한 처리 동작(예를 들어, 디인터리빙 동작, 디코딩 동작)을 수행할 수 있다. 수신 프로세서(419)의 출력은 데이터 싱크(418) 및 제어기(416)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 데이터는 데이터 싱크(418)에 제공될 수 있고, 제어 정보는 제어기(416)에 제공될 수 있다.
메모리들(415 및 465)은 데이터, 제어 정보, 및/또는 프로그램 코드를 저장할 수 있다. 스케줄러(417)는 통신을 위한 스케줄링 동작을 수행할 수 있다. 도 4에 도시된 프로세서(411, 412, 419, 461, 468, 469) 및 제어기(416, 466)는 도 3에 도시된 프로세서(310)일 수 있고, 본 개시에서 설명되는 방법들을 수행하기 위해 사용될 수 있다.
도 5a는 송신 경로의 제1 실시예를 도시한 블록도이고, 도 5b는 수신 경로의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 송신 경로(510)는 신호를 전송하는 통신 노드에서 구현될 수 있고, 수신 경로(520)는 신호를 수신하는 통신 노드에서 구현될 수 있다. 송신 경로(510)는 채널 코딩 및 변조 블록(511), S-to-P(serial-to-parallel) 블록(512), N IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 블록(513), P-to-S(parallel-to-serial) 블록(514), 및 CP(cyclic prefix) 추가 블록(515), 및 UC(up-converter)(UC)(516)를 포함할 수 있다. 수신 경로(520)는 DC(down-converter)(521), CP 제거 블록(522), S-to-P 블록(523), N FFT 블록(524), P-to-S 블록(525), 및 채널 디코딩 및 복조 블록(526)을 포함할 수 있다. 여기서, N은 자연수일 수 있다.
송신 경로(510)에서 정보 비트들은 채널 코딩 및 변조 블록(511)에 입력될 수 있다. 채널 코딩 및 변조 블록(511)은 정보 비트들에 대한 코딩 동작(예를 들어, LDPC(low-density parity check)(LDPC) 코딩 동작, 폴라(polar) 코딩 동작 등) 및 변조 동작(예를 들어, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 등)을 수행할 수 있다. 채널 코딩 및 변조 블록(511)의 출력은 변조 심볼들의 시퀀스일 수 있다.
S-to-P 블록(512)은 N개의 병렬 심볼 스트림들을 생성하기 위하여 주파수 도메인의 변조 심볼들을 병렬 심볼 스트림들로 변환할 수 있다. N은 IFFT 크기 또는 FFT 크기일 수 있다. N IFFT 블록(513)은 N개의 병렬 심볼 스트림들에 대한 IFFT 동작을 수행하여 시간 도메인의 신호들을 생성할 수 있다. P-to-S 블록(514)은 직렬 신호를 생성하기 위하여 N IFFT 블록(513)의 출력(예를 들어, 병렬 신호들)을 직렬 신호로 변환할 수 있다.
CP 추가 블록(515)은 CP를 신호에 삽입할 수 있다. UC(516)는 CP 추가 블록(515)의 출력의 주파수를 RF(radio frequency) 주파수로 상향 변환할 수 있다. 또한, CP 추가 블록(515)의 출력은 상향 변환 전에 기저 대역에서 필터링 될 수 있다.
송신 경로(510)에서 전송된 신호는 수신 경로(520)에 입력될 수 있다. 수신 경로(520)에서 동작은 송신 경로(510)에서 동작의 역 동작일 수 있다. DC(521)는 수신된 신호의 주파수를 기저 대역의 주파수로 하향 변환할 수 있다. CP 제거 블록(522)은 신호에서 CP를 제거할 수 있다. CP 제거 블록(522)의 출력은 직렬 신호일 수 있다. S-to-P 블록(523)은 직렬 신호를 병렬 신호들로 변환할 수 있다. N FFT 블록(524)은 FFT 알고리즘을 수행하여 N개의 병렬 신호들을 생성할 수 있다. P-to-S 블록(525)은 병렬 신호들을 변조 심볼들의 시퀀스로 변환할 수 있다. 채널 디코딩 및 복조 블록(526)은 변조 심볼들에 대한 복조 동작을 수행할 수 있고, 복조 동작의 결과에 대한 디코딩 동작을 수행하여 데이터를 복원할 수 있다.
도 5a 및 도 5b에서 FFT 및 IFFT 대신에 DFT(Discrete Fourier Transform) 및 IDFT(Inverse DFT)는 사용될 수 있다. 도 5a 및 도 5b에서 블록들(예를 들어, 컴포넌트) 각각은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 펌웨어 중에서 적어도 하나에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 5a 및 도 5b에서 일부 블록들은 소프트웨어에 의해 구현될 수 있고, 나머지 블록들은 하드웨어 또는 "하드웨어와 소프트웨어의 조합"에 의해 구현될 수 있다. 도 5a 및 도 5b에서, 하나의 블록은 복수의 블록들로 세분화될 수 있고, 복수의 블록들은 하나의 블록으로 통합될 수 있고, 일부 블록은 생략될 수 있고, 다른 기능을 지원하는 블록은 추가될 수 있다.
한편, NTN 참조 시나리오들은 아래 표 1과 같이 정의될 수 있다.
도 1에 도시된 NTN 도 2에 도시된 NTN
GEO 시나리오 A 시나리오 B
LEO
(조정 가능한 빔)		 시나리오 C1 시나리오 D1
LEO(위성과 함께 이동하는 빔) 시나리오 C2 시나리오 D2
도 1a 및/또는 도 1b에 도시된 비-지상 네트워크에서 위성(110)이 GEO 위성(예를 들어, 트랜스패런트 기능을 지원하는 GEO 위성)인 경우, 이는 "시나리오 A"로 지칭될 수 있다. 도 2a, 도 2b, 및/또는 도 2c에 도시된 비-지상 네트워크에서 위성 #1(211) 및 위성 #2(212) 각각이 GEO 위성인(예를 들어, 재생성 기능을 지원하는 GEO)경우, 이는 "시나리오 B"로 지칭될 수 있다.
도 1a 및/또는 도 1b에 도시된 비-지상 네트워크에서 위성(110)이 조정 가능한(steerable) 빔들을 가지는 LEO 위성인 경우, 이는 "시나리오 C1"로 지칭될 수 있다. 도 1a 및/또는 도 1b에 도시된 비-지상 네트워크에서 위성(110)이 위성과 함께 이동하는 빔들(beams move with satellite)을 가지는 LEO 위성인 경우, 이는 "시나리오 C2"로 지칭될 수 있다. 도 2a, 도 2b, 및/또는 도 2c에 도시된 비-지상 네트워크에서 위성 #1(211) 및 위성 #2(212) 각각이 조정 가능한 빔들을 가지는 LEO 위성인 경우, 이는 "시나리오 D1"로 지칭될 수 있다. 도 2a, 도 2b, 및/또는 도 2c에 도시된 비-지상 네트워크에서 위성 #1(211) 및 위성 #2(212) 각각이 위성과 함께 이동하는 빔들을 가지는 LEO 위성인 경우, 이는 "시나리오 D2"로 지칭될 수 있다.
표 1에 정의된 NTN 참조 시나리오들을 위한 파라미터들은 아래 표 2와 같이 정의될 수 있다.
시나리오 A 및 B 시나리오 C 및 D
고도 35,786km 600km
1,200km
스펙트럼 (서비스 링크) < 6GHz (e.g., 2GHz)
> 6GHz (e.g., DL 20GHz, UL 30GHz)
최대 채널 대역폭 캐퍼빌러티(서비스 링크) 30MHz for band < 6GHz
1GHz for band > 6GHz
최소 고각(elevation angle)
에서 위성과 통신 노드(e.g., UE) 간의 최대 거리		 40,581km 1,932km (600km 고도)
3,131km (1,200km 고도)
최대 RTD(round trip delay)(오직 전파 지연) 시나리오 A: 541.46ms (서비스 및 피더 링크들)

시나리오 B: 270.73ms (오직 서비스 링크)		 시나리오 C: (트랜스패런트 페이로드: 서비스 및 피더 링크들)
- 25.77ms (600km 고도)
- 41.77ms (1200km 고도)

시나리오 D: (재생성 페이로드: 오직 서비스 링크)
- 12.89ms (600km 고도)
- 20.89ms (1200km 고도)
하나의 셀 내에서최대 차이(differential) 지연 10.3m 3.12ms (600km 고도)
3.18ms (1200km 고도)
서비스 링크 NR 또는 6G
피더 링크 3GPP 또는 비(non)-3GPP에서 정의된 무선 인터페이스
또한, 표 1에 정의된 NTN 참조 시나리오에서 지연 제약(delay constraint)은 아래 표 3과 같이 정의될 수 있다.
시나리오 A 시나리오 B 시나리오 C1-2 시나리오 D1-2
위성 고도 35,786km 600km
기지국과 UE 간의 무선 인터페이스에서 최대 RTD 541.75ms
(최악의
케이스)		 270.57ms 28.41ms 12.88ms
기지국과 UE 간의 무선 인터페이스에서 최소 RTD 477.14ms 238.57ms 8ms 4ms
도 6a는 트랜스패런트 페이로드 기반의 비-지상 네트워크에서 사용자 평면(user plane)의 프로토콜 스택(protocol stack)의 제1 실시예를 도시한 개념도이고, 도 6b는 트랜스패런트 페이로드 기반의 비-지상 네트워크에서 제어 평면의 프로토콜 스택의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 사용자 데이터는 UE와 코어 네트워크(예를 들어, UPF) 간에 송수신될 수 있고, 제어 데이터(예를 들어, 제어 정보)는 UE와 코어 네트워크(예를 들어, AMF) 간에 송수신될 수 있다. 사용자 데이터 및 제어 데이터 각각은 위성 및/또는 게이트웨이를 통해 송수신될 수 있다. 도 6a에 도시된 사용자 평면의 프로토콜 스택은 6G 통신 네트워크에 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다. 도 6b에 도시된 제어 평면의 프로토콜 스택은 6G 통신 네트워크에 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.
도 7a는 재생성 페이로드 기반의 비-지상 네트워크에서 사용자 평면의 프로토콜 스택의 제1 실시예를 도시한 개념도이고, 도 7b는 재생성 페이로드 기반의 비-지상 네트워크에서 제어 평면의 프로토콜 스택의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 사용자 데이터 및 제어 데이터(예를 들어, 제어 정보) 각각은 UE와 위성(예를 들어, 기지국) 간의 인터페이스를 통해 송수신될 수 있다. 사용자 데이터는 사용자 PDU(protocol data unit)를 의미할 수 있다. SRI(satellite radio interface)의 프로토콜 스택은 위성과 게이트웨이 간에 사용자 데이터 및/또는 제어 데이터를 송수신하기 위해 사용될 수 있다. 사용자 데이터는 위성과 코어 네트워크 간의 GTP(GPRS(general packet radio service) tunneling protocol)-U 터널을 통해 송수신될 수 있다.
한편, 비-지상 네트워크에서 기지국은 NTN 접속을 위한 위성 지원 정보(satellite assistance information)을 포함하는 시스템 정보(예를 들어, SIB19)를 전송할 수 있다. UE는 기지국으로부터 시스템 정보(예를 들어, SIB19)를 수신할 수 있고, 시스템 정보에 포함된 위성 지원 정보를 확인할 수 있고, 위성 지원 정보에 기초하여 통신(예를 들어, 비-지상 통신)을 수행할 수 있다. SIB19는 아래 표 4에 정의된 정보 요소(들)을 포함할 수 있다.
SIB19-r17 ::= SEQUENCE {
ntn-Config-r17 NTN-Config-r17
t-Service-r17 INTEGER(0..549755813887)
referenceLocation-r17 ReferenceLocation-r17
distanceThresh-r17 INTEGER(0..65525)
ntn-NeighCellConfigList-r17 NTN-NeighCellConfigList-r17
lateNonCriticalExtension OCTET STRING
...,
[[
ntn-NeighCellConfigListExt-v1720 NTN-NeighCellConfigList-r17
]]
}

NTN-NeighCellConfigList-r17 ::= SEQUENCE (SIZE(1..maxCellNTN-r17)) OF NTN-NeighCellConfig-r17

NTN-NeighCellConfig-r17 ::= SEQUENCE {
ntn-Config-r17 NTN-Config-r17
carrierFreq-r17 ARFCN-ValueNR
physCellId-r17 PhysCellId
}
표 4에 정의된 NTN-Config는 아래 표 5에 정의된 정보 요소(들)을 포함할 수 있다.
