WO2024096533A1 - 무선 통신 시스템에서 빔 관리를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 빔 관리를 위한 방법 및 장치 Download PDF

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이정수
김범준
최완
권정현
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기아 주식회사
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    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal

Definitions

  • This disclosure relates to improved communication technology, and more particularly to technology for beam management in a wireless communication system.
  • 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.
  • the operating band is defined as FR1 (n1 ⁇ n99) and FR2 (n257 ⁇ n262).
  • 5G NR introduces and uses a beam forming technique to solve the path loss problem that occurs when using a high frequency band such as FR2 and to deliver desired information well in a specific direction.
  • the beam management process for beam forming creates a slightly wider range of beams through a combination of the Synchronization Signal Block (SSB) time index and RACH occurrence.
  • An initial beam establishment process is first performed to select a beam, followed by a beam adjustment process to select a more detailed beam, and a beam adjustment process to select a new beam when performance is degraded due to beam misalignment. It consists of a beam recovery process.
  • SSB Synchronization Signal Block
  • the base station or terminal sequentially changes beams one by one based on beam sweeping, measures the performance of its candidate beam, and finds the optimal beam.
  • performance is measured by forming only one beam at a time, so in the existing beam management method, the time required to find the optimal beam is proportional to the number of candidate beams formed by the base station and terminal.
  • the 6G communication system is expected to utilize the unlicensed band or terahertz band of millimeter wave to achieve ultra-high capacity/ultra-wideband/ultra-low-latency communication services.
  • 6G communications use very high frequency bands, it can be expected that more antennas will be used to form highly directional beams than 5G NR to solve the high path loss problem that occurs in high frequency bands.
  • the current beam management process of 5G NR is not suitable for the 6G communication system that requires a higher level of low-latency communication, and the beam management process for low-delay communication in the terahertz band rather than the beam sweeping-based method of 5G NR and For this, definition of necessary parameters is necessary.
  • the purpose of the present disclosure to solve the above problems is to provide a method and device for beam management in a communication system using a high frequency band.
  • the method of the base station includes the number of subcarriers to be beam squinted in an angular search space and the sweeping of beams formed using the beam squinted subcarriers. Allocating first resources for transmitting candidate beams determined based on the number of times; Transmitting first resource information indicating the allocated first resource to user equipment (UE); mapping a beam index to each of the candidate beams; Transmitting beam index information mapped to each of the candidate beams to the UE; Transmitting a reference signal through the candidate beams using the first resource; Receiving reception quality information for the reference signal from the UE; and determining a transmission beam based on the reception quality information.
  • UE user equipment
  • the first resource information includes a frequency resource and a time resource, where the frequency resource is a frequency of each of the subcarriers for forming each of the candidate beams, and the time resource is a frequency of each of the candidate beams based on the number of sweeps. It may be the time of transmission.
  • the frequency of each of the subcarriers may be set so that the difference between the frequencies of adjacent subcarriers has the same value.
  • TDN Time Delay Network
  • Each of the first resource information allocated to the candidate beams and the beam index information mapped to each of the candidate beams includes downlink control information (DCI), a medium access control-control element, and , MAC-CE) or radio resource control (RRC) reconfiguration information may be used to transmit it to the UE.
  • DCI downlink control information
  • MAC-CE medium access control-control element
  • RRC radio resource control
  • the second reference signal is transmitted through the transmission beam, and an information element of the reference signal resource set of radio resource control (RRC) reconfiguration information before transmitting the second reference signal to the UE.
  • the method may further include indicating that the transmission beam is fixed using a repetition parameter.
  • the information on the number of candidate beams of the UE may be received using any one of uplink control information (UCI), UE Assistance Information, or UE Capability Information.
  • UCI uplink control information
  • UE Assistance Information UE Capability Information
  • a method of user equipment (UE) includes receiving, from the base station, first resource information indicating a first resource allocated to candidate beams transmitted by the base station; Receiving beam index information mapped to each of the candidate beams from the base station; Receiving a first signal from the base station through the candidate beams using a preset reception beam, the first signal including a reference signal and beam index information corresponding to each of the candidate beams; measuring reception quality of the reference signal received through each of the candidate beams; And transmitting the measured reception quality information and beam index information of each of the candidate beams corresponding to the measured reception quality information to the base station,
  • the candidate beams may be determined based on the number of beam squint subcarriers and the number of sweeps in the angular search space.
  • the first resource information includes a frequency resource and a time resource, where the frequency resource is a frequency of each of the subcarriers for forming each of the candidate beams, and the time resource is transmission time information based on the number of beam sweepings. It can be.
  • the frequency of each of the subcarriers may be set so that the difference between the frequencies of adjacent subcarriers has the same value.
  • Each of the first resource information allocated to the candidate beams and the beam index information indicated by each of the first signals received through each of the candidate beams is downlink control information (DCI), medium access control- It may be received using either medium access control-control element (MAC-CE) or radio resource control (RRC) reconfiguration information.
  • DCI downlink control information
  • MAC-CE medium access control-control element
  • RRC radio resource control
  • determining a UE beam candidate group by dividing the preset reception beam into a plurality of segmented beams; Transmitting the number of beams of the UE beam candidate group to the base station; Receiving a second reference signal using beams belonging to the UE beam candidate group; measuring signal quality of the second reference signal; And it may include determining a reception beam based on the signal quality of the measured second reference signal.
  • the method may further include receiving second information indicating that the transmission beam is fixed before receiving the second reference signal.
  • the second information may be indicated using a repetition parameter among the information elements of the reference signal resource set of radio resource control (RRC) reconfiguration information.
  • RRC radio resource control
  • the information on the number of candidate beams of the UE may be transmitted using any one of uplink control information (UCI), UE Assistance Information, or UE Capability Information.
  • UCI uplink control information
  • UE Assistance Information UE Assistance Information
  • UE Capability Information UE Capability Information
  • UE User equipment
  • the at least one processor allows the UE to:
  • the candidate beams may be determined based on the number of beam squint subcarriers and the number of sweeps in the angular search space.
  • the first resource information includes a frequency resource and a time resource, where the frequency resource is a frequency of each of the subcarriers for forming each of the candidate beams, and the time resource is transmission time information based on the number of beam sweepings. It can be.
  • the frequency of each of the subcarriers may be set so that the difference between the frequencies of adjacent subcarriers has the same value.
  • the at least one processor allows the UE to:
  • RRC radio resource control
  • repetition parameters can be used.
  • beams can be transmitted simultaneously in multiple directions using beam squint.
  • the beam angles can be made uniform. Additionally, when beam adjustment and beam recovery procedures are performed using simultaneously transmitted beams, beam adjustment and recovery can be performed quickly.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a communication system.
  • Figure 2 is a block diagram showing a first embodiment of a communication node constituting a communication system.
  • Figure 3 is a block diagram showing a first embodiment of communication nodes performing communication.
  • Figure 4A is a block diagram showing a first embodiment of a transmission path.
  • Figure 4b is a block diagram showing a first embodiment of a receive path.
  • Figure 5 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a system frame in a communication system.
  • Figure 6 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a subframe in a communication system.
  • Figure 7 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a slot in a communication system.
  • Figure 8 is a conceptual diagram showing a first embodiment of time-frequency resources in a communication system.
  • Figure 9a is a conceptual diagram for explaining the beam squinting phenomenon when a base station transmits a beam using multiple antennas.
  • Figure 9b is a conceptual diagram of a case where a squint beam is set in the same direction as a reference beam when a base station transmits a beam using multiple antennas.
  • Figure 10 is a conceptual diagram of a case where a base station transmits beams using multiple antennas and flexibly controls the TDN function to simultaneously form multiple beams in a desired direction.
  • Figure 11 is a conceptual diagram illustrating a case where a base station allocates resources for a transmission beam using beam squinting.
  • Figure 12 is a conceptual diagram illustrating the overall procedure of the low-delay beam adjustment method using beam squint.
  • Figure 13 is a flowchart for explaining a low-delay beam adjustment method using beam squint.
  • Figure 14 is a conceptual diagram illustrating the overall procedure of the low-delay beam recovery method using beam squint.
  • Figure 15 is a flowchart for explaining a low-delay beam adjustment method using beam squint.
  • 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.
  • 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 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.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a communication system.
  • the communication system 100 includes a plurality of communication nodes 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6).
  • the communication system 100 includes a core network (e.g., serving-gateway (S-GW), packet data network (PDN)-gateway (P-GW), mobility management entity (MME)). More may be included.
  • the core network includes an access and mobility management function (AMF), a user plane function (UPF), a session management function (SMF), etc. may include.
  • a plurality of communication nodes 110 to 130 may support communication protocols (eg, LTE communication protocol, LTE-A communication protocol, NR communication protocol, etc.) specified in the 3rd generation partnership project (3GPP) standard.
  • the plurality of communication nodes 110 to 130 may use code division multiple access (CDMA) technology, wideband CDMA (WCDMA) technology, time division multiple access (TDMA) technology, frequency division multiple access (FDMA) technology, orthogonal frequency division (OFDM) technology.
  • CDMA code division multiple access
  • WCDMA wideband CDMA
  • TDMA time division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • OFDM orthogonal frequency division
  • Each of the plurality of communication nodes may have the following structure.
  • Figure 2 is a block diagram showing a first embodiment of a communication node constituting a communication system.
  • the communication node 200 may include at least one processor 210, a memory 220, and a transmitting and receiving device 230 that is connected to a network and performs communication. Additionally, the communication node 200 may further include an input interface device 240, an output interface device 250, a storage device 260, etc. Each component included in the communication node 200 is connected by a bus 270 and can communicate with each other.
  • the processor 210 may execute a program command stored in at least one of the memory 220 and the storage device 260.
  • the processor 210 may refer to a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present disclosure are performed.
  • Each of the memory 220 and the storage device 260 may be comprised of at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium.
  • the memory 220 may be comprised of at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).
  • the communication system 100 includes a plurality of base stations (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) and a plurality of terminals (130- 1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6).
  • Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 may form a macro cell.
  • Each of the fourth base station 120-1 and the fifth base station 120-2 may form a small cell.
  • the fourth base station 120-1, the third terminal 130-3, and the fourth terminal 130-4 may belong to the cell coverage of the first base station 110-1.
  • the second terminal 130-2, the fourth terminal 130-4, and the fifth terminal 130-5 may belong to the cell coverage of the second base station 110-2.
  • the fifth base station 120-2, the fourth terminal 130-4, the fifth terminal 130-5, and the sixth terminal 130-6 may belong to the cell coverage of the third base station 110-3. There is.
  • the first terminal 130-1 may belong to the cell coverage of the fourth base station 120-1.
  • the sixth terminal 130-6 may belong to the cell coverage of the fifth base station 120-2.
  • each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 is NB (NodeB), eNB (evolved NodeB), gNB, ABS (advanced base station), and HR.
  • BS base transceiver station
  • BTS base transceiver station
  • RAS radio access station
  • MMR-BS mobile multihop relay-base station
  • RS relay station
  • ARS abbrevanced relay station
  • HR-RS high reliability-relay station
  • HNB home NodeB
  • HeNB home eNodeB
  • RSU road side unit
  • RRH radio remote head
  • TP transmission point
  • TRP transmission and reception point
  • Each of the plurality of terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, and 130-6 includes a user equipment (UE), a terminal equipment (TE), an advanced mobile station (AMS), HR-MS (high reliability-mobile station), terminal, access terminal, mobile terminal, station, subscriber station, mobile station, mobile It may be referred to as a portable subscriber station, a node, a device, an on board unit (OBU), etc.
  • UE user equipment
  • TE terminal equipment
  • AMS advanced mobile station
  • HR-MS high reliability-mobile station
  • OBU on board unit
  • each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may operate in different frequency bands or may operate in the same frequency band.
  • Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be connected to each other through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link.
  • information can be exchanged with each other through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link.
  • Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be connected to the core network through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link.
  • Each of the plurality of base stations (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) transmits the signal received from the core network to the corresponding terminal (130-1, 130-2, 130-3, 130). -4, 130-5, 130-6), and the signal received from the corresponding terminal (130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) is sent to the core network can be transmitted to.