NTN-Config-r17 ::= SEQUENCE {
epochTime-r17 EpochTime-r17
ntn-UlSyncValidityDuration-r17 ENUMERATED{ s5, s10, s15, s20, s25, s30, s35, s40, s45, s50, s55, s60, s120, s180, s240, s900}
cellSpecificKoffset-r17 INTEGER(1..1023)
kmac-r17 INTEGER(1..512)
ta-Info-r17 TA-Info-r17
ntn-PolarizationDL-r17 ENUMERATED {rhcp,lhcp,linear}
ntn-PolarizationUL-r17 ENUMERATED {rhcp,lhcp,linear}
ephemerisInfo-r17 EphemerisInfo-r17
ta-Report-r17 ENUMERATED {enabled}
...
}

EpochTime-r17 ::= SEQUENCE {
sfn-r17 INTEGER(0..1023),
subFrameNR-r17 INTEGER(0..9)
}

TA-Info-r17 ::= SEQUENCE {
ta-Common-r17 INTEGER(0..66485757),
ta-CommonDrift-r17 INTEGER(-257303..257303)
ta-CommonDriftVariant-r17 INTEGER(0..28949)
}
표 5에 정의된 EphemerisInfo는 아래 표 6에 정의된 정보 요소(들)을 포함할 수 있다.
EphemerisInfo-r17 ::= CHOICE {
positionVelocity-r17 PositionVelocity-r17,
orbital-r17 Orbital-r17
}

PositionVelocity-r17 ::= SEQUENCE {
positionX-r17 PositionStateVector-r17,
positionY-r17 PositionStateVector-r17,
positionZ-r17 PositionStateVector-r17,
velocityVX-r17 VelocityStateVector-r17,
velocityVY-r17 VelocityStateVector-r17,
velocityVZ-r17 VelocityStateVector-r17
}

Orbital-r17 ::= SEQUENCE {
semiMajorAxis-r17 INTEGER (0..8589934591),
eccentricity-r17 INTEGER (0..1048575),
periapsis-r17 INTEGER (0..268435455),
longitude-r17 INTEGER (0..268435455),
inclination-r17 INTEGER (-67108864..67108863),
meanAnomaly-r17 INTEGER (0..268435455)
}

PositionStateVector-r17 ::= INTEGER (-33554432..33554431)

VelocityStateVector-r17 ::= INTEGER (-131072..131071)
한편, 2022sus 5월 3GPP의 RAN1 109-e 회의에서 다이버시티 기반 커버리지 향상(Diversity based coverage enhancement)이 제안되었다. 위 제안에서는 아래의 사항들에 대해 언급되었다.
● 주파수 호핑은 레거시 NR 릴리스에서 이미 지원되며, NR NTN에 주파수 영역 다양성을 제공하는 데 계속 사용할 수 있다. NTN의 특정한 특성과 관련하여 이전 논의에서 다른 위성이나 다른 캐리어를 활용하는 다이버시티가 언급되었다. 그러나 시나리오는 약간 복잡하며 제한된 TU를 고려하면 R-18에서 이러한 종류의 다양성을 연구하는 것을 선호하지 않는다.
● 편파 기반 다양성도 고려할 수 있다. 초기 접속 절차와 RRC 연결 상태에서의 데이터 전송 모두에 대해 편파(Polarization)를 지원할 수 있다. 초기 접속 절차에서는 편파 모드가 다른 SSB를 사용할 수 있다. RRC 연결 상태에서는 다양성 이득을 달성하기 위해 적어도 서로 다른 시간 영역 자원에 대해 서로 다른 편파 모드를 사용할 수 있습니다.
다음으로 지상 네트워크(terrestrial network; TN)에서 다중(multi) 송수신 점(transmission and reception point, TRP)에서 신호 전송 방법에 대해 살펴보기로 한다.
TN에서 다중-TRP는 기지국이 한 개 이상의 TRP를 이용해서 단말과 통신하도록 하는 기술이다. 이때 TRP는 셀(cell), 원격 라디오 헤드(remote radio head), 릴레이 노드(relay node) 등이 될 수 있다. 3GPP에서는 다음의 세 가지 운용 방안이 고려되고 있다.
도 8a 내지 도 8c는 TRP의 3가지 운용 방안들을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8a를 참조하면, 제1 TRP(811)와 제2 TRP(812) 및 사용자 장비(user equipment, UE)(821)를 예시하고 있다. 제1 TRP(811)와 제2 TRP(812)는 각각 UE로 물리적 다운링크 공유 채널(physical downlink shared channel, PDSCH)들(831, 832)를 UE(821)로 전송할 수 있다. 이때, PDSCH에 대한 제어 정보를 전송하는 물리적 다운링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH)(841)은 특정한 하나의 TRP에서만 전송될 수 있다. 도 8a의 예시에서는 제1 TRP(811)가 UE(821)에게 PDCCH를 전송하는 경우를 예시하였다. 또한 PDCCH는 잘 알려진 바와 같이 다운링크 제어 정보(downlink control information, DCI)가 전송될 수 있다.
도 8a의 경우 제1 TRP(811)과의 무선 링크에 문제가 있어 PDCCH 수신이 실패하면 제2 TRP(812)를 통한 통신에도 영향을 미치게 된다.
도 8b에서도 도 8a와 동일하게 제1 TRP(811)와 제2 TRP(812) 및 사용자 장비(user equipment, UE)(821)를 예시하고 있다. 제1 TRP(811)는 UE(821)로 PDCCH(841)를 통해 DCI를 전송할 수 있으며, PDSCH(831)을 통해 DCI에 기초한 데이터를 UE(821)로 전송할 수 있다. 제2 TRP(812) 또한 PDCCH(841)를 통해 DCI를 UE(821)로 전송할 수 있으며, PDSCH(831)을 통해 DCI에 기초한 데이터를 UE(821)로 전송할 수 있다.
도 8b는 TRP들(811, 812) 각각이 PDSCH(831, 832)와 PDCCH(841, 842)를 각각 UE(821)에게 전송하는 경우가 될 수 있다. 따라서 도 8b의 경우는 TRP들 중 하나와의 무선 링크에 문제가 있어도 다른 TRP를 통한 통신은 그대로 유지될 수 있다.
도 8c에서도 도 8a와 동일하게 제1 TRP(811)와 제2 TRP(812) 및 사용자 장비(user equipment, UE)(821)를 예시하고 있다. 도 8c의 경우는 제1 TRP(811)와 제2 TRP(812)가 다운링크(downlink, DL) 및 업링크(uplink, UL) 신호를 공동(jointly)으로 처리하는 경우가 될 수 있다. 도 8c에 예시한 경우는 3GPP에서 정의한 협력적 다중 포인트(coordinate multi-point, CoMP)와 유사한 시나리오가 될 수 있다.
도 8c에서는 제1 TRP(811)와 제2 TRP(812)가 UE(821)에게 PDSCH들(831, 832)을 이용하여 협력 전송하는 경우를 예시하고 있다.
도 8a 내지 도 8c에 예시한 바와 같이 송 방식을 사용하는 TN에서는 복수의 링크를 통해 데이터 송수신이 이루어질 수 있다. 이때, 다른 위치의 TRP들과 단말 간의 거리가 다르지만, 빛의 속도를 갖는 전파 속도와 일반적인 TN 셀 구축에서 TRP와 단말 간의 절대적인 거리 값이 수 km 이내라는 점을 고려하면, 전송 지연의 차이는 OFDM 심볼 길이에 비해 상당히 작다. 따라서 복수의 TRP로부터의 신호가 단말에 거의 동시에 수신될 수 있다.
도 8a 및 도 8b의 경우에 UE(821)는 두 개의 수신 모듈을 이용하여 양쪽으로부터의 신호를 각각 수신하고, 다이버시티 신호 처리를 수행할 수 있다. 도 8c의 경우에는 UE(821)는 단일 수신기 모듈을 이용하여 CoMP와 같은 방식의 신호 처리가 가능하다.
다음으로 TN에서 위치 참조 신호(Positioning Reference Signal, PRS)에 대해 살펴보기로 한다.
TN에서 포지셔닝(Positioning) 용도로 PRS가 정의되어 있다. RRC 아이들/인액티브(idle/inactive) 상태에서 UE는 랜덤 액세스 메시지 1 또는 메시지 3을 이용한 온-디멘드(on-demand) 시스템 정보 요청을 통해 포지셔닝 시스템 정보 블록을 요청할 수 있다. 또한 RRC 연결된 모드(onnected mode)에서는 온-디멘드 연결된 모드(on-demand connected mode)를 이용해서 포지셔닝 시스템 정보 블록을 요청할 수 있다.
도 9a는 3GPP TN에서 DL-PRS의 패턴으로, 3개의 TRP를 가진 comb-6 패턴의 개념도이고, 도 9b는 3GPP TN에서 UL-PRS의 패턴으로, comb-4 패턴의 개념도이다.
도 9a는 하향링크에서는 DL-PRS의 한 예가 될 수 있으며, 도 9b는 상향링크에서 UL-SRS의 한 예가 될 수 있다. PRS 측정을 통해 알 수 있는 정보는 다음과 같다.
- 각 빔마다 UE에서 DL PRS 수신 신호 시간 차이(Received Signal Time Difference, RSTD)
- UE의 수신-송신 사간 차이(UE Rx-Tx time difference)
- 다중 셀 왕복 시간(multi-cell round trip time, multi-RTT)
- 다운링크-출발 각도(downlink-angle of departure, DL-AoD)
- 업링크-도착 각도(uplink-angle of arrival, UL-AoA)
다음으로 메가 성상(Mega-constellation)을 가지는 저궤도 위성 시스템에 대해 살펴보기로 한다.
대표적인 저궤도 위성 시스템으로 스타링크(Starlink)와 원웹(OneWeb)이 있다. 두 시스템은 수 백에서 수 천개의 위성을 이용하여 전 지구적인 서비스 제공을 하고 있거나 또는 제공할 예정이다. 원웹(OneWeb) 시스템은 현재 720개, 최종적으로 900개의 위성으로 구성되어 있으며, 1,200km 고도를 갖는다. 18개의 극궤도와 궤도당 40개의 위성을 가진다. 원웹은 전세계적으로 50~70개의 게이트웨이 사이트(gateway site)를 구축할 계획이며, 이는 대략 500개 이상의 게이트웨이 안테나(gateway antenna)를 포함한다. 따라서, 하나의 게이트웨이 사이트는 최대 10개의 2.4 미터 안테나를 가지고 있다.
스페이스 X(SpaceX)에 의해 운영되는 스타링크는 2020년 3월 362개의 위성을 궤도에 올렸으며, 최종적으로는 12,000개의 위성을 계획하고 있다. 스타링크는 세 개의 궤도 고도를 가지며, 각각의 고도와 고도에 대응한 위성 개수는 아래와 같다.
(1) 550km 고도에 1,600개 위성
(2) 1,150km 고도와 Ku, Ka 밴드에 2,800개 위성
(3) 340 km 고도와 V 대역에 7,500개 위성
이렇게 많은 위성들을 운용하면서 600Mbps 이상의 광대역 데이터 전송을 제공하기 위해서는 수백 개의 지상국과 3,500 여개의 게이트웨이 안테나가 요구된다.
도 10a는 스타링크의 성상(constellation)을 예시한 도면이고, 도 10b는 원웹 시스템의 알래스카 게이트웨이 안테나(Alaska gateway antenna)가 구축된 전경을 예시한 도면이다.
도 10a와 같은 스타링크의 경우 또는 도 10b와 관련하여 설명한 원웹 시스템에서 특정 서비스 지역을 복수의 위성을 이용하여 서비스할 경우 다이버시티 효과를 얻을 수 있으며, 하나의 gateway는 복수의 위성과 연결을 설정하여 운영될 수 있다.
NTN에서는 위성과 단말(예를 들어, UE) 간의 긴 거리, 고속 이동에 따른 큰 도플러 천이 등에 의해 링크 품질이 열악하므로, 이를 극복하기 위한 커버리지 향상 (CovEnh)에 관한 연구가 3GPP의 Rel-17부터 활발히 논의되고 있다. 단일 위성을 이용한 송수신만으로는 성능 향상에 한계가 있으며 특히, 앙각이 낮은 경우나 높은 건물이 많은 도심/부도심 지역에서는 이러한 한계가 더욱 두드러지게 나타난다. 스타링크, 원웹 같은 저궤도 위성 시스템은 수백에서 수천 개의 위성을 이용한 전 지구적인 서비스를 제공하거나 또는 제공할 계획을 가지고 있다. 이러한 경우 특정 서비스 지역은 복수의 위성에 의해 서비스될 수 있다. 따라서 복수의 위성 송수신을 통한 다이버시티 기법의 실현 가능성이 높다. 하지만, 다른 위성을 통한 링크 간의 지연 차, 도플러 천이 값의 차이로 인해 기존 TN에서 개발된 다중 TRP 전송 기법을 그대로 NTN 환경의 위성 다이버시티에 적용하는 것은 어려울 것으로 판단된다.
휴대용(Handheld) 단말(예를 들어 UE)과 같이 낮은 안테나 이득을 가지는 안테나를 사용하는 단말을 지원하거나 낮은 링크 버짓(link budget)을 가지는 경우 성능 향상 방안으로 복수 위성을 이용한 다이버시티 전송 기법이 필요하다. 특히 NTN 환경에서는 다른 위성을 통하는 복수의 링크마다 겪은 전송 지연과 도플러 천이 값은 큰 차이를 가질 수 있다.
이러한 전송 지연과 도플러 천이 값은 큰 차이로 인해 TN에서 개발된 다중 TRP 전송 기법을 그대로 적용하기 어렵다. 따라서 NTN 환경에서 위성 다이버시티 전송을 위해서는 NTN 환경을 고려한 새로운 위성 다이버시티 전송 기법의 개발이 필요하다. 특히, 단말 복잡도를 고려하면 복수의 링크로부터 수신되는 신호가 적절한 시간 구간 내 수신되도록 타이밍 제어되어야 한다. 또한 다이버시티에 관여된 위성은 상이한 도플러 천이 값을 갖게 됨에 따라 링크 별로 도플러 천이 사전 보상이 이루어져야 한다.
도 11은 NTN 환경에서 2개의 트랜스패런트 위성을 이용한 다이버시티 신호 전송을 위한 개념도이다.
도 11을 참조하면, UE(1101), 제1 위성(1111), 제2 위성(1112) 및 게이트웨이(1131)를 포함할 수 있다. 여기서 게이트웨이(1131)는 기지국(도 11에 미도시)과 직접 연결되거나 또는 기지국과 하나의 시스템으로 구성되거나 또는 다른 네트워크를 통해 기지국과 연결될 수 있다. 이하에서 설명되는 본 개시에서 게이트웨이(1131)의 동작은 기지국의 동작으로 대체될 수 있다. 다시 말해, 게이트웨이(1131)는 위성들(1111, 1112)과 연결되기 위한 하나의 장치이며, 실제 위성들(1111, 1112)로 신호의 전송 및 수신의 제어는 기지국에서 수행될 수 있다. 다만, 이하의 설명에서 TN의 기지국과 게이트웨이(1131)에 연결되는 기지국을 구분하기 위해 도 11에서는 게이트웨이(1131)로 설명할 것이며, 일반적으로 이동통신 네트워크를 구성하는 TN의 기지국은 "TN의 기지국"으로 설명할 것이다.
UE(1101)는 TN의 기지국으로부터 신호를 수신할 수도 있고, TNT의 적어도 하나의 위성으로부터 신호를 수신할 수도 있다. 또한 UE(1101)는 TN의 기지국으로 신호를 송신할 수도 있으며, TNT의 적어도 하나의 위성으로 신호를 수신할 수도 있다. 본 개시에서는 NTN 환경에 대해 설명하므로, UE(1101)가 TN과 통신하는 경우에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.
앞서 설명한 바와 같이 제1 위성(1111)은 지상에 위치한 게이트웨이(1131)와 피더 링크(1141)를 가질 수 있으며, 제2 위성(1111) 또한 지상에 위치한 게이트웨이(1131)와 피더 링크(11420를 가질 수 있다.
제1 위성(1111)과 제2 위성(1112)은 지상의 특정 영역(1120)에 중첩하여 신호를 송신할 수 있는 위성들이 될 수 있다. 다시 말해, 도 11에 예시한 다중 NTN 통신 영역(1120)은 제1 위성(1111)과 통신이 가능하면서 동시에 제2 위성(1112)와 통신이 가능한 영역일 수 있다. 이하의 설명에서 둘 이상의 위성으로부터 신호를 수신할 수 있는 영역을 "다중 NTN 통신 영역"으로 설명하기로 한다.
도 11의 예시에서 지상에 위치한 UE(1101)는 다중 NTN 통신 영역(1120)에 위치한 경우를 예시하였다. 따라서 다중 NTN 통신 영역(1120)에 위치한 UE(1101)는 제1 위성(1111)과 UE(1101) 간의 서비스 링크(1151)를 통해 제1 위성(1111)과 신호를 송/수신할 수 있다. 그리고 다중 NTN 통신 영역(1120)에 위치한 UE(1101)는 제2 위성(1112)과 UE(1101) 간의 서비스 링크(1152)를 통해 제2 위성(1112)과 신호를 송/수신할 수 있다. 여기서 신호는 데이터, 제어 정보, 참조 신호 등을 포함할 수 있다.
도 11에서 제1 위성(1111)과 제2 위성(1112)는 트렌스패런트(Transparent) 위성을 고려한 위성 다이버시티 송수신을 환경이 될 수 있다. 다만, 도 11의 위성들(1111, 1112)이 트랜스페런트 위성으로 한정되는 것은 아님에 유의해야 한다. 다시 말해 위성들(1111, 1112)는 넌-트랜스페런트(Non-transparent) 위성인 경우에도 동일한 방식으로 적용 가능하다. 다만 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 위성들(1111, 1112)이 트랜스패런트 위성인 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
트랜스패런트 위성은 단순 리피터로서, 주파수 필터링, 주파수 변경, 신호 세기 증폭 등의 기능을 수행할 수 있다. 게이트웨이(1131)는 도 11에 예시한 두 개의 위성들(1111, 1112)과 피더 링크를 동시에 설정하여 사용할 수 있다. 도 11에서는 설명의 편의를 위해 하나의 UE만을 예시하였으나, 다중 NTN 통신 영역(1120)에 복수의 UE들이 위치할 수 있음은 당업자에게 자명하다. 다중 NTN 통신 영역(1120)에 위치한 UE들은 두 개 이상의 위성으로부터 전송된 신호를 통해 다이버시티(diversity) 수신이 가능하다.
다이버시티 수신을 설명하기 위해 제1 링크와 제2 링크를 구분하여 살펴보기로 한다.
게이트웨이(1131) - 제1 위성(1111) - UE(1101) 간의 링크를 제1 링크라 하고, 게이트웨이(1131) - 제2 위성(1112) - UE(1101) 간의 링크를 제2 링크라 하자. 제1 링크와 제2 링크는 적어도 참조 신호 레벨에서 구분 가능하며, 게이트웨이(1131)는 각 위성마다 다른 안테나/Tx 모듈을 가지고 송신하도록 제어할 수 있다.
제1 링크와 제2 링크는 서로 다른 전파경로 거리와 도플러 천이 값을 가질 수 있다. 게이트웨이(1131)는 각 링크마다 개별적으로 타이밍 제어와 도플러 천이 사전 보상을 수행할 수 있다.
앞서 도 8a 내지 도 8c에서 설명한 TN에서의 multi-TRP 전송에서는 링크 별 지연 값의 차이가 OFDM 심볼 값에 비해 작으며, 도플러 천이 값의 차이도 고려하지 않아도 될 정도로 작기 때문에 링크 별 지연 값 및 도플러 천이 값 차이에 대한 별도의 처리 과정이 제시되어 있지 않다.
하지만, NTN 환경에서는 두 링크의 지연 값 차이와 도플러 천이 값 차이를 고려한 추가적인 동작이 필요하다. 이때 다이버시티 전송은 동일한 자원과 편파를 이용하는 경우 CoMP와 같은 협력 전송(joint transmission, JT)이 가능하며, 다른 자원이나 편파를 사용하는 경우 링크 별로 다른 스트림을 활용한 Non-JT 다이버시티 수신도 가능하다. 두 경우 모두 UE(1101)의 복잡도와 다이버시티 이득을 위해서 적절한 타이밍 제어와 도플러 천이 사전보상이 이루어질 필요가 있다.
따라서 이하에서 설명되는 본 개시에서는 NTN 환경에서 위성 다이버시티와 단일 전송 간 전송 모드 스위칭 방안, 위성 다이버시티를 위한 링크별 타이밍 제어 및 도플러 천이 사전 보상 방식에 대해서 살펴보도록 한다.
제1 실시예: 측정 기반 다이버시티 전송 모드와 단일 전송 모드 간 스위칭 방법
이하에서 설명되는 본 개시의 제1 실시예에서는 NTN 환경에서 시간 지연, 도플러 쉬프트 등과 같은 정보의 측정에 기초하여 다운링크(downlink, DL)의 위성 다이버시티 전송 모드 또는 DL의 위성 단일 전송 모드 간 스위칭 방법에 대해서 설명할 것이다. 이하에서 위성 다이버시티 모드란, 둘 이상의 위성을 통해 신호를 전송함으로써 다이버시티 이득을 획득하기 위한 기법을 의미할 수 있다. 이하에서는 NTN 환경에서 다이버시티 모드에 대해 설명할 것이므로, 다이버시티 모드란 위성 다이버시티 모드를 의미할 수 있다.
이때, 본 개시의 제1 실시예에서는 다이버시티 전송 모드와 단일 전송 모드 결정이 UE에서의 측정 및 보고에 기초하여 결정되는 경우를 설명할 것이다. 또한 이하의 설명에서 링크는 위성과 단말 및/또는 위성과 게이트웨이 간의 링크를 의미할 수 있다. 또한 게이트웨이는 게이트웨이 단독으로 사용될 수도 있고, 게이트웨이와 기지국이 직접 연결되거나 또는 다른 네트워크를 통해 간접적으로 연결될 수도 있음에 유의해야 한다.
본 개시의 제1 실시예에 따른 동작은, NTN 환경에서 두 링크 간 지연 시간 및 도플러 천이 값 차이가 일정 수준 이하인 경우 협력 전송(joint transmission, JT)을 수행하는 다이버시티 전송 모드를 적용하고, 일정 수준을 벗이나는 경우 단일 전송 모드를 적용할 수 있다. 본 개시의 제1 실시예는 기지국에서 개별 링크 별 타이밍 및 도플러 천이 사전 보상 기능을 가지지 않는 경우 사용될 수 있다.
도 12는 NTN에서 측정 기반 위성 다이버시티 전송 모드 또는 단일 전송 모드 간 스위칭 동작의 순서도이다.
도 12의 구성 요소들 예를 들어, UE(1101), 제1 위성(1111), 제2 위성(1112)은 도 11의 참조부호를 그대로 사용할 것이다. 다만, 기지국(1121)은 도 11에 예시한 게이트웨이(1131)에 직접 연결되거나 또는 하나의 시스템으로 구성되거나 또는 소정의 네트워크를 통해 연결된 기지국이 될 수 있다. 따라서 도 12에서 설명되는 기지국(1121)은 도 11에 예시한 게이트웨이(1131)와 연결된 기지국을 의미할 수 있다.
도 12에서는 2개의 위성 다시 말해, 제1 위성(1111)과 제2 위성(1112)를 이용한 2개의 링크를 통해 위성 다이버시티 전송 모드에 대해서 설명할 것이다. 하지만, 만일 3개 이상의 위성들이 앞서 도 11에서 설명한 바와 같이 다중 NTN 통신 영역을 갖는 경우 3개 이상의 위성들을 이용할 수도 있음에 유의해야 한다.