  • each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 performs MIMO transmission (e.g., single user (SU)-MIMO, multi user (MU)- MIMO, massive MIMO, etc.), coordinated multipoint (CoMP) transmission, carrier aggregation (CA) transmission, transmission in unlicensed band, sidelink communication (e.g., D2D (device to device communication), ProSe (proximity services), IoT (Internet of Things) communication, dual connectivity (DC), etc.
  • MIMO transmission e.g., single user (SU)-MIMO, multi user (MU)- MIMO, massive MIMO, etc.
  • coordinated multipoint (CoMP) transmission e.g., carrier aggregation (CA) transmission, transmission in unlicensed band
  • sidelink communication e.g., D2D (device to device communication), ProSe (proximity services), IoT (Internet of Things) communication, dual connectivity (DC), etc.
  • the second base station 110-2 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the SU-MIMO method, and the fourth terminal 130-4 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the SU-MIMO method.
  • a signal can be received from the second base station 110-2.
  • the second base station 110-2 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 based on the MU-MIMO method, and the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 can each receive a signal from the second base station 110-2 by the MU-MIMO method.
  • Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the CoMP method, and the fourth terminal 130-4 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4.
  • the terminal 130-4 can receive signals from the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 using the CoMP method.
  • Each of a plurality of base stations (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) has a terminal (130-1, 130-2, 130-3, 130-4) within its cell coverage. , 130-5, 130-6), and signals can be transmitted and received based on the CA method.
  • the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 each perform sidelink communication between the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5. It can be controlled, and each of the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 performs sidelink communication under the control of each of the second base station 110-2 and the third base station 110-3. It can be done.
  • communication nodes that perform communication in a communication network may be configured as follows.
  • the communication node shown in FIG. 3 may be a specific embodiment of the communication node shown in FIG. 2.
  • Figure 3 is a block diagram showing a first embodiment of communication nodes performing communication.
  • each of the first communication node 300a and the second communication node 300b may be a base station or UE.
  • the first communication node 300a may transmit a signal to the second communication node 300b.
  • the transmission processor 311 included in the first communication node 300a may receive data (eg, data unit) from the data source 310. Transmitting processor 311 may receive control information from controller 316.
  • 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 311 may generate data symbol(s) by performing processing operations (eg, encoding operations, symbol mapping operations, etc.) on data.
  • the transmission processor 311 may generate control symbol(s) by performing processing operations (eg, encoding operations, symbol mapping operations, etc.) on control information. Additionally, the transmit processor 311 may generate synchronization/reference symbol(s) for the synchronization signal and/or reference signal.
  • the Tx MIMO processor 312 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 312 may be provided to modulators (MODs) included in the transceivers 313a to 313t.
  • 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 313a through 313t may be transmitted through the antennas 314a through 314t.
  • Signals transmitted by the first communication node 300a may be received at the antennas 364a to 364r of the second communication node 300b. Signals received from the antennas 364a to 364r may be provided to demodulators (DEMODs) included in the transceivers 363a to 363r.
  • 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 362 may perform MIMO detection operation on symbols.
  • the receiving processor 361 may perform processing operations (eg, deinterleaving operations, decoding operations) on symbols.
  • the output of receiving processor 361 may be provided to data sink 360 and controller 366. For example, data may be provided to data sink 360 and control information may be provided to controller 366.
  • the second communication node 300b may transmit a signal to the first communication node 300a.
  • the transmission processor 368 included in the second communication node 300b may receive data (e.g., a data unit) from the data source 367 and perform a processing operation on the data to generate data symbol(s). can be created.
  • the transmit processor 368 may receive control information from the controller 366 and perform processing operations on the control information to generate control symbol(s). Additionally, the transmit processor 368 may generate reference symbol(s) by performing a processing operation on the reference signal.
  • the Tx MIMO processor 369 may perform spatial processing operations (e.g., precoding operations) on data symbol(s), control symbol(s), and/or reference symbol(s).
  • the output (eg, symbol stream) of the Tx MIMO processor 369 may be provided to modulators (MODs) included in the transceivers 363a to 363t.
  • 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 363a through 363t may be transmitted through antennas 364a through 364t.
  • Signals transmitted by the second communication node 300b may be received at the antennas 314a to 314r of the first communication node 300a. Signals received from the antennas 314a to 314r may be provided to demodulators (DEMODs) included in the transceivers 313a to 313r.
  • 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 320 may perform a MIMO detection operation on symbols.
  • the receiving processor 319 may perform processing operations (eg, deinterleaving operations, decoding operations) on symbols.
  • the output of receive processor 319 may be provided to data sink 318 and controller 316. For example, data may be provided to data sink 318 and control information may be provided to controller 316.
  • Memories 315 and 365 may store data, control information, and/or program code.
  • the scheduler 317 may perform scheduling operations for communication.
  • the processors 311, 312, 319, 361, 368, 369 and controllers 316, 366 shown in FIG. 3 may be the processor 210 shown in FIG. 2 and are used to perform the methods described in this disclosure. can be used
  • FIG. 4A is a block diagram showing a first embodiment of a transmit path
  • FIG. 4B is a block diagram showing a first embodiment of a receive path.
  • the transmit path 410 may be implemented in a communication node that transmits a signal
  • the receive path 420 may be implemented in a communication node that receives a signal.
  • the transmission path 410 includes a channel coding and modulation block 411, a serial-to-parallel (S-to-P) block 512, an Inverse Fast Fourier Transform (N IFFT) block 413, and a P-to-S (parallel-to-serial) block 414, a cyclic prefix (CP) addition block 415, and up-converter (UC) (UC) 416.
  • S-to-P serial-to-parallel
  • N IFFT Inverse Fast Fourier Transform
  • P-to-S (parallel-to-serial) block 414 a cyclic prefix (CP) addition block 415
  • UC up-converter
  • the reception path 420 includes a down-converter (DC) 421, a CP removal block 422, an S-to-P block 423, an N FFT block 424, a P-to-S block 425, and a channel decoding and demodulation block 426.
  • DC down-converter
  • CP CP
  • S-to-P CP
  • N FFT N FFT
  • P-to-S P-to-S block 425
  • a channel decoding and demodulation block 426 a channel decoding and demodulation block 426.
  • N may be a natural number.
  • Information bits in the transmission path 410 may be input to the channel coding and modulation block 411.
  • the channel coding and modulation block 411 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 411 may be a sequence of modulation symbols.
  • the S-to-P block 412 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 413 can generate time domain signals by performing an IFFT operation on N parallel symbol streams.
  • the P-to-S block 414 may convert the output (e.g., parallel signals) of the N IFFT block 413 to a serial signal to generate a serial signal.
  • the CP addition block 415 can insert CP into the signal.
  • the UC 416 may up-convert the frequency of the output of the CP addition block 415 to a radio frequency (RF) frequency. Additionally, the output of CP addition block 415 may be filtered at baseband prior to upconversion.
  • RF radio frequency
  • a signal transmitted in the transmission path 410 may be input to the reception path 420.
  • the operation in the receive path 420 may be the inverse of the operation in the transmit path 410.
  • DC 421 may down-convert the frequency of the received signal to a baseband frequency.
  • CP removal block 422 may remove CP from the signal.
  • the output of CP removal block 422 may be a serial signal.
  • the S-to-P block 423 can convert serial signals into parallel signals.
  • the N FFT block 424 can generate N parallel signals by performing an FFT algorithm.
  • P-to-S block 425 can convert parallel signals into a sequence of modulation symbols.
  • the channel decoding and demodulation block 426 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. 4A and 4B 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. 4A and 4B 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.”
  • 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.
  • Figure 5 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a system frame in a communication system.
  • time resources can be divided into frames.
  • system frames may be set consecutively.
  • the length of the system frame may be 10ms (millisecond).
  • the system frame number (SFN) can be set to #0 to #1023.
  • 1024 system frames may be repeated in the time domain of the communication system.
  • the SFN of the system frame after system frame #1023 may be #0.
  • One system frame may include two half frames.
  • the length of one half frame may be 5ms.
  • the half frame located in the start area of the system frame may be referred to as “half frame #0”, and the half frame located in the end area of the system frame may be referred to as “half frame #1.”
  • a system frame may include 10 subframes.
  • the length of one subframe may be 1ms.
  • Ten subframes within one system frame may be referred to as “subframes #0-9”.
  • Figure 6 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a subframe in a communication system.
  • one subframe may include n slots, and n may be a natural number. Therefore, one subframe may consist of one or more slots.
  • Figure 7 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a slot in a communication system.
  • one slot may include one or more symbols.
  • One slot shown in FIG. 7 may include 14 symbols.
  • the length of a slot may vary depending on the number of symbols included in the slot and the length of the symbol. Alternatively, the length of the slot may vary depending on numerology.
  • the numerology may include subcarrier spacing and CP length (or CP type).
  • Table 1 may be a first embodiment of a numerology configuration method for a CP-OFDM based communication system. Depending on the frequency band in which the communication system operates, at least some of the numerologies in Table 1 may be supported. Additionally, numerology(s) not listed in Table 1 may be additionally supported in the communication system.
  • the symbol may be set as a downlink (DL) symbol, a flexible (FL) symbol, or an uplink (UL) symbol.
  • a slot consisting of only DL symbols may be referred to as a “DL slot”
  • a slot consisting of only FL symbols may be referred to as a “FL slot”
  • a slot consisting of only UL symbols may be referred to as a “UL slot.”
  • the slot format can be set semi-fixably by higher layer signaling (eg, RRC signaling).
  • Information indicating the semi-fixed slot format may be included in system information, and the semi-fixed slot format may be set cell-specific. Additionally, the semi-fixed slot format can be additionally set for each terminal through terminal-specific higher layer signaling (e.g., RRC signaling).
  • Flexible symbols in cell-specific slot formats can be overridden with downlink symbols or uplink symbols by UE-specific higher layer signaling.
  • the slot format may be dynamically indicated by physical layer signaling (e.g., slot format indicator (SFI) included in DCI).
  • SFI slot format indicator
  • a semi-fixably set slot format may be overridden by a dynamically indicated slot format. For example, a semi-fixably configured flexible symbol may be overridden by SFI as a downlink symbol or uplink symbol.
  • the reference signal may be a channel state information-reference signal (CSI-RS), a sounding reference signal (SRS), a demodulation-reference signal (DM-RS), a phase tracking-reference signal (PT-RS), etc.
  • the channels are physical broadcast channel (PBCH), physical downlink control channel (PDCCH), physical downlink shared channel (PDSCH), physical uplink control channel (PUCCH), physical uplink shared channel (PUSCH), physical sidelink control channel (PSCCH), and PSSCH. (physical sidelink shared channel), etc.
  • a control channel may mean PDCCH, PUCCH, or PSCCH
  • a data channel may mean PDSCH, PUSCH, or PSSCH.
  • Figure 8 is a conceptual diagram showing a first embodiment of time-frequency resources in a communication system.
  • a resource consisting of one symbol (eg, OFDM symbol) in the time domain and one subcarrier in the frequency domain may be defined as a “resource element (RE).”
  • Resources consisting of one OFDM symbol in the time domain and K subcarriers in the frequency domain can be defined as a “resource element group (REG).”
  • REG may contain K REs.
  • REG can be used as a basic unit of resource allocation in the frequency domain.
  • K may be a natural number.
  • K could be 12.
  • N may be a natural number.
  • N may be 14.
  • N OFDM symbols can be used as a basic unit of resource allocation in the time domain.
  • RB may mean CRB (common RB).
  • RB may mean PRB or VRB (virtual RB).
  • a CRB may refer to an RB that constitutes a set of consecutive RBs (e.g., a common RB grid) based on a reference frequency (e.g., point A).
  • Carriers and/or bandwidth portions may be placed on a common RB grid. That is, the carrier and/or bandwidth portion may be comprised of CRB(s).
  • the RB or CRB constituting the bandwidth portion may be referred to as a PRB, and the CRB index within the bandwidth portion may be appropriately converted to a PRB index.
  • Downlink data can be transmitted through PDSCH.
  • the base station may transmit PDSCH configuration information (eg, scheduling information) to the terminal through the PDCCH.
  • the terminal can obtain PDSCH configuration information by receiving PDCCH (eg, downlink control information (DCI)).