S1200단계에서, UE(1101)는 다이버시티 전송 요청 메시지를 기지국(1121)으로 전송할 수 있다. 도 12에서는 UE(1101)가 기지국(1121)으로 다이버시티 요청 메시지를 전송하는 경우를 예시하였으나, 기지국(1121)이 UE(1101)로 다이버시티 요청 메시지를 전송할 수도 있다. 따라서 기지국(1121)은 UE(1101)로부터 다이버시티 전송 요청 메시지를 수신할 수 있다.
한편, 다이버시티 전송 요청 메시지를 전송하는 경우는 앞서 설명한 바와 같이 UE(1101)가 다중 NTN 통신 영역에 위치하는 경우가 될 수 있다. 또한 다이버시티 전송 요청 메시지는 제1 위성(1111)을 통해 기지국(1121)으로 전송되거나 또는 제2 위성(1112)를 통해 기지국(1121)로 전송될 수 있다. 다시 말해, 다이버시티 전송 요청 메시지는 UE(1101)가 단일 전송 모드인 경우 전송되는 메시지일 수 있다. 이 경우 UE(1101)가 다이버시티 전송 요청 메시지를 전송하는 위성은 서빙 위성일 수 있다.
다른 예로, 다이버시티 전송 요청 메시지는 UE(1101)가 현재 다이버시티 잔송 모드이지만, 다이버시티 전송 모드를 계속 유지하고자 하는 경우에도 다이버시티 전송 요청 메시지를 전송하도록 할 수 있다. 이런 경우 다이버시티 전송 요청 메시지는 제1 위성(1111) 및/또는 제2 위성(1112)을 통해 전송될 수 있다. 다시 말해 하나의 위성을 통해 다이버시티 전송 요청 메시지를 전송할 수도 있고, 두 위성 모두를 통해 다이버시티 전송 요청 메시지를 전송할 수도 있다.
UE(1101)가 다중 NTN 통신 영역에 위치하는지 여부를 판단하는 기준은, 둘 이상의 위성으로부터 신호가 수신되는 경우 및/또는 UE(1101)의 위치와 천문력 정보에 기초한 위성들(1111, 1112)의 위치 정보에 기초하여 결정될 수 있다. UE(1101)가 다중 NTN 통신 영역에 위치하는 경우 UE(1101)는 다이버시티 전송이 가능한 경우로 판단할 수 있다. 다른 예로, UE(1101)가 다중 NTN 통신 영역에 위치하더라도 수신 신호의 품질 및/또는 서비스 요구 사항에 따라 선택적으로 다이버시티 전송의 요청을 할 수도 있다. 예컨대, 수신 신호의 품질이 양호한 경우 UE(1101)는 다이버시티 전송이 불필요할 수 있다. 다른 예로, 지연에 민감하지 않은 비교적 저속의 데이터 서비스인 경우 다이버시티 전송 요청 메시지의 전송이 불필요할 수 있다. 따라서 UE(1101)는 다이버시티 전송 요청 메시지를 기지국(1121)으로 전송이 필요한가에 대해 다양한 정보들을 활용하여 결정할 수 있다. 도 12는 UE(1101)가 이상에서 설명한 적어도 하나의 기준에 기초하여 다이버시티 전송 요청 메시지의 전송이 필요한 경우를 가정한 도면이 될 수 있다.
본 개시에 따른 다이버시티 전송 요청 메시지는 이벤트 트리거(event trigger) 형태로 다이나믹하게 전송될 수 있다. 다시 말해, 다이버시티 전송 요청 메시지는 이벤트가 트리거되면 언제든 전송될 수 있다. 다른 예로 본 개시에 따른 다이버시티 전숑 요청 메시지는 일정 주기로 준 정적(semi-static)으로 다이버시티 전송 요청 및 해제를 알릴 수 있다. 이때, 요청 주기는 UE(1101)의 위치, 천문 정보, 위성 이동 속도 등에 의해 결정될 수 있다.
S1202단계에서, 기지국(1121)은 수신된 다이버시티 전송 요청 메시지에 기초하여 위성들(1111, 1112)을 통해 전송할 참조 신호(Reference signal, RS)를 각 위성들에 할당할 수 있다. 도 12에서는 제1 위성(1111)과 제2 위성 (1112)을 예시하고 있으므로, RS는 각각 제1 위성(1111)을 통해 전송할 제1 RS와 제2 위성(1112)을 통해 전송할 제2 RS로 구분될 수 있다. 이때, 제1 RS와 제2 RS는 TN에서 정의된 PRS를 이용할 수 있다. 또한 제1 RS와 제2 RS는 각 위성들을 식별할 수 있도록 하기 위해 서로 다른 RS들이 될 수 있다.
제1 RS와 제2 RS는 주기적으로 전송될 수 있다. 다른 예로, 제1 RS와 제2 RS는 요청에 의해 전송될 수 있다. 만일 제1 RS와 제2 RS가 주기적으로 전송되는 경우 제1 RS와 제2 RS 각각의 전송 주기는 사전 정의된 값을 사용하거나 시그널링을 통해 변경될 수 있다.
S1204a단계 및 S1206a단계에서, 기지국(1121)은 제1 위성(1111) 및 제2 위성(1112) 각각으로 제1 참조 신호와 제2 참조 신호를 포함하는 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 기지국(1121)은 도 12에 예시하지 않은 게이트웨이(1131)를 이용하여 제1 위성(1111)과 설정된 제1 피더 링크를 통해 제1 참조 신호를 포함하는 데이터를 전송할 수 있다. 그리고 기지국(1121)은 도 12에 예시하지 않은 게이트웨이(1131)를 이용하여 제2 위성(1112)과 설정된 제2 피더 링크를 통해 제2 참조 신호를 포함하는 데이터를 전송할 수 있다.
S1204b단계에서, 제1 위성(1111)은 기지국(1121)으로부터 수신된 제1 참조 신호를 포함하는 데이터를 서비스 링크를 통해 UE(1101)로 전송할 수 있다. 그리고 S1206b단계에서, 제2 위성(1112)은 기지국(1121)으로부터 수신된 제2 참조 신호를 포함하는 데이터를 서비스 링크를 통해 UE(1101)로 전송할 수 있다. 따라서 UE(1101)는 S1204b단계 및 S1206b단계에서 제1 위성(1111) 및 제2 위성(1112) 각각으로부터 제1 참조 신호 및 제2 참조 신호를 수신할 수 있다.
도 12에서는 S1204a단계와 S1206a단계가 순차적으로 수행되는 경우를 예시하였으나, 실제 피더 링크를 통해 전송 시에 S1204a단계와 S1206단계는 동시에 수행될 수도 있다. 다른 예로, 기지국(1121)은 S1204b단계와 S1206b단계에서 각 위성들(1111, 1112)을 통해 전송될 참조신호들이 UE(1101)에서 동시에 수신하거나 또는 순차적으로 수신되도록 전송 시점을 수정 또는 변경할 수도 있다.
S1208단계에서, UE(1101)는 제1 위성(1111) 및 제2 위성(1112)으로부터 수신된 RS들을 측정하고, 측정 정보를 획득할 수 있다. 여기서 측정 정보는 각 링크의 송수신 간 시간 지연 값(또는 시간 지연 값이 변화량), 도플러 천이 값(또는 도플러 천이 값의 변화량)을 측정할 수 있다.
다시 말해, UE(1101)는 제1 위성(1111)을 통해 수신된 제1 RS를 이용하여 송수신 간 시간 지연 값(또는 시간 지연 값이 변화량), 도플러 천이 값(또는 도플러 천이 값의 변화량)을 측정할 수 있다. 이처럼 측정된 정보는 제1 링크의 측정 정보가 될 수 있다. 그리고 UE(1101)는 제2 위성(1112)을 통해 수신된 제2 RS를 이용하여 송수신 간 시간 지연 값(또는 시간 지연 값이 변화량), 도플러 천이 값(또는 도플러 천이 값의 변화량)을 측정할 수 있다. 이처럼 측정된 정보는 제2 링크의 측정 정보가 될 수 있다.
S1210단계에서 UE(1101)는 참조 신호 측정 보고 메시지를 기지국(1121)으로 전송할 수 있다. 참조 신호 측정 보고 메시지는 앞서 설명한 제1 링크의 측정 정보와 제2 링크의 측정 정보를 포함할 수 있다. UE(1101)는 참조 신호 측정 보고 메시지를 주기적으로 전송하거나 또는 특정한 요청에 기초하여 전송할 수 있다. 예컨대, 기지국(1121)이 참조 신호 측정 보고를 요청하는 요청 메시지가 수신되는 경우 UE(1101)는 참조 신호 측정 보고 메시지를 기지국(1121)으로 전송할 수 있다. 다른 예로, UE(1101)는 미리 설정된 주기마다 참조 신호 측정 보고 메시지를 기지국(1121)으로 전송할 수도 있다.
또한 UE(1101)가 하나의 링크 예를 들어, 현재 서빙되는 위성이 하나인 경우 하나의 서빙 위성과 형성된 링크를 통해 참조 신호 측정 보고 메시지를 전송할 수 있다. 만일 예로, UE(1101)가 두 위성 모두로부터 서빙되는 경우 참조 신호 측정 보고 메시지를 하나의 링크만 이용하거나 또는 두 링크를 모두 이용할 수 있다. 이때, 2개의 링크가 이용되는 경우 각 링크를 통해 전송되는 참조 신호 측정 보고 메시지는 동일한 정보를 포함하거나 또는 서로 다른 정보를 포함할 수 있다. 참조 신호 측정 보고 메시지가 동일한 정보를 포함하는 경우는 제1 링크의 측정 정보와 제2 링크의 측정 정보를 모두 포함하는 경우가 될 수 있다. 반면에 참조 신호 측정 보고 메시지가 서로 다른 정보를 포함하는 경우는 각 링크 별 메시지가 링크 별로 전송될 수 있다. 예컨대, 제1 링크의 측정 정보는 제1 링크인 제1 위성(1111)을 통해 전송되고, 제2 링크의 측정 정보는 제2 링크인 제2 위성(1112)을 통해 전송될 수 있다.
따라서 기지국(1121)은 S1210단계에서 하나의 링크 또는 2개의 링크를 이용하여 또는 하나의 링크를 통해 참조 신호 측정 보고 메시지를 수신할 수 있다.
S1220단계에서, 기지국(1121)은 수신된 참조 신호 측정 보고 메시지에 기초하여 전송 모드를 결정할 수 있다. 전송 모드를 결정하는 동작은 도 13에서 추가로 설명하기로 한다.
S1230단계에서, 기지국(1121)은 결정된 모드로 데이터를 UE(1101)로 전송할 수 있다. 예컨대, 결정된 모드가 다이버시티 모드인 경우 기지국(1121)은 제1 위성(1111) 및 제2 위성(1112)을 통해 UE(1101)로 데이터를 전송할 수 있다. 반면에 결정된 모드가 단일 전송 모드인 경우 기지국(1121)은 서빙 위성을 통해 UE(1101)로 데이터를 전송할 수 있다.
도 13는 본 개시의 제1 실시예에 따라 전송 모드 결정 시 기지국의 동작 흐름도이다.
기지국(1121)은 앞서 도 12에서 UE(1101)로부터 참조 신호 측정 보고 메시지를 수신한 상태일 수 있다. 기지국(1121)은 참조 신호 측정 보고 메시지에 포함된 제1 링크의 측정 정보 및 제2 링크 측정 정보를 획득한 상태일 수 있다. 제1 링크 측정 정보와 제2 링크 측정 정보 각각은 앞서 설명한 바와 같이 각 링크의 송수신 간 시간 지연 값(또는 시간 지연 값이 변화량), 도플러 천이 값(또는 도플러 천이 값의 변화량)을 포함할 수 있다. 따라서 기지국(1121)은 각 링크의 송수신 간 시간 지연 값(또는 시간 지연 값이 변화량), 도플러 천이 값(또는 도플러 천이 값의 변화량)을 획득한 상태일 수 있다.
S1310단계에서 기지국(1121)은 각 링크의 송수신 간 시간 지연 값의 차이를 계산할 수 있다. 예를 들어, 제1 링크의 송수신 간 시간 지연 값과 제2 링크의 송수신 시간 지연 값의 차이를 계산할 수 있다. 이때, 두 값의 차이는 절대값을 취할 수 있다. 또한 기지국(1121)은 각 링크의 도플러 천이 값의 차이를 계산할 수 있다. 예를 들어, 제1 링크의 도플러 천이 값과 제2 링크의 도플러 천이 값의 차이를 계산할 수 있다. 이때에도 두 값의 차이는 절대값을 취할 수 있다.