  • PDCCH eg, downlink control information (DCI)
  • the configuration information of the PDSCH may include a modulation coding scheme (MCS) used for transmission and reception of the PDSCH, time resource information of the PDSCH, frequency resource information of the PDSCH, feedback resource information for the PDSCH, etc.
  • PDSCH may refer to a radio resource through which downlink data is transmitted and received.
  • PDSCH may mean downlink data itself.
  • PDCCH may refer to a radio resource through which downlink control information (eg, DCI) is transmitted and received.
  • PDCCH may mean downlink control information itself.
  • the terminal may perform a monitoring operation on the PDCCH in order to receive the PDSCH transmitted from the base station.
  • the base station may inform the terminal of configuration information for PDCCH monitoring operation using a higher layer message (eg, radio resource control (RRC) message).
  • Configuration information for monitoring operation of PDCCH may include control resource set (CORESET) information and search space information.
  • CORESET information may include PDCCH demodulation reference signal (DMRS) information, PDCCH precoding information, PDCCH occurrence information, etc.
  • the PDCCH DMRS may be a DMRS used to demodulate the PDCCH.
  • a PDCCH occurrence may be an area where a PDCCH can exist. In other words, the PDCCH location may be an area where DCI can be transmitted.
  • a PDCCH occurrence may be referred to as a PDCCH candidate.
  • PDCCH application information may include time resource information and frequency resource information of the PDCCH application. In the time domain, the length of the PDCCH occurrence may be indicated in symbol units. In the frequency domain, the size of the PDCCH occurrence may be indicated in RB units (eg, physical resource block (PRB) units or common resource block (CRB) units.
  • PRB physical resource block
  • CRB common resource block
  • Search space information may include a CORESET ID (identifier) associated with the search space, a period of PDCCH monitoring, and/or an offset. Each PDCCH monitoring period and offset may be indicated on a slot basis. Additionally, the search space information may further include the index of the symbol where the PDCCH monitoring operation starts.
  • CORESET ID identifier
  • Each PDCCH monitoring period and offset may be indicated on a slot basis. Additionally, the search space information may further include the index of the symbol where the PDCCH monitoring operation starts.
  • the base station can set a bandwidth part (BWP) for downlink communication.
  • BWP may be set differently for each terminal.
  • the base station can inform the terminal of BWP configuration information using upper layer signaling.
  • Upper layer signaling may mean “transmission operation of system information” and/or “transmission operation of RRC (radio resource control) message.”
  • the number of BWPs set for one terminal may be one or more.
  • the terminal can receive BWP configuration information from the base station and check the BWP(s) set by the base station based on the BWP configuration information.
  • the base station may activate one or more BWPs among the multiple BWPs.
  • the base station may transmit configuration information of the activated BWP(s) to the terminal using at least one of upper layer signaling, medium access control (MAC) control element (CE), or DCI.
  • the base station can perform downlink communication using the activated BWP(s).
  • the terminal can confirm the activated BWP(s) by receiving configuration information of the activated BWP(s) from the base station and perform a downlink reception operation on the activated BWP(s).
  • TR 38.912 of the 3GPP standard stipulates a multi-antenna scheme in 5G NR. For example, a set of L1/L2 procedures for beam management, beam determination, beam measurement, beam Beam reporting and beam sweeping are defined. It explains that this beam management procedure is supported in one or more TRxPs.
  • the 5G NR beam management process consists of an initial beam establishment process, a beam adjustment process, and a beam recovery process.
  • the initial beam establishment process and beam adjustment process change the beams sequentially one by one based on beam sweeping, measure the performance of each beam, and compare the measured performance to select the optimal transmit beam or receive beam.
  • 6G terahertz communication which forms a highly directional beam due to high path loss
  • a larger number of beams must be formed than in the existing 5G NR, and the existing beam sweeping-based beam management method is expected to require significant time overhead. .
  • the channel coherence time will be shorter in high-frequency band communications such as terahertz, which is expected to be used in 6G
  • the signal quality for all candidate beams of the base station and terminal is measured using the existing method. It's even harder to do.
  • signal quality will be explained using reference signal received power (RSRP).
  • RSRP reference signal received power
  • other information besides RSRP may be used.
  • information such as channel status information (CSI) and channel quality information (CQI), which are other indicators indicating channel quality, may be used.
  • this disclosure proposes a beam management procedure in an environment that uses a high frequency band such as the terahertz band in the future 6G communication system.
  • this disclosure proposes a beam management procedure that utilizes the beam squint phenomenon that occurs in the terahertz band.
  • the beam squint phenomenon is a phenomenon in which the difference between the spatial directions observed for each subcarrier increases when a beam is formed in the center frequency direction as in the existing method due to the high frequency and wide frequency band of the terahertz band. It means phenomenon.
  • the beam squint phenomenon is a phenomenon in which the signal is transmitted in a direction different from the direction at the center frequency as the subcarrier component is further away from the center frequency. Therefore, if beam squint is not compensated, even if beam forming is performed to transmit the beam in one direction, the beam is formed in multiple directions depending on the frequency band, making it difficult to achieve the desired received signal strength.
  • the present disclosure proposes a method of forming multiple beams in a desired direction at the same time based on multiple subcarriers by flexibly controlling the TDN function without completely compensating for the beam squinting phenomenon.
  • the base station and the terminal using the method proposed in this disclosure can reduce the number of beam sweepings by simultaneously forming beams in multiple directions at once without having to sequentially perform the beam sweeping process for all possible candidate beams one by one.
  • an attempt is made to solve the problem of high time overhead that occurs when applying sequential beam search of the beam sweeping method to terahertz communication.
  • the present disclosure described below provides specific procedures required when performing a beam management process using the beam squinting phenomenon. Also, at this time, necessary parameters are provided.
  • the 5G NR beam management process consists of initial beam establishment, beam adjustment, and beam recovery.
  • the present disclosure which will be described below, can be used in all initial beam establishment, beam adjustment, and beam recovery processes. Specifically, the present disclosure considers a situation in which it is desired to perform beam adjustment and beam recovery processes after the initial beam establishment process has been performed in advance. Additionally, the present disclosure can be equally applied to the initial beam establishment process.
  • Figure 9a is a conceptual diagram for explaining the beam squinting phenomenon when a base station transmits a beam using multiple antennas.
  • the base station 910 illustrates a case where it wants to transmit a signal in a specific frequency band (f c ) through a plurality of antennas (911, 912, ..., 91M-1, 91M).
  • a case where a plurality of antennas 911, 912, ..., 91M-1, 91M are included in a single panel of a uniform linear array (ULA) is illustrated.
  • ULA uniform linear array
  • wireless communication systems are expected to utilize a much larger number of antennas than before when utilizing wider frequency bands than before, such as the unlicensed band of millimeter waves or the terahertz frequency band. Therefore, as a greater number of antennas are utilized, the distance between antennas within the antenna structure becomes increasingly longer, resulting in a larger difference in propagation delay between each antenna.
  • the time delay can be a linear phase shift with respect to frequency.
  • beam forming can form a beam through a specific phase shift in one specific direction, that is, a desired beam direction.
  • This phase squint can vary as a function of frequency.
  • the phase squint for the desired beam direction can be expressed as a function of frequency.
  • the frequency band allocated in the wireless communication system becomes wider, the difference between the frequency allocated to each subcarrier and the center frequency increases.
  • a phenomenon occurs in which a beam transmitted at a frequency other than the center frequency (f c ) is spread and transmitted in an unintended direction, which is defined as the beam squint phenomenon.
  • squint occurs in the spatial direction between subcarriers existing within the same frequency band.
  • a process of adjusting is necessary.
  • the desired beam will be referred to as a reference beam.
  • the analog phase shifter cannot provide different phase changes for each frequency, so it is impossible to solve the beam squinting phenomenon with the existing hybrid beam forming structure.
  • the TDN function refers to a structure consisting of several True Time Delay (TTD) elements located between a digital precoder and an analog phase shifter. Each TTD that constitutes the TDN function has a specific delay value, and the TDN function composed of these TTD elements can generate different phase changes for each frequency.
  • TTD True Time Delay
  • the transmitted signal passing through the wireless channel on the mth subcarrier can be expressed as a formula: It can be expressed as Equation 1 below.
  • equation 1 is the channel matrix
  • A is the phase change due to the analog phase shifter
  • TDN function is the phase change due to the TDN function
  • digital precoder matrix is the information you want to transmit, and means noise.
  • Equation 2 The time delay value of each TTD element can be expressed as Equation 2 below.
  • Equation 2 “blkdiag” means a diagonal matrix with each value within parentheses as the main diagonal component.
  • the analog phase shifter causes a frequency-independent phase change, so in Equation 1, the phase change caused by the analog phase shifter is dependent on the subcarrier index. Instead, it is expressed only as A.
  • the phase change matrix of the TDN function Looking at , the main diagonal component is the time delay value of each TTD element. In addition, it can be seen that it changes depending on the frequency value f m of the mth subcarrier. Therefore, it can be seen that the TDN function generates different phase changes at different frequencies. By utilizing this characteristic of the TDN function, that is, the ability to cause frequency-dependent phase changes, it is possible to compensate for the beam squint phenomenon that occurs in the terahertz band.
  • Figure 9b is a conceptual diagram of a case where a squint beam is set in the same direction as a reference beam when a base station transmits a beam using multiple antennas.
  • the base station 910 illustrates a case where it wants to transmit a signal in a specific frequency band (f c ) through a plurality of antennas (911, 912, ..., 91M-1, 91M).
  • a plurality of antennas are included in a single panel of the ULA as shown in FIG. 9a was previously exemplified.
  • Figure 10 is a conceptual diagram of a case where a base station transmits beams using multiple antennas and flexibly controls the TDN function to simultaneously form multiple beams in a desired direction.
  • FIG. 10 a case where a base station 1010 and a plurality of antennas 1011, 1012, ..., 101M-1, 101M are included in a single panel of ULA is illustrated. Comparing FIG. 10 with FIG. 9A, the difference is that all beams in FIG. 10 are squint beams (f 1 , f 2 , f 3 , f 4 , f 5 ).
  • the base station 1010 does not completely compensate for the beam squinting phenomenon, but flexibly controls the TDN function to form a beam such that beams formed through multiple subcarriers are directed in multiple directions at the same time.
  • the base station 1010 sets a range for performing beam sweeping, that is, an angular search space (angular search space) 1020, and searches the angular search space through a plurality of subcarriers in a predetermined situation. Multiple beams facing different directions can be transmitted simultaneously while falling within the range of (1020).
  • this beam squint phenomenon is utilized to set the reference signal as a channel state information-reference signal (CSI-RS) for the beam adjustment/beam recovery process, and optimally
  • the procedure for setting the transmission and reception beams will be explained.
  • the reference signal may use information other than CSI-RS, but in this disclosure, CSI-RS will be used for convenience of explanation. Also, the parameters used at this time will also be explained.
  • the following description will mainly assume a downlink environment, but it is obvious to those skilled in the art that it can be extended and applied to an uplink environment as well.
  • the present disclosure will be described considering a situation in which the initial beam establishment process has been performed in advance.
  • multiple beams are formed simultaneously based on the method proposed in this disclosure to create a low-latency initial beam. It can be expanded and applied to carry out the establishment process.
  • the base station and the terminal determine the approximate beam direction through a combination of the SSB time index and RACH coordination. Additionally, we consider a situation in which a beam adjustment process is performed to select the optimal beam through a more detailed beam forming process based on the beam direction determined between the base station and the terminal.
  • the beam steering process can be divided into two steps.
  • the terminal uses a fixed beam. Additionally, the terminal uses a fixed beam to inspect the performance of each candidate beam belonging to the base station's beam candidate group. And the terminal can select the optimal beam based on the performance test. At this time, the selected beam may be one of the transmission beams of the base station.
  • the beam of the base station can be fixed.
  • the terminal can test the performance of candidate beams belonging to the terminal's beam candidate group with respect to the fixed beam of the base station. And, the terminal can select the optimal beam based on the performance test. At this time, the selected beam may be one of the terminal's reception beams.
  • the first step can be performed during the initial beam establishment process.