S1312단계에서 기지국(1121)은 지연 시간 차이가 미리 설정된 제1 임계값 보다 작은가를 검사할 수 있다. 그리고 기지국(1121)은 도플러 차이가 미리 결정된 제2 임계값보다 작은가를 검사할 수 있다. 여기서 제1 임계값과 제2 임계값은 다이버시티 전송을 수행할 수 있는 임계값이 될 수 있다.
S1312단계의 검사결과 지연 시간 차이가 미리 설정된 제1 임계값 이상이거나 또는 도플러 차이가 미리 결정된 제2 임계값 이상인 경우 기지국(1121)은 S1314단계로 진행할 수 있다. 반면에 S1312단계의 검사결과 지연 시간 차이가 미리 설정된 제1 임계값보다 작고, 그리고 도플러 차이가 미리 결정된 제2 임계값보다 작은 경우 기지국(1121)은 S1316단계로 진행할 수 있다.
S1314단계에서 기지국(1121)은 지연 시간 차이가 미리 설정된 제1 임계값 이상이거나 또는 도플러 차이가 미리 결정된 제2 임계값 이상인 경우이므로, 다이버시티 전송이 불가능함을 확인할 수 있다. 따라서 기지국(1121)은 단일 전송 모드로 결정할 수 있다.
S1316단계로 진행하는 경우는 지연 시간 차이가 미리 설정된 제1 임계값보다 작고, 그리고 도플러 차이가 미리 결정된 제2 임계값보다 작은 경우이므로, 기지국(1121)은 현재 모드를 확인할 수 있다. 현재 모드가 단일 전송 모드인 경우 기지국(1121)은 S1318단계로 진행하고, 현재 모드가 다이버시티 전송 모드인 경우 기지국(1121)은 S1320단계로 진행할 수 있다.
S1318단계에서 기지국(1121)은 앞서 검사한 조건들이 다이버시티 전송 모드를 수행할 수 있는 상태이며, 동시에 현재 전송 모드가 단일 전송 모드인 경우이므로, 다이버시티 전송 모드로 전환을 결정할 수 있다.
S1320단계에서 기지국(1121)은 앞서 검사한 조건들이 다이버시티 전송 모드를 수행할 수 있는 상태이며, 동시에 현재 전송 모드가 다이버시티 전송 모드이므로, 다이버시티 전송 모드를 유지하도록 결정할 수 있다.
이상에서 설명한 도 12 및 도 13의 절차에서 현재 전송 모드가 다이버시티 전송 모드인 경우 도 12의 다이버시티 전송 요청을 수행하는 S1200단계를 제외한 나머지 절차들은 주기적으로 반복 수행될 수 있다. 다시 말해 다이버시티 전송 모드를 유지할 것인지 또는 단일 전송 모드로 전환할 것인지를 미리 설정된 주기마다 기지국(1121)에 의해 결정될 수 있다. 따라서 기지국(1121) 및 UE(1101)는 현재 모드를 유지(예를 들어, 단일 전송 모드를 유지 또는 다이버시티 전송 모드를 유지)하거나 또는 다른 모드(예를 들어, 단일 전송 모드에서 다이버시티 전송 모드로 또는 다이버시티 전송 모드에서 단일 전송 모드)로 스위칭될 수 있다.
도 12 및 도 13에서는 결정된 모드에 대한 정보 예컨대, 다이버시티 전송 모드를 유지 또는 다이버시티 전송 모드로 스위칭 또는 단일 전송 모드 유지 또는 단일 전송 모드로 스위칭에 대한 정보를 전송하는 동작을 예시하지 않았다. 하지만, 당업자라면, 기지국(1121)이 UE(1101)에게 이러한 모드 정보를 전송할 수 있음을 알 수 있다. 또한 모드 정보는 다운링크 제어 정보(downlink control information, DCI) 또는 MAC-CE 또는 RRC 정보로 전송될 수 있다.
제2 실시예: 위성 다이버시티 모드와 단일 전송 모드 간 DL 전송 모드 스위칭 방법
이하에서 설명되는 본 개시의 제2 실시예에서는 NTN 환경에서 위성 다이버시티 전송 모드 및 단일 전송 모드 간 스위칭 방법에 대해서 설명할 것이다. 이하에서 위성 다이버시티 모드란, 둘 이상의 위성을 통해 신호를 전송함으로써 다이버시티 이득을 획득하기 위한 기법을 의미할 수 있다. 이하에서는 NTN 환경에서 다이버시티 모드에 대해 설명할 것이므로, 다이버시티 모드란 위성 다이버시티 모드를 의미할 수 있다.
본 개시의 제2 실시예에서는 천문력(ephemeris) 및 UE의 위치 정보에 기초하여 기지국이 시간 지연 및 도플러 천이 추정이 가능한 경우 기지국에서 다이버시티 전송 모드 및 단일 전송 모드를 결정할 수 있는 방법에 대해 설명할 것이다. 이를 위해 본 개시에서는 UE는 주기적으로 자신의 위치 정보를 기지국에게 전송해야 한다. 따라서 기지국은 UE로부터 주기적으로 UE의 위치 정보를 수신할 수 있다. 또한 기지국은 위성의 천문력을 미리 알고 있거나 또는 계산하여 도출할 수 있거나 또는 각 위성으로부터 위성의 위치 정보를 수신할 수 있다.
본 개시의 제2 실시예에 따른 동작 또한 앞서 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, NTN 환경에서 두 링크 간 지연 시간 및 도플러 천이 값 차이가 일정 수준 이하인 경우 협력 전송(JT)을 수행하는 다이버시티 전송 모드를 적용하고, 일정 수준을 벗이나는 경우 단일 전송 모드를 적용할 수 있다. 본 개시의 제2 실시예 또한 기지국에서 개별 링크 별 타이밍 및 도플러 천이 사전 보상 기능을 가지지 않는 경우 사용될 수 있다.
도 14는 NTN에서 추정 기반 위성 다이버시티 전송 모드 또는 단일 전송 모드 간 스위칭 동작의 순서도이다.
도 14의 구성 요소들 또한 도 12와 동일한 참조부호를 그대로 사용할 것이다. 다만, 각 구성 요소들 예를 들어, UE(1101), 제1 위성(1111), 제2 위성(1112) 및 기지국(1121)의 동작은 이하에서 설명되는 동작에 따른다는 점에 유의해야 한다.
도 14에 예시한 기지국(1121)은 도 11에 예시한 게이트웨이(1131)에 직접 연결되거나 또는 하나의 시스템으로 구성되거나 또는 소정의 네트워크를 통해 연결된 기지국이 될 수 있다. 따라서 도 14에서 설명되는 기지국(1121)은 도 11에 예시한 게이트웨이(1131)와 연결된 기지국을 의미할 수 있다.
도 14에서는 2개의 위성 다시 말해, 제1 위성(1111)과 제2 위성(1112)를 이용한 2개의 링크를 통해 위성 다이버시티 모드에 대해서 설명할 것이다. 하지만, 만일 3개 이상의 위성들이 앞서 도 11에서 설명한 바와 같이 다중 NTN 통신 영역을 갖는 경우 3개 이상의 위성들을 이용할 수도 있음에 유의해야 한다.
S1400단계에서, UE(1101)는 다이버시티 전송 요청 메시지를 기지국(1121)으로 전송할 수 있다. 도 14에서는 UE(1101)가 기지국(1121)으로 다이버시티 요청 메시지를 전송하는 경우를 예시하였으나, 기지국(1121)이 UE(1101)로 다이버시티 요청 메시지를 전송할 수도 있다. 따라서 기지국(1121)은 UE(1101)로부터 다이버시티 전송 요청 메시지를 수신할 수 있다.
한편, 다이버시티 전송 요청 메시지를 전송하는 경우는 앞서 설명한 바와 같이 UE(1101)가 다중 NTN 통신 영역에 위치하는 경우가 될 수 있다. 또한 다이버시티 전송 요청 메시지는 제1 위성(1111)을 통해 기지국(1121)으로 전송되거나 또는 제2 위성(1112)를 통해 기지국(1121)로 전송될 수 있다. 다시 말해, 다이버시티 전송 요청 메시지는 UE(1101)가 단일 전송 모드인 경우 전송되는 메시지일 수 있다. 이 경우 UE(1101)가 다이버시티 전송 요청 메시지를 전송하는 위성은 서빙 위성일 수 있다.
다른 예로, 다이버시티 전송 요청 메시지는 UE(1101)가 현재 다이버시티 잔송 모드이지만, 다이버시티 전송 모드를 계속 유지하고자 하는 경우에도 다이버시티 전송 요청 메시지를 전송하도록 할 수 있다. 이런 경우 다이버시티 전송 요청 메시지는 제1 위성(1111) 및/또는 제2 위성(1112)을 통해 전송될 수 있다. 다시 말해 하나의 위성을 통해 다이버시티 전송 요청 메시지를 전송할 수도 있고, 두 위성 모두를 통해 다이버시티 전송 요청 메시지를 전송할 수도 있다.
UE(1101)가 다중 NTN 통신 영역에 위치하는지 여부를 판단하는 기준은, 둘 이상의 위성으로부터 신호가 수신되는 경우 및/또는 UE(1101)의 위치와 천문력 정보에 기초한 위성들(1111, 1112)의 위치 정보에 기초하여 결정될 수 있다. UE(1101)가 다중 NTN 통신 영역에 위치하는 경우 UE(1101)는 다이버시티 전송이 가능한 경우로 판단할 수 있다. 다른 예로, UE(1101)가 다중 NTN 통신 영역에 위치하더라도 수신 신호의 품질 및/또는 서비스 요구 사항에 따라 선택적으로 다이버시티 전송의 요청을 할 수도 있다. 예컨대, 수신 신호의 품질이 양호한 경우 UE(1101)는 다이버시티 전송이 불필요할 수 있다. 다른 예로, 지연에 민감하지 않은 비교적 저속의 데이터 서비스인 경우 다이버시티 전송 요청 메시지의 전송이 불필요할 수 있다. 따라서 UE(1101)는 다이버시티 전송 요청 메시지를 기지국(1121)으로 전송이 필요한가에 대해 다양한 정보들을 활용하여 결정할 수 있다. 도 14는 UE(1101)가 이상에서 설명한 적어도 하나의 기준에 기초하여 다이버시티 전송 요청 메시지의 전송이 필요한 경우를 가정한 도면이 될 수 있다.
본 개시에 따른 다이버시티 전송 요청 메시지는 이벤트 트리거(event trigger) 형태로 다이나믹하게 전송될 수 있다. 다시 말해, 다이버시티 전송 요청 메시지는 이벤트가 트리거되면 언제든 전송될 수 있다. 다른 예로 본 개시에 따른 다이버시티 전숑 요청 메시지는 일정 주기로 준 정적(semi-static)으로 다이버시티 전송 요청 및 해제를 알릴 수 있다. 이때, 요청 주기는 UE(1101)의 위치, 천문 정보, 위성 이동 속도 등에 의해 결정될 수 있다.
S1402단계에서, 기지국(1121)은 위성들(1111, 1112)의 천문력 정보 및 단말의 위치 정보에 기초하여 전송 지연 및 도플러 천이를 추정할 수 있다. 여기서 위성들(1111, 1112)의 천문력 정보는 도 10a에 예시한 바와 같이 지구 상의 특정 궤도 및 위치 정보가 될 수 있다. 다시 말해, 위성들(1111, 1112)의 천문력 정보는 위성들(1111, 1112) 각각의 위도, 경도 및 고도 정보가 될 수 있다. 또한 UE(1101)의 위치 정보는 앞서 설명한 바와 같이 UE(1101)가 주기적으로 자신의 위치를 기지국(1121)로 보고한 정보에 기초할 수 있다. 이때, UE(1101)가 하나의 서빙 위성을 통해 서비스를 제공받는 경우 서빙 위성을 통해 UE(1101)의 위치 정보를 기지국(1121)으로 전송할 수 있다. 만일 UE(1101)가 다이버시티 전송 모드로 둘 이상의 위성들로부터 서비스를 제공받는 경우 두 위성들 중 어느 하나 또는 두 위성 모두를 이용하여 UE(1101)의 위치 정보를 기지국(1121)으로 전송할 수도 있다.
S1404단계에서, 기지국(1121)은 추정된 전송 지연 및 도플러 천이 정보에 기초하여 전송 모드를 결정할 수 있다. 전송 모드를 결정하는 동작은 앞서 설명한 도 13에 기초하여 결정될 수 있다. 또한 기지국(1121)은 전송 모드 결정 후 타이머 값을 미리 설정된 시간 값으로 설정할 수 있다. 여기서 타이머는 UE의 위치 정보 및 위성들의 천문력 정보가 지속적으로 변경되기 때문에 이를 갱신하기 위한 값이 될 수 있다.
다만, 도 13의 설명에서는 UE(1101)가 측정하여 보고한 지연 시간 값의 차이를 계산하였으나, 도 14의 경우 추정된 지연 시간 값의 차이를 계산한다는 점에서 차이가 있다. 그리고 도 13의 설명에서는 측정된 도플러 천이 차이 값을 계산하였으나, 도 14의 경우 추정된 도플러 천이 차이 값을 계산한다는 점에서 차이를 가진다.
S1406단계에서, 기지국(1121)은 결정된 모드로 데이터를 UE(1101)로 전송할 수 있다. 예컨대, 결정된 모드가 다이버시티 모드인 경우 기지국(1121)은 제1 위성(1111) 및 제2 위성(1112)을 통해 UE(1101)로 데이터를 전송할 수 있다. 반면에 결정된 모드가 단일 전송 모드인 경우 기지국(1121)은 서빙 위성을 통해 UE(1101)로 데이터를 전송할 수 있다.
그리고 기지국(1121)은 S1408단계에서 미리 설정된 타이머 값이 0(zero)인가를 검사할 수 있다. S1408단계의 검사결과 타이머 값이 0인 경우 기지국(1121)은 S1402단계로 진행할 수 있다. 반면에 S1408단계의 검사결과 타이머 값이 0가 아닌 경우 기지국(1121)은 S1410단계로 진행하여 타이머 값을 감소시킬 수 있다. 여기서 타이머 값은 고정된 값이 사용될 수 있다. 다른 예로 타이머 값은 상황에 따라 다이나믹(dynamic)하게 변동될 수도 있다.
도 14의 예시에서 타이머는 S1402단계 이하를 반복 수행하기 위한 시간 값으로 설정될 수 있다. 따라서 타이머 값 대신, 미리 설정된 시간(또는 주기)이 도래하였는가를 검사하는 단계를 통해 S1408단계 및 S1410단계를 대체할 수도 있다. 만일 미리 설정된 시간이 도래하였는가를 검사하는 형태로 수정하는 경우 S1402단계로 진행하기 전에 다음 검사 시간을 설정할 수 있다. 또한 타이머 값을 이용하는 경우에도 타이머가 0 값을 갖는 경우 다시 타이머를 재설정할 수 있다. 타이머 또는 미리 설정된 시간 또는 주기를 이용하는 방법은 모두 UE(1101)가 통신하는 중인 경우에 해당할 수 있다. 다시 말해, UE(1101)가 인액티브 모드 또는 아이들 모드인 경우에는 수행되지 않는다.
제3 실시예: 위성 다이버시티 모드와 단일 전송 모드 간 DL 전송 모드 스위칭 방법
이하에서 설명되는 본 개시의 제3 실시예에서는 NTN 환경에서 위성 다이버시티 전송 모드 및 단일 전송 모드 간 스위칭 방법에 대해서 설명할 것이다. 이하에서 위성 다이버시티 모드란, 둘 이상의 위성을 통해 신호를 전송함으로써 다이버시티 이득을 획득하기 위한 기법을 의미할 수 있다. 이하에서는 NTN 환경에서 다이버시티 모드에 대해 설명할 것이므로, 다이버시티 모드란 위성 다이버시티 모드를 의미할 수 있다.
본 개시의 제3 실시예에서는 다이버시티 전송 모드에서 두 링크간 시간 지연 차이와 도플러 천이 값 차이가 각각의 임계 값(또는 문턱 값)보다 작은 경우에는 결합 전송(JT) 모드를 적용하고, 두 링크간 시간 지연 차이와 도플러 천이 값 차이가 각각의 임계 값보다 큰 경우에는 비 결합(Non-JT) 모드를 이용할 수 있다.
결합 모드와 비 결합 모드를 사용하는 경우 앞서 도 13에서 설명된 부분은 본 개시의 제3 실시예와 같이 변경될 수 있다.
도 15는 NTN에서 결합 모드와 비 결합 모드 간 스위칭 동작의 순서도이다.
S1510단계에서, 기지국(1121)은 측정된 지연 시간 값의 차이를 계산하거나 또는 추정된 지연 시간 값의 차이를 계산할 수 있다. 여기서 측정된 지연 시간 값의 차이는 앞서 도 12에서 설명한 바와 같이 기지국(1121)이 참조 신호를 제1 위성(1111) 및 제2 위성(1112)를 통해 UE(1101)로 전송하도록 제어하고, UE(1101)로부터 참조 신호 측정 보고를 수신함으로써 측정된 지연 시간 값을 획득할 수 있다. 다시 말해, 앞서 도 12에서 설명한 S1220단계 내지 S1210단계를 통해 측정된 지연 시간 값을 획득할 수 있다.
또한 추정된 지연 시간 값의 차이를 계산은 도 14에서 설명한 바와 같이 S1402단계를 통해 추정한 전송 지연 시간 차이를 이용하여 계산할 수 있다.
S1510단계에서, 기지국(1121)은 또한 측정된 도플러 천이 값의 차이를 계산하거나 또는 추정된 도플러 천이 값의 차이를 계산할 수 있다. 측정된 도플러 천이 값의 차이를 계산은 위에서 설명한 바와 같이 도 12의 S1220단계 내지 S1210단계를 통해 획득할 수 있다. 반면에 추정된 도플러 천이 값의 차이를 계산은 도 14에서 설명한 바와 같이 S1402단계를 통해 추정할 수 있다.
S1512단계에서, 기지국(1121)은 계산된(또는 추정된) 시간 차이 값과 계산된(또는 추정된) 도플러 차이 값이 제1 조건을 충족하는지 확인할 수 있다. 이하의 설명에서 설명의 편의를 위해 도 15에서는 계산된 시간 차이 값과 계산된 도플러 차이 값을 이용하여 설명할 것이다. 하지만, 추정된 시간 차이 값과 추정된 도플러 차이 값을 이용하는 경우에도 이하의 설명이 동일하게 적용될 수 있음에 유의해야 한다.
또한 여기서 제1 조건은 단일 전송 모드를 결정하기 위한 임계 값을 이용할 수 있다. 앞서 도 12 및 도 13에서 설명한 바와 같이 계산된 시간 지연 차이 값이 제1 임계 값 미만이고, 계산된 도플러 차이 값이 제2 임계 값 미만인가를 검사할 수 있다. 두 값 중 하나라도 임계 값 이상인 경우 단일 모드 전송을 수행해야 하는 경우가 될 수 있다.
예컨대, 따라서 제1 조건이 충족되는가를 검사하는 S1512단계는 단일 전송 모드의 조건을 충족하는가를 검사하는 단계가 될 수 있다. S1512단계의 검사결과 단일 전송 모드 조건을 충족하는 경우 기지국(1121)은 S1514단계로 진행할 수 있다. 반면에 S1512단계의 검사결과 단일 전송 모드 조건을 충족하지 않는 경우 기지국(1121)은 S1520단계로 진행할 수 있다.
S1514단계에서, 기지국(1121)은 모드를 단일 전송 모드로 결정할 수 있다. 다시 말해, 기지국(1121)은 하나의 위성을 통해서만 UE(1101)로 서비스를 제공하는 모드로 결정할 수 있다.
S1520단계에서, 기지국(1121)은 제2 조건을 충족하는지를 검사할 수 있다. 여기서 제2 조건은 협력 전송이 가능한가를 확인하기 위한 조건들이 될 수 있다. 협력 전송이 가능하기 위해서는 계산된 시간 지연 차이가 제1 임계값보다 작은 제3 임계값 차이 이내인 경우이고, 계산된 도플러 천이의 차이가 제2 임계값보다 작은 제4 임계값 차이 이내인 경우일 수 있다. 여기서 제1 임계값을 δT2라 하고, 제2 임계값을 δF2라 하자. 그리고 제3 임계값을 δT 라 하고, 제4 임계값을 δF 라 하자. 그러면, 위에서 설명한 제1 조건을 만족하는 경우는 아래 수학식 1 또는 수학식 2 중 어느 하나를 만족하는 경우가 될 수 있다.
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그리고 제2 조건을 만족하는 경우는 아래 수학식 3과 수학식 4를 동시에 만족하는 경우가 될 수 있다.
Figure PCTKR2023017158-appb-img-000003
Figure PCTKR2023017158-appb-img-000004
따라서 기지국(1121)은 수학식 3 및 수학식 4를 만족하는지를 검사할 수 있다. S1520단계의 검사결과 제2 조건을 충족하는 경우 기지국(1121)은 S1530단계로 진행하고, 제2 조건을 충족하지 못하는 경우 기지국(1121)은 S1522단계로 진행할 수 있다.
S1522단계에서, 기지국(1121)은 비 협력(Non-JT) 전송 모드로 결정할 수 있다. 다시 말해 기지국(1121)은 위성들(1111, 1112) 각각을 통해 서로 다른 데이터를 전송하도록 하거나 또는 하나의 위성만을 이용하여 데이터 전송을 수행할 수 있다.
S1530단계에서, 기지국(1121)은 현재 모드가 비 협력 전송 모드인가를 확인할 수 있다. 현재 모드가 비 협력 전송 모드인 경우 기지국(1121)은 S1532단계로 진행하고, 현재 모드가 협력 전송 모드인 경우 기지국(1121)은 S1534단계로 진행할 수 있다.
S1532단계에서, 기지국(1121)은 현재 모드를 협력 전송 모드로 전환할 수 있다. 다시 말해 모드 스위칭이 이루어질 수 있다.
S1534단계에서, 기지국(1121)은 현재 모드가 협력 전송 모드이고, 현재 협력 전송 모드를 수행할 수 있으므로, 협력 전송 모드를 유지할 수 있다.
이상에서 설명한 도 15는 앞서 설명된 도 12 및/또는 도 14의 전송 모드 결정 단계로 대체하여 구성할 수 있다. 만일 도 12의 전송 모드 결정 단계를 도 15에서 설명된 방식으로 사용하는 경우 도 12의 S1200단계는 생략되거나 또는 결합 전송 요청 메시지로 변경될 수 있다. 동일하게 도 14의 전송 모드 결정 단계가 도 15의 형태로 변경되는 경우 도 14의 S1400단계는 생략되거나 또는 결합 전송 요청 메시지로 변경될 수 있다.
제4 실시예: 위성 다이버시티 모드를 위한 타이밍 및 도플러 천이 사전 보상 방법
이하에서 설명되는 본 개시의 제4 실시예에서는 NTN 환경에서 위성 다이버시티 전송 모드의 타이밍 및 도플러 천이를 사전에 보상하는 방법에 대해 설명할 것이다. 이하에서 위성 다이버시티 모드란, 둘 이상의 위성을 통해 신호를 전송함으로써 다이버시티 이득을 획득하기 위한 기법을 의미할 수 있다. 이하에서는 NTN 환경에서 다이버시티 모드에 대해 설명할 것이므로, 다이버시티 모드란 위성 다이버시티 모드를 의미할 수 있다.