  • the terminal fixes the reception beam as a wide beam.
  • the base station may transmit a reference signal (eg, CSI-RS) through candidate beams.
  • the terminal can measure the reference signal transmitted through each beam.
  • the terminal can report the results of measuring the reference signal to the base station. Therefore, the base station can select the optimal transmission beam based on the measurement results reported by the terminal.
  • the base station's transmission beam may be fixed to the beam selected in the first step.
  • the terminal can measure a reference signal (eg, CSI-RS) received through the optimal transmission beam of the base station using a plurality of reception beams.
  • the terminal can select the optimal reception beam based on the result of measuring the reference signal.
  • the base station when the base station forms a transmission beam in the first step described above and when the terminal forms a reception beam in the second step, the beams are sequentially changed one by one, that is, by performing beam sweeping. Measured.
  • multiple beams having different directions can be formed simultaneously using the beam squint phenomenon.
  • different subcarriers when using the beam squint phenomenon, different subcarriers generate beam squint in different directions, so multiple beams can be formed instead of one beam. Therefore, the base station and the terminal can simultaneously measure the performance of beams in multiple directions using beam squint. This can reduce time overhead.
  • Figure 11 is a conceptual diagram illustrating a case where a base station allocates resources for a transmission beam using beam squinting.
  • the base station 1101 illustrates a case where a plurality of antennas are included within a single panel 1110 of the ULA.
  • FIG. 11 shows the squint beams (f 1 , f 2 , f 3 , f 4 , f 5 ) for each frequency in FIG. 10 described above at different times (t 1 , t 2 , t 3 ). The difference is that it is set to transmit in one direction.
  • the base station 1101 according to the present disclosure does not completely compensate for the beam squinting phenomenon, but flexibly controls the TDN function so that multiple subcarriers are squinted to form beams that point in multiple directions at the same time. can do.
  • FIG. 11 shows the squint beams (f 1 , f 2 , f 3 , f 4 , f 5 ) for each frequency in FIG. 10 described above at different times (t 1 , t 2 , t 3 ). The difference is that it is set to transmit in one direction
  • the range in which beam sweeping is to be performed can be set to a predetermined angle ⁇ .
  • the base station 1101 can simultaneously transmit multiple beams heading in different directions through multiple subcarriers within the angle search space 1120. At this time, a case may occur in which the base station 1101 cannot cover all of the angle search space 1120 by transmitting the squatted beams once. In this case, the base station 1101 can cover all of the angle search space 1120 by transmitting the squatted beams multiple times.
  • the base station 1101 transmits squatted beams (f 1 , f 2 , f 3 , f 4 , f 5 ) at different times, for example, at time t 1 and then squats again at the next time t 2 Transmit the squint beams (f 1 , f 2 , f 3 , f 4 , f 5 ), and then transmit the squint beams (f 1 , f 2 , f 3 , f 4 , f 5 ) again at time t 3.
  • the entire angle search space 1120 can be covered.
  • the predetermined angle ⁇ of the angular search space 1120 may correspond to a range in which beam sweeping must be performed in the beam adjustment process.
  • the beam located at the top (f 1 at time t 1 ) to the beam located at the bottom (f 5 at time t 3 ) corresponds to the candidate beams of the base station from BS beam #1 to BS beam #15, respectively.
  • FIG. 11 illustrates a case in which candidate beams are transmitted three times, and each transmission is transmitted through squatted beams using five different frequencies.
  • the base station 1101 can flexibly control the TDN function to generate a squint beam using five frequency resources from f 1 to f 5 at time t 1 .
  • the base station 1101 centers on beam #3 using the third subcarrier (f 3 ), which is the center frequency (f c ), at the time of t 1 and other frequencies (f 1 , f
  • the TDN function can be controlled so that beam #1, beam #2, beam #4, and beam #5 using ( 2 , f 4 , f 5 ) are spread out. In this way, the base station 1101 can control the TDN function in the same way at time t 2 and time t 3 .
  • the spacing of frequency resources corresponding to each beam must be constant.
  • the frequency difference between f 2 and f 1 , the frequency difference between f 3 and f 2 , and the frequency difference between f 4 and f 3 are required.
  • the frequency difference, the frequency difference between f 5 and f 4 must all be set to be the same.
  • the frequency resources for transmitting CSI-RS must have the same difference from adjacent frequencies.
  • the transmitting frequency band at time t 1 , ⁇ f 1 ,... , f 5 ⁇ and ⁇ f 6 , ... which is the frequency band transmitted at time t 2.
  • the frequency band transmitted at time t 3 ⁇ f 11 , ... , f 15 ⁇ should be set so that the angles of the candidate beams are at equal intervals, as illustrated in FIG. 11.
  • the main lobes of the candidate beams must be set so that they do not overlap, and the TDN function must be set so that all angles in the angle search space 1120 sent in one time period belong to one specific main lobe.
  • the base station transmitted beams one by one to determine the performance of each candidate beam and performed beam sweeping a total of 15 times.
  • the number of beam sweepings can be reduced to three. Therefore, it can be considered a low-latency beam adjustment process suitable for the terahertz band.
  • Tables 2 to 4 below explain the process by which the base station 1101 allocates frequency resources and time resources to each of its candidate beams in the beam adjustment process and transmits the allocated information to the terminal, as illustrated in FIG. 11. This is an example for doing so.
  • Table 2 above illustrates the case where the beam index is amplified for the beams squatted by frequency (f 1 , f 2 , f 3 , f 4 , f 5 ) at time t 1
  • Table 3 shows the case at t 2
  • An example of the case where the beam index is amplified for beams squintd by frequency (f 1 , f 2 , f 3 , f 4 , f 5 ) at time t 3 is shown in Table 4 .
  • This example illustrates the case where the beam index is amplified for beams squintd as f 2 , f 3 , f 4 , f 5 ).
  • Tables 2 to 4 may be tables according to an example of using beams squatted in the angle search space 1120 in the initial beam establishment process as illustrated in FIG. 11.
  • all beams transmitted at time t 1 may be wide beams, and each squint beam may be narrow beams.
  • all beams transmitted within the angle search space 1120 may be wide beams, and each squint beam may be a narrow beam.
  • Tables 2 to 4 assume that 15 candidate beams using squatted beams are determined as illustrated in FIG. 11. Therefore, Figure 11 and Tables 2 to 4 are examples of a case where 15 candidate beams are transmitted 5 times in total, 3 times in total.
  • Figure 11 and Tables 2 to 4 are only examples and are not limited thereto.
  • the base station 1101 transmits a CSI-RS
  • there are more frequency resources that can be allocated to the corresponding terminal and if the entire angle search space 1120 can be covered by beam squint of the frequency resources with one transmission, All 15 candidate beams may be transmitted in one transmission.
  • the entire angle search space 1120 cannot be covered due to beam squinting of the frequency resources, or if the frequency resources are less than those illustrated in FIG. 11, a greater number of transmissions may be required. there is.
  • the base station 1101 must allocate frequency/time resources to each of the candidate beams to determine the performance of its candidate beam for beam adjustment.
  • Frequency/time resources allocated by the base station 1101 can be transmitted through various types of messages or signals.
  • messages or signals may reconfigure downlink control information (DCI), medium access control-control element (MAC-CE), and radio resource control (RRC). Either reconfiguration or RRC signaling newly defined according to the present disclosure can be used.
  • DCI downlink control information
  • MAC-CE medium access control-control element
  • RRC radio resource control
  • the terminal may receive information as shown in Tables 2 to 4 from the base station 1101 and report CSI-RS measurement results based on what is described below through frequency/time resources.
  • Tables 2 to 4 are preliminary processes required for the base station 1101 to transmit a CSI-RS to the terminal, and can be flexibly performed depending on the situation and needs, such as at the request of the terminal or for beam management at the base station. You can.
  • the terminal can receive CSI-RS for each beam through mapped beams as shown in Table 5 below for the frequency resources and time resources received from the base station 1101.
  • each beam is classified as beam #1, beam #2,... , It was identified in the same way as beam #15, but in a wireless communication system, the actual beam index can be expressed in binary.
  • These beam indices can be exemplified as shown in Table 5 below.
  • the base station 1101 maps the beam indexes shown in Table 5 to each candidate beam and transmits the CSI-RS along with the beam index through the resources (time and frequency) shown in Tables 2 to 4. there is.
  • the base station 1101 determines the frequency/time allocated to the terminal for implementing the candidate beam in order to accurately measure the performance of the candidate beam. Resource information must be communicated.
  • the base station 1101 In order to transmit candidate beams as illustrated in FIG. 11, the base station 1101 must inform the terminal in advance of the frequency resources and time resources for allocating CSI-RS to each beam in Tables 2 to 4 described above. Therefore, the base station 1101 can share information about the candidate beam of the base station used in the beam adjustment process with the terminal by notifying the terminal in advance of information in the form shown in Table 5 using a message or signal as described above. You can.
  • the number of bits for the beam index can be determined using a ceil function to distinguish each candidate beam. For example, a rounding function such as Equation 3 below can be used.
  • Equation 3 is used to determine the number of bits of the beam index, and when n is 1, 1 bit can be allocated. And based on the determined number of bits, beams can be identified in binary numbers starting from the first beam.
  • the base station 1101 when 15 beams are used, 4 bits are required, and an index can be assigned to each of the beams as shown in Table 5. Therefore, when transmitting CSI-RS, the base station 1101 can transmit the beam index along with the CSI-RS. Then, the terminal can use the beam index to identify the beam that transmitted the CSI-RS received from the base station 1101.
  • the terminal when the terminal measures the performance of the received CSI-RS and reports it to the base station 1101, it can also transmit the beam index. Therefore, when receiving the RSRP value for CSI-RS, the base station 1101 can identify each beam through the beam index.
  • the terminal When the base station 1101 performs a beam adjustment process, the terminal must fix the reception beam to the beam selected in the initial beam establishment process. Therefore, the terminal must set the TDN function to fully compensate for the beam squinting phenomenon, as illustrated in FIG. 10b. And the terminal must receive CSI-RS by forming a beam in one direction through the configured TDN function.
  • the mapping between resources utilized by the base station 1101, such as frequency resources and time resources, and the corresponding beams was explained using beam indexes.
  • the frequency information and time information have already been determined, identification can be made only with the frequency and time information without using the beam index. Therefore, the beam index shown in Table 5 may not be used.
  • the base station 1101 knows the index in Table 5 or only the base station 1101 knows the information in Tables 2 to 4.
  • the UE may transmit the RS index to the base station 1101 as in 5G NR.
  • the base station 1101 can use Table 5 in the process of recognizing the beam corresponding to the RS index. For convenience of explanation, the following description will be made assuming that the beam indices in Table 5 are used.
  • the terminal can receive CSI-RS for each beam index illustrated in Table 5 for the frequency resources and time resources received from the base station 1101. Additionally, the terminal can measure the CSI-RS transmitted by the base station 1101 for each of the plurality of beams and report the beam index along with the RSRP of the CSI-RS to the base station.
  • An example of the RSRP of the CSI-RS reported by the terminal to the base station can be shown in Table 6 below.
  • the terminal can measure the RSRP of the CSI-RS received from each of the candidate beams transmitted by the base station 1101 and transmit the results to the base station 1101 as shown in Table 6.
  • Table 6 illustrates the case where the base station 1101 has a total of 15 candidate beams.
  • the terminal can measure the performance of 15 CSI-RSs transmitted by the base station 1101 and transmit them to the base station 1101 along with the beam index.
  • the beam index is the beam index for each candidate beam of the base station 1101 described in Table 5, and the RSRP value means the RSRP value for each of the candidate beams.
  • the UE can transmit the RSRP of the CSI-RS to the base station through the CSI reporting process, and beam index information can be transmitted through uplink control information (UCI).
  • UCI uplink control information
  • the base station can transmit information about the performance reporting indication of the base station's candidate beam to the terminal through UEInformationRequest in RRC signaling.
  • RRC signaling if the UEInformationRequest is set to indicate performance reporting of the candidate beam of the base station 1101, the UE may transmit RSRP information about the candidate beam of the base station 1101. Additionally, information regarding performance reporting instructions of the base station's candidate beam may be transmitted through SIB or RRC signaling, which is newly defined to apply the present disclosure.