NTN 환경에서 두 링크 예를 들어 제1 위성을 통한 링크 및 제2 위성을 통한 링크 간의 시간 지연과 도플러 천이 값의 차이가 일정 수준 이하인 경우 앞서 제3 실시에에서 설명한 바와 같이 JT 방식의 다이버시티를 적용할 수 있다. 하지만, 제3 실시예에서는 제2 조건을 만족하는 다시 말해, 시간 지연과 도플러 천이가 미리 설정된 범위 이내인 경우에서만 JT 방식의 다이버시티를 적용하였다. 하지만, 본 개시의 제4 실시예에서는 수학식 3 및 수학식 4의 조건 중 적어도 어느 하나를 만족하지 못하는 경우 사전 보상을 통해 다이버시티 전송 모드를 적용하도록 하는 방법이이다. 따라서 기지국에서 개별 링크 별 시간 지연(또는 타이밍) 및 도플러 천이를 수행할 수 있는 사전 보상 기능을 가지는 경우 사용될 수 있다.
도 16은 NTN에서 사전 보상에 기초한 위성 다이버시티 전송 모드를 수행하기 위한 순서도이다.
도 16의 구성 요소들 또한 도 12 및 도 14와 동일한 참조부호를 그대로 사용할 것이다. 다만, 각 구성 요소들 예를 들어, UE(1101), 제1 위성(1111), 제2 위성(1112) 및 기지국(1121)의 동작은 이하에서 설명되는 동작에 따른다는 점에 유의해야 한다.
도 16에 예시한 기지국(1121)은 도 11에 예시한 게이트웨이(1131)에 직접 연결되거나 또는 하나의 시스템으로 구성되거나 또는 소정의 네트워크를 통해 연결된 기지국이 될 수 있다. 따라서 도 16에서 설명되는 기지국(1121)은 도 11에 예시한 게이트웨이(1131)와 연결된 기지국을 의미할 수 있다.
도 16에서는 2개의 위성 다시 말해, 제1 위성(1111)과 제2 위성(1112)를 이용한 2개의 링크를 통해 위성 다이버시티 모드에 대해서 설명할 것이다. 하지만, 만일 3개 이상의 위성들이 앞서 도 11에서 설명한 바와 같이 다중 NTN 통신 영역을 갖는 경우 3개 이상의 위성들을 이용할 수도 있음에 유의해야 한다.
또한 도 16에 예시하지 않았으나, 기지국(1121)은 미리 설정된 주기로 UE(1101)의 위치 정보를 보고하도록 지시한 상태일 수 있다. 따라서 UE(1101)는 미리 설정된 주기마다 UE(1101)의 위치 정보를 서빙 위성을 통해 기지국(1121)로 보고할 수 있다. 이하의 설명에서는 이처럼 UE(1101)가 미리 설정된 주기 단위로 자신의 위치 정보를 보고하는 것에 대해서는 도면에 예시하지 않았음에 유의해야 한다.
S1600단계에서, UE(1101)는 다이버시티 전송 요청 메시지를 기지국(1121)으로 전송할 수 있다. 도 16에서는 UE(1101)가 기지국(1121)으로 다이버시티 요청 메시지를 전송하는 경우를 예시하였으나, 기지국(1121)이 UE(1101)로 다이버시티 요청 메시지를 전송할 수도 있다. 따라서 기지국(1121)은 UE(1101)로부터 다이버시티 전송 요청 메시지를 수신할 수 있다. 또한 S1600단계의 다이버시티 전송 요청 메시지는 앞서 도 12 및 도 14에서 설명한 바와 동일하므로, 중복 설명을 생략하기로 한다.
S1602단계에서, 기지국(1121)은 수신된 다이버시티 전송 요청 메시지에 기초하여 위성들(1111, 1112)을 통해 전송할 참조 신호(Reference signal, RS)를 각 위성들에 할당할 수 있다. S1602단계는 앞서 도 12에서 설명한 S1202단계와 동일한 절차가 될 수 있다. 따라서 중복 설명은 생략하기로 한다.
S1604a단계 및 S1606a단계에서, 기지국(1121)은 제1 위성(1111) 및 제2 위성(1112) 각각으로 제1 참조 신호와 제2 참조 신호를 포함하는 데이터를 전송할 수 있다. S1604a단계 및 S1606a단계 각각은 앞서 도 12에서 설명한 S1204a단계 및 S1206a단계에 대응하는 동작이 될 수 있다. 그리고 S1604b단계 및 S1606b단계 각각은 앞서 도 12에서 설명한 S1204b단계 및 S1206b단계에 대응하는 동작이 될 수 있다.
S1608단계에서, UE(1101)는 제1 위성(1111) 및 제2 위성(1112)으로부터 수신된 RS들을 측정하고, 측정 정보를 획득할 수 있다. 여기서 측정 정보는 각 링크의 송수신 간 시간 지연 값(또는 시간 지연 값이 변화량), 도플러 천이 값(또는 도플러 천이 값의 변화량)을 측정할 수 있다. S1608단계는 앞서 도 12에서 설명한 S1208단계에 대응할 수 있다.
S1610단계에서 UE(1101)는 참조 신호 측정 보고 메시지를 기지국(1121)으로 전송할 수 있다. 참조 신호 측정 보고 메시지는 앞서 설명한 제1 링크의 측정 정보와 제2 링크의 측정 정보를 포함할 수 있다. S1610단계는 앞서 도 12에서 설명한 S1210단계에 대응할 수 있다. 따라서 기지국(1121)은 S1610단계에서 하나의 링크 또는 2개의 링크를 이용하여 또는 하나의 링크를 통해 참조 신호 측정 보고 메시지를 수신할 수 있다.
S1620단계에서, 기지국(1121)은 수신된 참조 신호 측정 보고 메시지에 기초하여 전송 모드를 결정할 수 있다. 전송 모드를 결정하는 동작은 도 17에서 추가로 설명하기로 한다.
S1622단계에서, 기지국(1121)은 타이밍 어드밴스(timing advance, TA) 값을 계산하여 적용할 수 있다. 이때, TA 값은 각 위성들(1111, 1112)을 통한 TA 값이 될 수 있다. 그리고, 기지국(1121)은 도플러 선 보상(doppler pre-compensation, DPC)들을 계산하여 적용할 수 있다. S1622단계를 예를 들어 살펴보기로 한다.
제1 위성(1111)과 제2 위성(1112) 간의 시간 지연 차이 값이 다이버시티 전송 모드로 설정된 제1 임계값보다 클 수 있다. 이런 경우 TA 값에 기초하여 시간 지연 값의 차이를 제1 임계값보다 작은 값이 되도록 시간 지연 값을 보상할 수 있다. 이때, 시간 지연 보상은 시간 지연이 큰 링크의 시간을 보상할 수 있다. 반대로 시간 지연 보상은 시간 지연이 작은 링크의 시간 지연을 보상할 수 있다. 이처럼 시간 보상을 통해 제1 위성(1111)을 통한 제1 링크와 제2 위성(1112)를 통한 제2 링크의 시간 지연 차이가 다이버시티 전송 모드에 적용할 수 있는 제1 임계값 이내의 시간 차이를 갖도록 보상할 수 있다.
또한 제1 위성(1111)과 제2 위성(1112) 간 도플러 천이 값이 미리 결정된 제2 임계값보다 클 수 있다. 이런 경우 측정된(또는 추정된) 도플러 천이 값에 기초하여 큰 하나의 위성에 대한 DPC를 수행할 수 있다. 만일 제1 위성(1111)의 도플러 천이가 큰 경우 제1 위성(1111)을 경유하는 제1 링크에 대해 DPC를 수행하여 제1 링크와 제2 링크 간의 도플러 천이 값의 차이가 제2 임계값 이내가 되도록 보상할 수 있다.
S1630단계에서, 기지국(1121)은 결정된 모드로 데이터를 UE(1101)로 전송할 수 있다. 예컨대, 결정된 모드가 다이버시티 모드인 경우 기지국(1121)은 제1 위성(1111) 및 제2 위성(1112)을 통해 UE(1101)로 데이터를 전송할 수 있다. 반면에 결정된 모드가 단일 전송 모드인 경우 기지국(1121)은 서빙 위성을 통해 UE(1101)로 데이터를 전송할 수 있다.
도 17은 본 개시의 제4 실시예에 따라 전송 모드 결정 시 기지국의 동작 흐름도이다.
기지국(1121)은 앞서 도 16에서 UE(1101)로부터 참조 신호 측정 보고 메시지를 수신한 상태일 수 있다. 또는 기지국(1121)은 앞서 도 14에서 설명한 바와 같이 각 링크의 송수신 간 시간 지연 값(또는 시간 지연 값이 변화량), 도플러 천이 값(또는 도플러 천이 값의 변화량)을 각각 추정한 상태일 수 있다. 이하의 설명에서는 도 16에 기초하여 참조 신호로부터 각 링크의 송수신 간 시간 지연 값(또는 시간 지연 값이 변화량), 도플러 천이 값(또는 도플러 천이 값의 변화량)을 수신한 상태에서 설명할 것이다. 하지만, 도 14의 S1402단계와 같이 추정된 값을 이용할 수도 있음에 유의해야 한다.
S1710단계에서 기지국(1121)은 각 링크의 송수신 간 시간 지연 값의 차이를 계산할 수 있다. 예를 들어, 제1 링크의 송수신 간 시간 지연 값과 제2 링크의 송수신 시간 지연 값의 차이를 계산할 수 있다. 이때, 두 값의 차이는 절대값을 취할 수 있다. 또한 기지국(1121)은 각 링크의 도플러 천이 값의 차이를 계산할 수 있다. 예를 들어, 제1 링크의 도플러 천이 값과 제2 링크의 도플러 천이 값의 차이를 계산할 수 있다. 이때에도 두 값의 차이는 절대값을 취할 수 있다.
S1712단계에서 기지국(1121)은 지연 시간 차이가 미리 설정된 제1 임계값 보다 작은가를 검사할 수 있다. 그리고 기지국(1121)은 도플러 차이가 미리 결정된 제2 임계값보다 작은가를 검사할 수 있다. 여기서 제1 임계값과 제2 임계값은 다이버시티 전송을 수행할 수 있는 임계값이 될 수 있다.
S1712단계의 검사결과 지연 시간 차이가 미리 설정된 제1 임계값 이상이거나 또는 도플러 차이가 미리 결정된 제2 임계값 이상인 경우 기지국(1121)은 S1716단계로 진행할 수 있다. 반면에 S1712단계의 검사결과 지연 시간 차이가 미리 설정된 제1 임계값보다 작고, 그리고 도플러 차이가 미리 결정된 제2 임계값보다 작은 경우 기지국(1121)은 S1714단계로 진행할 수 있다.
S1714단계에서 기지국(1121)은 지연 시간 차이가 미리 설정된 제1 임계값 미만이고, 또는 도플러 차이가 미리 결정된 제2 임계값 미만인 경우이므로, 다이버시티 전송이 가능함을 확인할 수 있다. 따라서 기지국(1121)은 다이버시티 전송 모드로 결정할 수 있다.
반면에 S1712단계에서 지연 시간 차이가 미리 설정된 제1 임계값 이상이거나 또는 도플러 차이가 미리 결정된 제2 임계값 이상인 경우 기지국(1121)은 S1716단계에서 다이버시티 전송 모드 요구가 있는가를 검사할 수 있다. 앞서 설명된 실시예들의 경우 기지국(1121)은 보상 능력을 갖지 않는 경우들에 대해서 설명하였다. 하지만 도 16 및 도 17에서 설명하는 기지국(1121)은 보상 능력을 가진 기지국이 될 수 있다. 따라서 다이버시티 전송 모드가 요구되는 경우 기지국(1121)은 S1714단계로 진행하여 다이버시티 전송 모드로 결정할 수 있다.
반면에 S1716단계의 검사결과 다이버시티 전송 모드가 요구되지 않은 경우 S1720단계로 진행하여 단일 전송 모드를 유지할 수 있다.
이상에서 설명한 도 16 및 도 17의 실시예는 기지국(1121)이 보상 능력을 갖는 경우가 될 수 있다. 또한 기지국(1121)이 보상 능력을 갖는 경우라도 보상 능력을 운영자가 온/오프(on/off)할 수도 있다. 따라서 기지국(1121)의 보상 능력 온/오프를 수행할 수 있는 경우를 가정하면, 앞서 설명한 제1 실시예 내지 제3 실시예의 경우들은 기지국(1121)이 보상 능력을 갖지만, 보상 오프가 설정된 경우의 실시예가 될 수 있고, 제4 실시예는 기지국(1121)의 보상 능력이 온되어 있는 상태가 될 수도 있다.
제5 실시예: 위성 다이버시티 모드와 단일 전송 모드 간 업링크의 스위칭 방법
이하에서 설명되는 본 개시의 제5 실시예에서는 NTN 환경에서 위성 다이버시티 모드와 단일 전송 중 특히 업링크(uplink, UL)의 위성 다이버시티 전송 모드와 단일 전송 모드를 설명할 것이다. UL의 위성 다이버시티 전송 모드는 UE가 둘 이상의 위성을 통해 신호를 전송함으로써 다이버시티 이득을 획득하기 위한 기법을 의미할 수 있다. 이하에서는 NTN 환경에서 다이버시티 모드에 대해 설명할 것이므로, 다이버시티 모드란 위성 다이버시티 모드를 의미할 수 있다. 다만, 앞선 실시예들과 차별되는 점은 UL 다이버시티 모드라는 점에서 차이가 있다.
본 개시의 제5 실시예를 충족하기 위해 UE는 2개의 송신 모듈을 갖거나 또는 내부적으로 하나의 송신 모듈이 서로 다른 위성으로 신호를 송신할 수 있도록 설정될 수 있어야 한다. 이처럼 2개의 송신 모듈을 갖는 경우 제1 송신 모듈은 제1 위성(1111)으로 신호를 송신할 수 있고, 제2 송신 모듈은 제2 위성(1112)으로 신호를 송신할 수 있다. 따라서 2개의 송신 모듈을 이용하는 경우 제1 송신 모듈에서 제1 위성(1111)을 통해 기지국(1121)으로 향하는 제1 UL 링크 및 제2 송신 모듈에서 제2 위성(1112)을 통해 기지국(1121)으로 향하는 제2 UL 링크가 각 설정될 수 있다.
제1 UL 링크와 제2 UL 링크 각각은 앞서 설명한 바와 같이 시간 지연이 상이하고, 도플러 천이 값도 상이할 수 있다. 앞서 제1 실시예 내지 제4 실시예에서 설명한 바와 같은 방법 다시 말해, 시간 지연의 차이 및 도플러 천이의 차이에 기초하여 UL 단일 전송 모드와 UL 다이버시티 전송 모드 간 스위칭이 가능하다. 이때, 각각의 링크는 개별적인 송신 모듈을 갖기 때문에 개별적인 타이밍 및 도플러 천이 사전 보상 제어가 가능하다. 따라서 UE(1101)는 제4 실시예에서 설명한 바와 같이 사전에 시간 지연을 보상하고, DPC를 수행함으로써, UL 다이버시티 전송 모드를 수행하도록 할 수 있다.
한편, UE(1101)의 UL 송신 모듈이 한 개인 경우 타이밍 및 도플러 천이 사전 보상 제어를 링크 개별적으로 수행할 수 없다. 따라서 이 경우에 한쪽 링크의 품질이 너무 나쁘면 다이버시티 이득이 열화되기 때문에 적절한 중간 값을 활용한 사전 보상 방안이 가능하다. 예를 들어, 도플러 천이에 의한 영향이 선형적(linear)이면, 중간값을 기준으로 사전 보상하고, 비선형적(non-linear)이면, 적절한 값을 찾는 알고리즘이 필요할 수 있다. 이러한 알고리즘들은 다양한 형태들이 존재할 수 있다. 따라서 본 개시에서 도플러 천이에 의한 영향이 비선형적인 경우 도플러 천이를 보상하기 위한 DPC 방법에 대해 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한 UE(1101)는 자신의 위치를 알 수 있고, 위성은 자신의 위치를 방송하거나 또는 위성의 위치를 식별할 수 있는 정보를 사전에 가지고 있을 수 있다. 따라서 제1 실시예와 같이 측정된 값을 이용하는 경우 뿐 아니라 제2 실시예에서 설명한 바와 같이 추정된 값을 이용할 수도 있음에 유의해야 한다.
본 개시에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다.　컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 정보가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.　또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한,　컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom),　램(ram),　플래시 메모리(flash memory)　등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.　프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter)　등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
본 개시의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나,　그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고,　여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다.　유사하게,　방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다.　방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어,　마이크로프로세서,　프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여)　수행될 수 있다.　몇몇의 실시예에서,　가장 중요한 방법 단계들의 적어도 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어,　필드 프로그래머블 게이트 어레이)는 본 개시에서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다.　필드 프로그래머블 게이트 어레이(field-programmable gate array)는 본 개시에서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서(microprocessor)와 함께 작동할 수 있다.　일반적으로,　방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
이상 본 개시의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만,　해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 개시의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 개시를 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 기지국의 방법에 있어서,
    제1 위성 및 제2 위성 각각에 대응하는 참조 신호(reference signal, RS)를 할당하는 단계;
    상기 제1 위성 및 상기 제2 위성을 통해 각 위성에 대응하는 RS 및 데이터를 사용자 장비(user equipment, UE)로 전송하도록 제어하는 단계;
    상기 UE로부터 RS 측정 보고 메시지를 수신하는 단계;
    상기 수신된 RS 측정 보고 메시지에 기초하여 상기 데이터를 상기 제1 위성 및 상기 제2 위성 중 하나의 위성을 통해 전송하는 단일 전송 모드 또는 상기 제1 위성 및 상기 제2 위성 모두를 통해 상기 데이터를 전송하는 다이버시티 전송 모드 중 하나의 전송 모드를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 전송 모드에 기초하여 상기 데이터를 상기 UE로 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 RS 측정 보고 메시지는 상기 제1 위성을 경유하는 제1 링크를 통해 수신된 제1 RS에 기초한 제1 시간 지연 값 및 제1 도플러 쉬프트 값과 상기 제2 위성을 경유하는 제2 링크를 통해 수신된 제2 RS에 기초한 제2 시간 지연 값 및 제2 도플러 쉬프트 값을 포함하는,
    기지국의 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 다이버시티 전송 모드는,
    상기 제1 시간 지연 값과 상기 제2 시간 지연 값 간의 차이가 미리 결정된 제1 임계값 미만이고, 상기 제1 도플러 쉬프트 값과 제2 도플러 쉬프트 값 간의 차이가 미리 결정된 제2 임계값 미만인 경우에 결정되는,
    기지국의 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단일 전송 모드는,
    상기 제1 시간 지연 값과 상기 제2 시간 지연 값 간의 차이가 미리 결정된 제1 임계값 이상이거나 또는 상기 제1 도플러 쉬프트 값과 제2 도플러 쉬프트 값 간의 차이가 미리 결정된 제2 임계값 이상인 경우에 결정되는,
    기지국의 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 RS 측정 보고 메시지는 상기 제1 위성과 상기 제2 위성 중 하나의 서빙 위성을 통해 수신되는,
    기지국의 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 RS 측정 보고 메시지는 상기 제1 링크를 통해 수신되는 제1 RS 측정 보고 메시지 및 상기 제2 링크를 통해 수신되는 제2 RS 측정 보고 메시지로 구성되며,
    상기 제1 RS 측정 보고 메시지는 상기 제1 시간 지연 값 및 상기 제1 도플러 쉬프트 값을 포함하고, 및
    상기 제2 RS 측정 보고 메시지는 상기 제2 시간 지연 값 및 상기 제2 도플러 쉬프트 값을 포함하는,
    기지국의 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 위성 및 상기 제2 위성 각각에 대응하는 RS의 할당은, 상기 UE로부터 다이버시티 전송 요청이 존재하는 경우에 수행되는,
    기지국의 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 UE로부터 상기 다이버시티 전송 요청을 수신하는 단계;
    상기 RS 측정 보고 메시지에 기초하여 결정된 전송 모드가 상기 단일 전송 모드인 경우 상기 제1 시간 지연 값과 상기 제2 시간 지연 값 간의 차이가 미리 설정된 제1 임계값 미만이 되도록 상기 제1 시간 지연 값을 보상하는 단계;
    상기 제1 도플러 쉬프트 값과 상기 제2 도플러 쉬프트 값 간의 차이가 미리 설정된 제2 임계값 미만이 되도록 상기 제1 도플러 쉬프트 값을 보상하는 단계; 및
    상기 보상된 값들을 적용하여 상기 다이버시티 전송 모드로 결정하는 단계를 더 포함하는,
    기지국의 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 시간 지연을 갖는 상기 제1 링크가 상기 제2 링크보다 긴 지연 시간을 갖는,
    기지국의 방법.
  9. 기지국에 있어서,
    적어도 하나의 프로세서를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 기지국이:
    제1 위성 및 제2 위성 각각에 대응하는 참조 신호(reference signal, RS)를 할당하고;
    상기 제1 위성 및 상기 제2 위성을 통해 각 위성에 대응하는 RS 및 데이터를 사용자 장비(user equipment, UE)로 전송하도록 제어하고;
    상기 UE로부터 RS 측정 보고 메시지를 수신하고;
    상기 수신된 RS 측정 보고 메시지에 기초하여 상기 데이터를 상기 제1 위성 및 상기 제2 위성 중 하나의 위성을 통해 전송하는 단일 전송 모드 또는 상기 제1 위성 및 상기 제2 위성 모두를 통해 상기 데이터를 전송하는 다이버시티 전송 모드 중 하나의 전송 모드를 결정하고; 및
    상기 결정된 전송 모드에 기초하여 상기 데이터를 상기 UE로 전송하도록 야기하며,
    상기 RS 측정 보고 메시지는 상기 제1 위성을 경유하는 제1 링크를 통해 수신된 제1 RS에 기초한 제1 시간 지연 값 및 제1 도플러 쉬프트 값과 상기 제2 위성을 경유하는 제2 링크를 통해 수신된 제2 RS에 기초한 제2 시간 지연 값 및 제2 도플러 쉬프트 값을 포함하는,
    기지국.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 다이버시티 전송 모드는,
    상기 제1 시간 지연 값과 상기 제2 시간 지연 값 간의 차이가 미리 결정된 제1 임계값 미만이고, 상기 제1 도플러 쉬프트 값과 제2 도플러 쉬프트 값 간의 차이가 미리 결정된 제2 임계값 미만인 경우에 결정되는,
    기지국.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 단일 전송 모드는,
    상기 제1 시간 지연 값과 상기 제2 시간 지연 값 간의 차이가 미리 결정된 제1 임계값 이상이거나 또는 상기 제1 도플러 쉬프트 값과 제2 도플러 쉬프트 값 간의 차이가 미리 결정된 제2 임계값 이상인 경우에 결정되는,
    기지국.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 RS 측정 보고 메시지는 상기 제1 위성과 상기 제2 위성 중 하나의 서빙 위성을 통해 수신되는,
    기지국.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 RS 측정 보고 메시지는 상기 제1 링크를 통해 수신되는 제1 RS 측정 보고 메시지 및 상기 제2 링크를 통해 수신되는 제2 RS 측정 보고 메시지로 구성되며,
    상기 제1 RS 측정 보고 메시지는 상기 제1 시간 지연 값 및 상기 제1 도플러 쉬프트 값을 포함하고, 및
    상기 제2 RS 측정 보고 메시지는 상기 제2 시간 지연 값 및 상기 제2 도플러 쉬프트 값을 포함하는,
    기지국.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 기지국이:
    상기 UE로부터 다이버시티 전송 요청이 존재하는 경우에 상기 제1 위성 및 상기 제2 위성 각각에 대응하는 RS의 할당하도록 야기하는,
    기지국.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 기지국이:
    상기 UE로부터 다이버시티 전송 요청을 수신하고;
    상기 RS 측정 보고 메시지에 기초하여 결정된 전송 모드가 단일 전송 모드인 경우 상기 제1 시간 지연 값과 상기 제2 시간 지연 값 간의 차이가 미리 설정된 제1 임계값 미만이 되도록 상기 제1 시간 지연 값을 보상하고;
    상기 제1 도플러 쉬프트 값과 상기 제2 도플러 쉬프트 값 간의 차이가 미리 설정된 제2 임계값 미만이 되도록 상기 제1 도플러 쉬프트 값을 보상하고; 및
    상기 보상된 값들을 적용하여 상기 다이버시티 전송 모드로 결정하도록 더 야기하는,
    기지국.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1 시간 지연을 갖는 상기 제1 링크가 상기 제2 링크보다 긴 지연 시간을 갖는,
    기지국.
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