  • the UE can use Measurement Report or UE Assistance Information in response to the report instruction. As another example, if new RRC signaling is defined for reporting according to the present disclosure, the newly defined RRC signaling may be used.
  • the base station 1101 can identify the beam index with the best performance based on the RSRP for each of the plurality of candidate beams fed back by the terminal. Additionally, the base station 1101 can determine the beam index with the best performance obtained during the beam adjustment process as the transmission beam.
  • the base station 1101 can select BS beam #7 as the optimal beam.
  • the base station 1101 can select the optimal beam among candidate beams belonging to its beam candidate group.
  • the terminal may have a beam candidate group as illustrated in Table 7 below.
  • the terminal after the beam adjustment process at the base station 1101, the terminal must set its own beam candidate group for the beam adjustment process at the terminal. Therefore, the terminal must transmit the number of its candidate beams to the base station 1101.
  • each of the candidate beams belonging to the terminal's beam candidate group may be a narrower beam than the reception beam selected through the initial beam establishment process.
  • the number of candidate beams of the terminal set in Table 7 can be interpreted as beams that subdivide the terminal's reception beam established through the initial beam establishment process into narrower beams.
  • the terminal may transmit the number of candidate beams to the base station 1101 to determine CSI-RS reception performance.
  • the UE may transmit the number of its candidate beams to the base station using UCI, UE Assistance Information, or UE Capability Information.
  • new RRC signaling is defined to transmit the number of candidate beams of the terminal according to the present disclosure
  • the number of candidate beams of the terminal may be transmitted to the base station 1101 using the corresponding RRC signaling.
  • the base station 1101 which has received its number of candidate beams from the terminal, can allocate CSI-RS frequency resources and time resources equal to the number of candidate beams of the terminal and then transmit CSI-RS to the terminal through the allocated resources.
  • the base station 1101 When transmitting CSI-RS during the beam adjustment process in the terminal, the base station 1101 sets ENUMERATED ⁇ on, off of the repetition parameter in the NZP-CSI-ResourceSet IE of the RRC reconfiguration message defined in the 5G NR standard. ⁇ Information can be used. In other words, the base station 1101 transmits to the terminal the repetition number of the beam set using the ENUMERATED ⁇ on, off ⁇ information of the repetition parameter in the NZP-CSI-ResourceSet IE of the RRC reconfiguration message, so that the base station 1101 currently uses The fact that the current transmission beam is fixed can be conveyed to the terminal. At this time, the base station 1101 can determine the number of repetitions based on the number of candidate beams received from the terminal.
  • the angular search space of the terminal may have six narrow beams.
  • the terminal can measure the performance of the beams from UE beam #1 to UE beam #6 and select the optimal reception beam based on this.
  • the base station 1101 In order to adjust the reception beam in the terminal, the base station 1101 must allocate time and frequency resources to measure the reception beam performance of the terminal. A case in which the base station 1101 allocates time and frequency resources to adjust the reception beam of the terminal can be exemplified as shown in Table 8 below.
  • Table 7 shows the frequencies for the base station 1101 to allocate CSI-RS at time t 4 and time t 5 to measure the reception beam performance of the terminal when the terminal has a total of 6 candidate beams, as previously described in Table 6. This can be an example of resource information.
  • the base station 1101 transmits CSI-RS by allocating frequencies of f' 1 , f' 2 , and f' 3 to measure the terminal's reception beam performance at time t 4 , and measures the terminal's reception beam performance at time t 5 .
  • CSI-RS can be transmitted by allocating frequencies of f' 1 , f' 2 , and f' 3 .
  • the base station measures CSI-RS transmitted through the frequencies f' 1 , f' 2 , and f' at time t 4 using UE beam #1, UE beam #2, and UE beam #3, and UE beam #4 , CSI-RS transmitted through frequencies f' 1 , f' 2 , and f' can be measured at time t 5 using UE beam #5 and UE beam #6.
  • the base station 1101 can control the TDN function and transmit CSI-RS to the terminal through a beam that fully compensates for the beam squint phenomenon, as illustrated in FIG. 9B.
  • the UE can receive CSI-RS through multiple reception beams at a specific point in time.
  • the terminal can receive the beam on which the CSI-RS is transmitted using a plurality of reception beams without configuring the TDN function to completely compensate for the beam squinting phenomenon.
  • the terminal may set the TDN function to fully compensate for the beam squinting phenomenon in the same manner as previously described in FIG. 11.
  • the TDN function can be controlled so that the direction of the squint beam is directed in a different direction near the reference beam, thereby forming multiple reception beams simultaneously.
  • the base station 1101 transmits a beam through three frequency resources, that is, three subcarriers, from f' 1 to f' 3 at time t 4 . Therefore, according to Table 8, the terminal can receive signals by forming three beams in different directions at once by utilizing the beam squint phenomenon.
  • the base station 1101 receives three CSI-RSs twice in total.
  • this is only one example, and the present disclosure is not limited to the example in Table 8.
  • the UE when managing beams in 5G NR, the UE performs beam sweeping a total of 6 times by receiving CSI-RS through one reception beam at a time to determine the performance of each candidate beam. must do it.
  • the terminal can simultaneously form beams with different directions and reduce the number of beam sweeps to two. Therefore, it can be a low-latency beam adjustment process suitable for terahertz band wireless communication systems.
  • the terminal can measure the performance of its candidate beam set in Table 7.
  • the terminal can measure RSRP values for its candidate beams as shown in the example in Table 9 below.
  • Table 9 can be an example of the results of the UE measuring the RSRP of the CSI-RS transmitted by the base station 1101 using each of the code beams. As shown in Table 9, CSI-RS can be received from each of the candidate beams of the UE, and RSRP of the CSI-RS can be measured. And the UE can select the optimal reception beam based on the RSRP measurement of CSI-RS.
  • Table 9 can be an example of measuring the performance of its reception beam for six CSI-RSs transmitted by the base station 1101 when there are a total of six candidate beams of the terminal.
  • the candidate beam of the terminal refers to each candidate beam belonging to the beam candidate group of the terminal set in Table 7, and the RSRP values are the RSRP values obtained by measuring the CSI-RS transmitted by the base station 1101 using each candidate beam. It can mean.
  • the base station 1101 may receive information on the number of reception beams of the terminal from the terminal and transmit the CSI-RS once or repeatedly so that the CSI-RS can be received in the terminal's reception beams.
  • the UE After receiving the CSI-RS through its candidate beam, the UE can measure the RSRP for the CSI-RS transmitted by the base station 1101 in each candidate beam and determine the optimal reception beam based on this.
  • the terminal can select UE beam #5 as the optimal reception beam during the beam adjustment process.
  • the beam adjustment process can be a procedure for the terminal to select the optimal beam among each candidate beam belonging to its beam candidate group.
  • the terminal can measure the performance of candidate beams for receiving the fixed beam of the base station through the CSI-RS transmitted by the base station 1101 and determine the optimal reception beam based on the measured performance.
  • Tables 2 to 9 may be a procedure in which the base station 1101 and the terminal select a narrower beam after initial beam establishment.
  • Tables 2 to 6 correspond to the procedure for selecting the optimal transmission beam through beam sweeping at the base station
  • Tables 7 to 9 correspond to the procedure for selecting the optimal reception beam through beam sweeping at the terminal.
  • the present disclosure by appropriately controlling the TDN function in a high frequency band where beam squinting occurs, multiple beams can be formed in a desired direction at the same time. And the performance of multiple beams can be measured simultaneously. Therefore, when adjusting the beam, it can be seen as different from the sequential beam search method in 5G NR.
  • the terminal can transmit beam failure recovery request information to the base station.
  • the base station that receives the beam failure recovery request information may determine the number of beam sweepings to be performed in the beam recovery process based on the latency requirement of the terminal.
  • the waiting time request may be determined based on data served to the terminal.
  • the waiting time request may be included in beam failure recovery request information, may be received from the terminal in advance, or may be set in advance based on the terminal's level. Additionally, the number of beam sweeping may be determined based on the beam direction in which CSI-RS will be transmitted within the angular search space.
  • a situation in which a beam failure occurs is when the number of beam failure instances (BFIs) exceeds the maximum allowable number for a communication link formed between a terminal and a base station. If a beam failure occurs, a beam recovery process must be performed.
  • the terminal and/or base station may be equipped with a beam failure instance counter (BFI_COUNTER) to detect beam failure.
  • BFI_COUNTER can declare beam failure if the beam failure instance value is greater than the preset maximum count value (BFI_COUNTER ⁇ BeamFailureInstanceMaxCount).
  • BFI indicates the case where the block error rate (BLER) is above a certain threshold. Therefore, each time a BFI occurs, the value of BFI_COUNTER increases by 1. And if the BFI_COUNTER value does not increase for a preset time after increasing the BFI_COUNTER value by 1, BFI_COUNTER is reset to zero (0) and it is interpreted that no further BFI has occurred.
  • Beam failure recovery request information is transmitted from the terminal to the base station through BeamFailureRecoveryConfig, which includes information such as rach-ConfigBFR, rsrp-ThresholdSSB, and candidatebeamRSList of RRC signaling.
  • the base station that has received the beam failure recovery request information may determine the number of beam sweeps to be performed in the beam recovery process based on the waiting time request value requested by the terminal.
  • Table 10 illustrates the determination of the number of beam sweeps and the beam direction of the angle search area based on the waiting time requirement of the terminal during beam recovery.
  • LR UE is the UE's waiting time request value, and when the time to perform one beam sweeping process is T, the case of determining the number of beam sweepings that can be performed within the LR UE time is exemplified.
  • the base station can perform more beam sweeping. Since more beams can be swept, the number of angles that can be measured within the angle search area increases.
  • the entire angle search space 1120 must be divided into five sections as shown in Equation 4 below.
  • the entire angle search space can be divided into five angle ranges, and the beam can be set to be transmitted in the middle of each divided angle range. This may correspond to the first case in Table 10 (LR UE ⁇ 2T).
  • the direction of the beam can be measured three times.
  • the base station may proceed with the beam recovery process for the beam direction within the angle search space 1120 determined based on the waiting time request of the terminal, as shown in Table 10.
  • the base station 1101 may transmit CSI-RS to each beam candidate group heading at the corresponding angle. Therefore, the terminal can measure the RSRP of the CSI-RS received through the beam candidate groups. And the terminal can feed back the measured RSRP value to the base station. The base station 1101 may reselect the transmission beam based on the RSRP value fed back by the terminal.
  • the base station 1101 can determine the number of transmission beam sweepings possible at the base station 1101 based on the waiting time request of the terminal. And the base station 1101 can determine the beam direction within the angle search space 1120 of the transmission beam based on the decision.
  • the base station can determine the number of beam sweeping times based on the method defined in the 5G NR standard.
  • the number of beam sweeping can be set differently depending on the waiting time required by the terminal.
  • the angle search space can be set as shown in Table 10, and the beam can be transmitted according to the determined beam sweeping number value.
  • the beam recovery procedure described above describes the recovery procedure of the transmission beam.
  • the present disclosure can be extended and applied not only to the recovery procedure for the transmission beam but also to the recovery procedure for the reception beam.
  • the base station 1101 can determine a beam candidate group to be used for beam recovery according to the waiting time request of the terminal.
  • the base station 1101, which has decided on the beam candidates to use in this way, must allocate frequency resources and time resources for transmitting the CSI-RS.
  • Table 11 shows an example where the base station 1101 allocates frequency resources and time resources for transmitting CSI-RS.
  • the information called BS recovery beam may be in a changed form.
  • the beam index can be set as previously described in Table 5.
  • CSI-RS resource allocation information can be set as previously described in Tables 2 to 4.
  • Table 11 can correspond to the case where the UE's waiting time request (LR UE ) in Table 10 described above is 1 for the number of possible beam sweepings.
  • the base station 1101 may determine a beam candidate group to be used in the beam recovery process based on the optimal transmission beam used in the beam adjustment process. And, as previously described in Table 10, the number of beams belonging to the beam candidate group in the beam recovery process may vary depending on the possible number of beam sweeps and the number of beams that can be transmitted at once.
  • Table 11 can assume a case where a beam failure occurs for BS beam #7, the optimal transmission beam found during the beam adjustment process at the base station.
  • the UE's waiting time request (LR UE ) is the first case in Table 10, and the number of possible beam sweeps for the base station 1101 is 1, and accordingly, in the beam recovery process according to the direction of the beam in the angle search space 1120
  • This can be an example of newly setting the beam candidate group from BS recovery beam #1 to BS recovery beam #5.
  • the base station 1101 allocates time resources t 6 and frequency resources f'' 1 to f'' 5 to candidate beams from BS recovery beam #1 to BS recovery beam #5, and performs BS recovery using the allocated resources.
  • CSI-RS can be transmitted to the terminal through beam #1 to BS recovery beam #5.
  • the base station 1101 can sweep the beam 2 times. Additionally, the base station 1101 can transmit a beam using 10 candidate beams. And, candidate beams (BS recovery beam #1, ..., BS recovery beam #10) can be newly set within the angle search area illustrated in Table 10. The base station 1101 can transmit CSI-RS through these candidate beams. Each candidate beam can be allocated through frequency resources and time resources as described above.
  • Table 11 shows an example of resource allocation where time resource t 6 and frequency resource f'' 1 to f'' 5 are allocated to each candidate beam from BS recovery beam #1 to BS recovery beam #5. did. If time resource t 7 and frequency resources f'' 1 to f'' 5 are additionally allocated to each of the candidate beams from BS recovery beam #6 to BS recovery beam #10, the second case of Table 10 can be responded.
  • the base station 1101 may transmit to the terminal in advance which candidate beam the CSI-RS was transmitted through a specific message, signal, or signaling. For example, when RRC signaling is newly defined to apply DCI, RRC reconfiguration, or this disclosure, information about the beam identifier through which CSI-RS is transmitted can be transmitted using the newly defined RRC signaling. In addition, in the process of transmitting a CSI-RS to the terminal, the base station 1101 may also transmit the beam index of the beam recovery candidate beam of the base station 1101. The terminal can identify the recovery beam transmitted by the base station 1101 based on the beam index.
  • the base station had to transmit beams one by one and perform beam sweeping for all beam candidates in order to measure the performance of each candidate beam of the base station during the beam recovery process.
  • beams can be simultaneously transmitted in different directions based on the beam squint phenomenon. Therefore, the method according to the present disclosure can solve the time overhead problem that may occur during the beam recovery process in a high-frequency band communication system such as 6G terahertz that requires a higher level of low-latency communication.
  • the terminal when the base station 1101 transmits a recovery beam, the terminal can receive CSI-RS through the recovery beam. And the terminal can receive the CSI-RS transmitted by the base station 1101 and measure the RSRP of the CSI-RS.
  • the terminal can report the measured RSRP to the base station along with the beam index.
  • An example of the RSRP value reported in this way can be shown in Table 12 below.
  • Table 12 illustrates a case in which the terminal receives five CSI-RSs when the base station 1101 transmits them and measures the RSRP value, as illustrated in Table 11.
  • the beam index is the beam index for each beam belonging to the beam candidate group set in the beam recovery process
  • the RSRP value means the RSRP value corresponding to each beam index.
  • the terminal can transmit the RSRP of the CSI-RS to the base station 1101 for the CSI-RS and beam index transmitted by the base station 1101 through the CSI reporting process. And beam index information can be transmitted through UCI.
  • the RSRP reporting process of the CSI-RS transmitted through the base station beam recovery candidate beam can be set to be reported by the base station by transmitting information about the performance reporting indication of the base station's candidate beam to the terminal through UEInformationRequest in RRC signaling.
  • the terminal may transmit RSRP information about the candidate beam of the base station based on the base station's setting of a performance report indication of the candidate beam of the base station through UEInformationRequest in RRC signaling.
  • information about the performance reporting instruction of the candidate beam of the base station 1101 may be transmitted to the terminal through SIB or RRC signaling, which is newly defined for the performance reporting instruction of the candidate beam of the base station 1101 according to the present disclosure.
  • the UE may use Measurement Report, UE Assistance Information in response to the report instruction, or use newly defined RRC signaling as described above.
  • the base station 1101 receives the performance of all five CSI-RSs, which is the number of candidate beams belonging to the beam candidate group set during the beam recovery process, and then selects the optimal candidate beam based on the performance and beam index of the received CSI-RS. It can be figured out. And the base station can re-determine the transmission beam based on the optimal candidate beam reported from the terminal.
  • the base station can determine that the direction of BS recovery beam #5 is the optimal beam direction.
  • the procedure described above describes the beam recovery process for the transmission beam when a beam failure occurs in the communication link formed between the base station 1101 and the terminal. However, the same method can be extended and applied to the recovery process for the reception beam.
  • Figure 12 is a conceptual diagram illustrating the overall procedure of the low-delay beam adjustment method using beam squint.
  • the base station may transmit frequency/time resource information for each candidate beam to the terminal.
  • Frequency/time resource information for each of the candidate beams transmitted in step S1200 may be the information shown in Tables 2 to 4 above.
  • the candidate beams may be frequency-squinted beams as described above.
  • frequency resources must be allocated at constant intervals.
  • the base station must allocate frequency/time resources to cover the entire angular search space, as illustrated in FIG. 11.
  • the base station may transmit index mapping information for each candidate beam and a CSI-RS to the terminal.
  • This can be a procedure of assigning a beam index to each of the candidate beams of the base station and transmitting the CSI-RS along with the beam index, as previously described in Table 5.
  • Each of the beams transmitting CSI-RS may be frequency-squinted beams as described above.
  • the base station must properly control the TDN function so that each of the squintd BS beams has a preset constant angle.
  • the base station can transmit CSI-RS through a plurality of subcarriers at once based on frequency resource allocation information. For example, in the case of Tables 2 to 4, CSI-RS can be transmitted in different directions through 5 subcarriers during one transmission.
  • the UE may receive CSI-RS through each of the BS beams transmitted by the base station based on the frequency/time resources allocated in step S1200.
  • the terminal's beam may be a fixed beam.
  • the BS beams may be frequency-squinted beams as previously described.
  • the terminal can measure the RSRP of the CSI-RS and report the measured RSRP and beam index to the base station.
  • the information reported by the terminal to the base station may be reported in the form of mapping the beam index and RSRP value of the base station candidate beam, as previously described in Table 6.
  • Steps 1210 and 1220 described above may be performed repeatedly. For example, if the time resource is set to sweep twice or more, steps S1210 and S1220 may be performed repeatedly.
  • the base station when set to transmit by sweeping three times as illustrated in FIG. 11, the base station can transmit candidate beams at time t 1 as in step S1210. Therefore, as in step S1220, the UE can report the RSRP for the CSI-RS for the candidate beams at the reporting time corresponding to the time t 1 . And the base station can transmit candidate beams at time t 2 as in step S1210. In response to this, as in step S1220, the UE may report the RSRP for the CSI-RS for the candidate beams at the reporting time corresponding to the time t 2 .
  • the base station may transmit candidate beams at time t 3 as in step S1210. Therefore, as in step S1220, the UE can report the RSRP for the CSI-RS for the candidate beams at the reporting time corresponding to the time t 3 .
  • CSI-RS transmission between the base station and the terminal and RSRP reporting of the CSI-RS can be performed as many times as the number of sweeps.
  • the base station can select the optimal transmission beam based on the RSRP of the CSI-RS reported by the terminal. For example, if the information mapping the beam index and RSRP value of the candidate beam reported by the terminal is as shown in Table 6 described above, the base station can select BS beam #7 with the highest RSRP value as the optimal transmission beam. At this time, as described above, when the number of sweeps between the base station and the terminal is determined, the optimal transmission beam can be determined after receiving a report from the terminal equal to the number of sweeps.
  • a procedure for adjusting the transmission beam of the base station can be performed through the procedures of steps S1200 to S1230 described above. Next, we will look at the procedure for adjusting the reception beam.
  • the terminal can set its own beam candidate group and report (or deliver) the number of candidate beams to the base station.
  • the beam candidate group may be beams that further subdivide the beam fixed in step S1220.
  • These beam candidates may include information as previously described in Table 7.
  • the base station may allocate frequency/time resources for transmitting CSI-RS based on the number of candidate beams for reception beam adjustment transmitted by the terminal and transmit CSI-RS to the terminal through the allocated resources. At this time, the base station can transmit by fixing its beam to the optimal transmission beam previously set in step S1230.
  • step S1260 the terminal forms a reception beam to receive the CSI-RS transmitted by the base station, and can receive the CSI-RS through the allocated frequency/time resources in step S1250. And the terminal can measure the RSRP of the CSI-RS transmitted by the base station. At this time, if the base station determines the number of sweeps to be two or more, steps S1250 and S1260 may be repeatedly performed.
  • step S1270 the terminal can select the optimal beam based on the RSRP of the CSI-RS transmitted by the base station.
  • the terminal can receive beams equal to the number of sweeps and make a decision based on the RSRP measurement value of the CSI-RS.
  • Figure 13 is a flowchart for explaining a low-delay beam adjustment method using beam squint.
  • Figure 13 illustrates a base station 1301 and a terminal 1302.
  • the base station 1301 and the terminal 1302 may include all or part of the communication node configuration previously described in FIG. 2.
  • the base station 1301 may allocate frequency/time resources to each of the candidate beams. Allocating candidate resources in this way can be the same information as previously described in Tables 2 to 4.
  • the candidate beams may be frequency-squinted beams as described above. In order for the frequency-squinted beams to spread uniformly from the center frequency as described in FIG. 11, frequency resources must be allocated at constant intervals. Additionally, the base station must allocate frequency/time resources to cover the entire angular search space, as illustrated in FIG. 11.
  • the base station 1301 may transmit resource information allocated to the frequency/time of the candidate beams to the terminal 1302.
  • Resource information allocated to the frequency/time of candidate beams may use any one of DCI, MAC-CE, RRC reconfiguration message, or RRC signaling newly defined according to the present disclosure. Accordingly, the terminal 1302 can receive resource allocation information for candidate beams from the base station 1301 in step S1315.
  • the base station 1301 may map a beam index to each of the candidate beams.
  • the beam index may be determined by determining the number of bits to allocate the beam index according to the number of candidate beams, as previously described in Table 5, and based on the determined number of bits. Additionally, when mapping a beam index to each of the candidate beams, the base station 1301 may sequentially map them within the angle search space.
  • the base station 1301 may transmit a beam index and CSI-RS through each of the candidate beams.
  • the candidate beams may be beams squatted based on the frequency of the subcarrier as described above. Additionally, the degree of squint for each subcarrier can be appropriately adjusted using the TDN function as described above. Therefore, as illustrated in FIG. 11, the beam can be squinted and transmitted to cover a certain range in one transmission.
  • the terminal 1302 may receive a beam index and CSI-RS through candidate beams transmitted by the base station.
  • the terminal 1302 can measure the RSRP of the CSI-RS included in the received beams. In this way, the RSRP value measured for each candidate beam can be exemplified as shown in Table 6 described above. At this time, the reception beam of the terminal 1302 may use one fixed beam.
  • steps S1325 and S1330 may be repeated as many times as the number of sweeps.
  • the terminal 1302 may report the RSRP value measured for each candidate beam to the base station 1301. At this time, if it is preset to report only the preset number of measured RSRP values, the RSRP values can be sorted in descending order and then only the preset number of beam indexes mapped to RSRP can be transmitted. In this disclosure, for convenience of explanation, it is assumed that all RSRPs of all candidate beams are transmitted as illustrated in Table 6.
  • the base station 1301 may select the optimal transmission beam based on all RSRPs of all candidate beams received from the terminal 1302.
  • the optimal transmission beam may be the beam with the highest RSRP value. If a beam overlaps with another specific terminal, the second highest RSRP value may be selected, or the beam with the highest RSRP value among beams in other directions, for example, beams in which no trunk lines occur, may be selected.
  • the transmission beam of the base station 1301 can be determined based on the operations described above. Next, we will look at the operation of determining the terminal's reception beam.
  • the terminal 1302 can determine the beam candidate group of the terminal.
  • the beam candidate group may be reception beams that further subdivide the reception beam fixed in step S1330.
  • beams can be divided into beams with a narrower beam width than the fixed reception beam.
  • These beam candidates can be configured as previously described in Table 7. Additionally, Table 7 is only one example, and the number of candidate beams included in the beam candidate group may vary. For example, a group of 5 or less beam candidates may be set. As another example, seven or more beam candidate groups may be set.
  • the terminal 1302 may transmit the number of candidate beams of the terminal to the base station 1301. Therefore, the base station 1301 can obtain information on the number of candidate beams transmitted by the terminal 1320 in step S1355.
  • the base station 1301 may allocate frequency/time resources for transmitting CSI-RS based on the number of candidate beams of the terminal. At this time, the beam transmitting the CSI-RS can use the optimal transmission beam determined in step S1340.
  • the base station 1301 may transmit the CSI-RS through an optimal transmission beam. Therefore, the terminal 1302 can receive the CSI-RS transmitted by the base station 1301 in step S1365.
  • the terminal 1302 can measure the CSI-RS received from the base station 1301 using received beams belonging to the beam candidate group.
  • the reception beams may receive a plurality of beams at once using reception beam squint.
  • the terminal 1302 can measure the RSRP of the received CSI-RS.
  • the terminal 1302 can select the optimal reception beam based on the measured RSRP.
  • Figure 14 is a conceptual diagram illustrating the overall procedure of the low-delay beam recovery method using beam squint.
  • the base station may determine a beam candidate group to be measured based on the latency requirement of the terminal.
  • the base station determines the beam directions in the angle search area as described above in Table 10 based on the waiting time request of the terminal and the time required for beam sweeping, and determines the beam candidate group to transmit based on the classification of the determined beam directions. there is.
  • the base station may map the beam index based on the beam direction in the angle search space.
  • This beam index mapping can be the relationship between the beam recovery candidate beams of the base station and the beam index in Table 11. Therefore, the number of binary bits for identifying the beam index can be determined in the same manner as previously described in Equation 3.
  • the base station may transmit information instructing to report the performance of the recovery candidate beam to the terminal before performing step S1430 below. Since this reporting instruction information has been described as an example above, redundant explanation will be omitted.
  • the base station can allocate frequency/time resources for transmitting CSI-RS and transmit CSI-RS to the terminal through the allocated frequency/time resources.
  • the terminal can receive the CSI-RS transmitted by the base station.
  • the terminal can measure the RSRP of the CSI-RS transmitted by the base station.
  • the terminal can report the measured RSRP and beam index to the base station.
  • the report can be reported as shown in Table 11 described above.
  • the terminal may sort the RSRPs in descending order and then report to the base station only the preset number starting from the highest RSRP.
  • step S1450 the base station can reselect the optimal transmission beam based on the RSRP of the CSI-RS received from the terminal.
  • Figure 15 is a flowchart for explaining a low-delay beam adjustment method using beam squint.
  • Figure 15 illustrates a base station 1501 and a terminal 1502.
  • the base station 1501 and the terminal 1502 may include all or part of the communication node configuration previously described in FIG. 2. Additionally, Figure 15 may be performed when a beam failure occurs in the communication link between the base station and the terminal. Therefore, the flowchart of FIG. 15 described below assumes that the terminal 1502 transmits beam failure recovery request information to the base station 1501.
  • the base station 1501 may determine a beam candidate group to be measured based on the latency requirement of the terminal 1502. At this time, the beam candidate group may be determined based on the waiting time requirement, number of beam sweeps, and determination of the angle search area.
  • the base station 1501 may map a beam index based on the beam direction in the angle search space.
  • Beam index mapping can be the relationship between the beam recovery candidate beams of the base station and the beam index in Table 11. Therefore, the number of binary bits for identifying the beam index can be determined in the same manner as previously described in Equation 3.
  • the base station 1501 may allocate frequency/time resources to each of the candidate beams. These frequency/time resources can be allocated in the same or similar manner as described in Tables 2 to 4 above. Additionally, as previously described in the beam adjustment step, frequency resources can be selected and allocated to spread the beams evenly.
  • the base station may transmit information instructing to report the performance of the recovery candidate beam to the terminal before performing step S1540 below. Since this reporting instruction information has been described as an example above, redundant explanation will be omitted.
  • the base station 1501 may transmit a beam index and CSI-RS through a beam using allocated resources.
  • beams using allocated resources may be squatted beams as described above, and may be beams adjusted to an appropriate angle through the TDN function. Accordingly, the terminal 1502 can receive squatted beams using configured resources. In other words, the terminal 1502 can receive the beam index and CSI-RS through candidate beams.
  • the terminal 1501 can measure the RSPR of the received CSI-RS.
  • the measured RSRP value of the CSI-RS may be stored in the terminal 1502 in the form as described above in Table 12. Additionally, if necessary, the terminal 1502 can sort RSRP values in descending or ascending order.
  • the terminal 1502 may report the beam index and the RSRP of the CSI-RS to the base station 1501. If the RSRP of the CSI-RS is set to report only a predetermined number when reporting, the terminal 1501 may report only the RSRP and beam index of the predetermined number starting from the highest RSRP value.
  • the base station 1501 can select the optimal transmission beam based on the RSRP value of the received CSI-RS.
  • the optimal transmission beam may be the beam with the largest CSI-RS RSRP value.
  • 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, it is desirable for the methods to be performed by some hardware device.

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Abstract

본 개시에 따른 기지국에서 빔 조정 방법은, 각도 탐색 공간에서 빔 스퀸트되는 서브캐리어들의 수 및 스위핑 횟수에 기초하여 결정된 후보 빔들을 전송하기 위한 제1 자원을 할당하는 단계; 상기 할당된 제1 자원을 지시하는 제1 자원 정보를 단말로 전송하는 단계; 상기 후보 빔들 각각에 빔 인덱스를 매핑하는 단계; 상기 후보 빔들 각각에 매핑된 빔 인덱스 정보를 상기 단말로 전송하는 단계; 상기 후보 빔들을 통해 상기 제1 자원을 이용하여 기준 신호를 전송하는 단계; 상기 단말로부터 상기 기준 신호에 대한 수신 품질 정보를 수신하는 단계; 및 상기 수신 품질 정보에 기초하여 송신 빔을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 빔 관리를 위한 방법 및 장치
본 개시는 향상된 통신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게 무선 통신 시스템에서 빔 관리를 위한 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.
한편, 5G NR에서는 동작 대역(operating band)을 FR1(n1 ~ n99), FR2(n257 ~ n262)로 구분하여 정의하고 있다. 또한 5G NR에서는 FR2와 같이 높은 주파수 대역을 사용하는 경우 발생하는 경로 손실 문제를 해결하고 특정 방향으로 원하는 정보를 잘 전달하기 위해 빔 포밍 기법을 도입하여 사용한다.
5G NR 표준에서 빔 포밍을 위한 빔 관리(beam management) 과정은 동기 신호 블록(Synchronization Signal block, SSB) 타임 인덱스(time index)와 RACH 오케이젼(occasion)의 조합을 통해 조금 더 넓은 범위의 빔을 선택하는 초기 빔 수립(initial beam establishment) 과정을 먼저 수행한 후 더 세밀한 빔을 선택하는 빔 조정(beam adjustment) 과정, 및 빔의 오정렬로 인해 성능이 저하되었을 때 새로운 빔을 선택하기 위해 진행하는 빔 복구(beam recovery) 과정으로 구성된다.
그 중 초기 빔 수립 과정과 빔 조정 과정에서는 기지국 또는 단말이 빔 스위핑(beam sweeping)을 기반으로 순차적으로 빔을 하나씩 변경하면서 자신의 후보 빔에 대한 성능을 측정하고 최적의 빔을 찾는다. 빔 스위핑 시, 한 시점에 한 빔만 형성하여 성능을 측정하기 때문에 기존의 빔 관리 방식은 최적의 빔을 찾는 과정에 필요한 시간이 기지국과 단말이 형성한 후보 빔 개수에 비례한다.
향후 6G 통신 시스템에서는 초고용량/초광대역/초저지연 통신 서비스를 달성하기 위해 밀리미터파의 바면허 대역(unlicensed band) 혹은 테라헤르츠 대역을 활용할 것으로 예상된다. 6G 통신에서 매우 높은 고주파수 대역을 사용하면, 고주파수 대역에서 발생하는 높은 경로 손실 문제를 해결하기 위해 5G NR보다 더 많은 안테나를 활용해 고지향성 빔을 형성할 것으로 예상할 수 있다.
또한 6G에서 5G NR보다 더 많은 안테나를 활용할 경우 5G NR의 빔 관리 과정에서 활용되는 빔보다 더 좁은 형태의 빔이 형성되어 더 많은 수의 SSB/CSI-RS 후보 빔을 형성해야 한다. 6G 시스템에서 현재 5G NR의 빔 스위핑 방식을 기반으로 최적의 빔을 찾을 경우 5G에서보다 훨씬 더 많은 시간 자원이 필요해 시간 오버헤드가 상당히 증가할 수 있다.
따라서 더 높은 수준의 저지연 통신을 필요로 하는 6G 통신 시스템에서는 현재 5G NR의 빔 관리 과정이 적합하지 않으며, 5G NR의 빔 스위핑 기반 방식이 아닌 테라헤르츠 대역에서 저지연 통신을 위한 빔 관리 절차 및 이에 필요한 파라미터에 대한 정의가 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 개시의 목적은 고주파 대역을 사용하는 통신 시스템에서 빔 관리를 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 개시의 실시예에 따른 기지국의 방법은, 각도 탐색 공간(angular search space) 내에서 빔 스퀸트(beam squint)되는 서브캐리어들의 수 및 상기 빔 스퀸트되는 서브캐리어들을 이용하여 형성되는 빔들의 스위핑 횟수에 기초하여 결정된 후보 빔들을 전송하기 위한 제1 자원을 할당하는 단계; 상기 할당된 제1 자원을 지시하는 제1 자원 정보를 사용자 장비(user equipment, UE)로 전송하는 단계; 상기 후보 빔들 각각에 빔 인덱스를 매핑하는 단계; 상기 후보 빔들 각각에 매핑된 빔 인덱스 정보를 상기 UE로 전송하는 단계; 상기 제1 자원을 이용하여 상기 후보 빔들을 통해 기준 신호를 전송하는 단계; 상기 UE로부터 상기 기준 신호에 대한 수신 품질 정보를 수신하는 단계; 및 상기 수신 품질 정보에 기초하여 송신 빔을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 자원 정보는 주파수 자원 및 시간 자원을 포함하며, 상기 주파수 자원은 상기 후보 빔들 각각을 형성하기 위한 상기 서브캐리어들 각각의 주파수이고, 및 상기 시간 자원은 상기 스위핑 횟수에 기초한 상기 후보 빔들의 전송 시점일 수 있다.
상기 서브캐리어들 각각의 주파수는 인접한 서브캐리어들의 주파수 간 차이가 동일한 값을 갖도록 설정될 수 있다.
상기 후보 빔들을 통해 상기 제1 기준 신호를 전송할 시, 상기 후보 빔들의 메인 로브(main lobe)들이 상호간 중첩되지 않으며, 상기 후보 빔들 간의 각도가 균일한 각도 차를 갖도록 시간 지연 네트워크(Time Delay Network, TDN) 기능을 제어할 수 있다.
상기 후보 빔들에 할당된 상기 제1 자원 정보 및 상기 후보 빔들 각각에 매핑된 빔 인덱스 정보 각각은, 다운링크 제어 정보(downlink control information, DCI), 매체 접근 제어-제어 요소(medium access control-control element, MAC-CE) 또는 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 재구성(reconfiguration) 정보 중 어느 하나를 이용하여 상기 UE로 전송될 수 있다.
상기 UE로부터 상기 UE의 후보 빔 개수 정보를 수신하는 단계; 상기 UE의 상기 후보 빔 개수에 기초하여 제2 기준 신호를 전송하기 위한 제2 자원을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 제2 자원을 이용하여 상기 제2 기준 신호를 상기 UE로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 기준 신호는 상기 송신 빔을 통해 전송되며, 상기 제2 기준 신호를 상기 UE로 송신하기 전에 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 재구성(reconfiguration) 정보의 상기 기준 신호 자원 세트의 정보 요소 중 반복 파라미터를 이용하여 상기 송신 빔이 고정됨을 지시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 UE의 후보 빔 개수 정보는, 업링크 제어 정보(uplink control information, UCI), UE 보조 정보(Assistance Information) 또는 UE 능력 정보(UE Capability Information) 중 어느 하나를 이용하여 수신될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 사용자 장비(user equipment, UE)의 방법은, 기지국이 전송하는 후보 빔들에 할당된 제1 자원을 지시하는 제1 자원 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 상기 후보 빔들 각각에 매핑된 빔 인덱스 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 미리 설정된 수신 빔을 이용하여 상기 후보 빔들을 통해 제1 신호를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 제1 신호는 기준 신호 및 상기 후보 빔들 각각에 대응하는 빔 인덱스 정보를 포함하고; 상기 후보 빔들 각각을 통해 수신된 상기 기준 신호의 수신 품질을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 수신 품질 정보와 상기 측정된 수신 품질 정보에 대응하는 상기 후보 빔들 각각의 빔 인덱스 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함할 수 있으며,
상기 후보 빔들은 각도 탐색 공간(angular search space)에서 빔 스퀸트(beam squint)되는 서브캐리어들의 수 및 스위핑 횟수에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 제1 자원 정보는 주파수 자원 및 시간 자원을 포함하며, 상기 주파수 자원은 상기 후보 빔들 각각을 형성하기 위한 상기 서브캐리어들 각각의 주파수이고, 및 상기 시간 자원은 상기 빔 스위핑 횟수에 기초한 전송 시점 정보일 수 있다.
상기 서브캐리어들 각각의 주파수는 인접한 서브캐리어의 주파수 간 차이가 동일한 값을 갖도록 설정될 수 있다.
상기 후보 빔들에 할당된 제1 자원 정보 및 상기 후보 빔들 각각을 통해 수신된 제1 신호들 각각이 지시하는 상기 빔 인덱스 정보 각각은, 다운링크 제어 정보(downlink control information, DCI), 매체 접근 제어-제어 요소(medium access control-control element, MAC-CE) 또는 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 재구성(reconfiguration) 정보 중 어느 하나를 이용하여 수신될 수 있다.
상기 미리 설정된 수신 빔을 복수의 세분화된 빔들로 구분한 UE 빔 후보군을 결정하는 단계; 상기 UE 빔 후보군의 빔들 수를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 상기 UE 빔 후보군에 속한 빔들을 이용하여 제2 기준 신호를 수신하는 단계; 상기 제2 기준 신호의 신호 품질을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 제2 기준 신호의 신호 품질에 기초하여 수신 빔을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 기준 신호 수신 전에 상기 송신 빔이 고정됨을 지시하는 제2 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 정보는, 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 재구성(reconfiguration) 정보의 상기 기준 신호 자원 세트의 정보 요소 중 반복 파라미터를 이용하여 지시될 수 있다.
상기 UE의 후보 빔 개수 정보는, 업링크 제어 정보(uplink control information, UCI), UE 보조 정보(Assistance Information) 또는 UE 능력 정보(UE Capability Information) 중 어느 하나를 이용하여 전송될 수 있다.
본 개시에 따른 사용자 장비(user equipment, UE)는, 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 UE가:
기지국이 전송하는 후보 빔들에 할당된 제1 자원을 지시하는 제1 자원 정보를 상기 기지국으로부터 수신하고; 상기 후보 빔들 각각에 매핑된 빔 인덱스 정보를 상기 기지국으로부터 수신하고; 미리 설정된 수신 빔을 이용하여 상기 후보 빔들을 통해 제1 신호를 상기 기지국으로부터 수신하고, 상기 제1 신호는 기준 신호 및 상기 후보 빔들 각각에 대응하는 빔 인덱스 정보를 포함하고; 상기 후보 빔들 각각을 통해 수신된 상기 기준 신호의 수신 품질을 측정하고; 및 상기 측정된 수신 품질 정보와 상기 측정된 수신 품질 정보에 대응하는 상기 후보 빔들 각각의 빔 인덱스 정보를 상기 기지국으로 전송하도록 야기할 수 있으며,
상기 후보 빔들은 각도 탐색 공간(angular search space)에서 빔 스퀸트(beam squint)되는 서브캐리어들의 수 및 스위핑 횟수에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 제1 자원 정보는 주파수 자원 및 시간 자원을 포함하며, 상기 주파수 자원은 상기 후보 빔들 각각을 형성하기 위한 상기 서브캐리어들 각각의 주파수이고, 및 상기 시간 자원은 상기 빔 스위핑 횟수에 기초한 전송 시점 정보일 수 있다.
상기 서브캐리어들 각각의 주파수는 인접한 서브캐리어의 주파수 간 차이가 동일한 값을 갖도록 설정될 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 UE가:
상기 미리 설정된 수신 빔을 복수의 세분화된 빔들로 구분한 UE 빔 후보군을 결정하고; 상기 UE 빔 후보군의 빔들 수를 상기 기지국으로 전송하고; 상기 UE 빔 후보군에 속한 빔들을 이용하여 제2 기준 신호를 수신하고; 상기 제2 기준 신호의 신호 품질을 측정하고; 및 상기 측정된 제2 기준 신호의 신호 품질에 기초하여 수신 빔을 결정하도록 야기할 수 있다.
상기 제2 기준 신호 수신 전에 상기 송신 빔이 고정됨을 지시하는 제2 정보를 수신하도록 더 야기할 수 있으며, 상기 제2 정보는, 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 재구성(reconfiguration) 정보의 상기 기준 신호 자원 세트의 정보 요소 중 반복 파라미터를 이용할 수 있다.
본 개시에 의하면, 빔 스퀸트를 이용하여 복수의 방향으로 빔들을 동시에 전송할 수 있다. 이처럼 동시에 전송되는 빔들의 각도는 TDN 기능을 이용하여 제어함으로써, 빔 각도를 균일하게 할 수 있다. 또한 동시에 전송되는 빔들을 이용하여 빔 조정 및 빔 복구 절차를 수행하는 경우 빠르게 빔 조정 및 복구를 수행할 수 있다.
도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 통신을 수행하는 통신 노드들의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4a는 송신 경로의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4b는 수신 경로의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 5는 통신 시스템에서 시스템 프레임(system frame)의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6은 통신 시스템에서 서브프레임의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7을 통신 시스템에서 슬롯의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8은 통신 시스템에서 시간-주파수 자원의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 9a는 기지국에서 다중 안테나를 이용하여 빔을 송신하는 경우 빔 스퀸트 현상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9b는 기지국에서 다중 안테나를 이용하여 빔을 송신하는 경우 스퀸트된 빔을 참조 빔과 동일한 방향으로 설정한 경우의 개념도이다.
도 10는 기지국에서 다중 안테나를 이용하여 빔을 송신하는 경우 TDN 기능을 유동적으로 제어하여 동시에 여러 빔을 원하는 방향으로 형성하는 경우이 개념도이다.
도 11는 기지국에서 빔 스퀸트를 이용하여 송신 빔의 자원을 할당하는 경우를 예시한 개념도이다.
도 12은 빔 스퀸트를 이용한 저지연 빔 조정 방법의 전체 절차를 예시한 개념도이다.
도 13은 빔 스퀸트를 이용한 저지연 빔 조정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14은 빔 스퀸트를 이용한 저지연 빔 복구 방법의 전체 절차를 예시한 개념도이다.
도 15는 빔 스퀸트를 이용한 저지연 빔 조정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
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.
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.
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 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 또한, 통신 시스템(100)은 코어 네트워크(core network)(예를 들어, S-GW(serving-gateway), P-GW(PDN(packet data network)-gateway), MME(mobility management entity))를 더 포함할 수 있다. 통신 시스템(100)이 5G 통신 시스템(예를 들어, NR(new radio) 시스템)인 경우, 코어 네트워크는 AMF(access and mobility management function), UPF(user plane function), SMF(session management function) 등을 포함할 수 있다.
복수의 통신 노드들(110 내지 130)은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 통신 프로토콜(예를 들어, LTE 통신 프로토콜, LTE-A 통신 프로토콜, NR 통신 프로토콜 등)을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들(110 내지 130)은 CDMA(code division multiple access) 기술, WCDMA(wideband CDMA) 기술, TDMA(time division multiple access) 기술, FDMA(frequency division multiple access) 기술, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기술, Filtered OFDM 기술, CP(cyclic prefix)-OFDM 기술, DFT-s-OFDM(discrete Fourier transform-spread-OFDM) 기술, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기술, SC(single carrier)-FDMA 기술, NOMA(Non-orthogonal Multiple Access) 기술, GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기술, FBMC(filter bank multi-carrier) 기술, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기술, SDMA(Space Division Multiple Access) 기술 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 개시의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 셀 커버리지(cell coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 셀 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 셀 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 셀 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 셀 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.
여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 NB(NodeB), eNB(evolved NodeB), gNB, ABS(advanced base station), HR-BS(high reliability-base station), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), RAS(radio access station), MMR-BS(mobile multihop relay-base station), RS(relay station), ARS(advanced relay station), HR-RS(high reliability-relay station), HNB(home NodeB), HeNB(home eNodeB), RSU(road side unit), RRH(radio remote head), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point) 등으로 지칭될 수 있다.
복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 UE(user equipment), TE(terminal equipment), AMS(advanced mobile station), HR-MS(high reliability-mobile station), 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 다바이스(device), OBU(on board unit) 등으로 지칭될 수 있다.
한편, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크(ideal backhaul link) 또는 논(non)-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 코어 네트워크와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.
또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, 캐리어 집성(carrier aggregation, CA) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 사이드링크(sidelink) 통신(예를 들어, D2D(device to device communication), ProSe(proximity services)), IoT(Internet of Things) 통신, 이중 연결성(dual connectivity, DC) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다.
제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 셀 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 사이드링크 통신을 제어할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 제어에 의해 사이드링크 통신을 수행할 수 있다.
한편, 통신 네트워크에서 통신을 수행하는 통신 노드들은 다음과 같이 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 통신 노드는 도 2에 도시된 통신 노드에 대한 구체적인 실시예일 수 있다.
도 3은 통신을 수행하는 통신 노드들의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 제1 통신 노드(300a) 및 제2 통신 노드(300b) 각각은 기지국 또는 UE일 수 있다. 제1 통신 노드(300a)는 제2 통신 노드(300b)에 신호를 전송할 수 있다. 제1 통신 노드(300a)에 포함된 송신 프로세서(311)는 데이터 소스(310)로부터 데이터(예를 들어, 데이터 유닛)을 수신할 수 있다. 송신 프로세서(311)는 제어기(316)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(311)는 데이터에 대한 처리 동작(예를 들어, 인코딩 동작, 심볼 매핑 동작 등)을 수행하여 데이터 심볼(들)을 생성할 수 있다. 송신 프로세서(311)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(311)는 동기 신호 및/또는 참조 신호에 대한 동기/참조 심볼(들)을 생성할 수 있다.
Tx MIMO 프로세서(312)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(312)의 출력(예를 들어, 심볼 스트림)은 트랜시버들(313a 내지 313t)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(313a 내지 313t)의 변조기(MOD)들에 의해 생성된 신호들은 안테나들(314a 내지 314t)을 통해 전송될 수 있다.
제1 통신 노드(300a)가 전송한 신호들은 제2 통신 노드(300b)의 안테나들(364a 내지 364r)에서 수신될 수 있다. 안테나들(364a 내지 364r)에서 수신된 신호들은 트랜시버들(363a 내지 363r)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(362)는 심볼들에 대한 MIMO 검출 동작을 수행할 수 있다. 수신 프로세서(361)는 심볼들에 대한 처리 동작(예를 들어, 디인터리빙 동작, 디코딩 동작)을 수행할 수 있다. 수신 프로세서(361)의 출력은 데이터 싱크(360) 및 제어기(366)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 데이터는 데이터 싱크(360)에 제공될 수 있고, 제어 정보는 제어기(366)에 제공될 수 있다.
한편, 제2 통신 노드(300b)는 제1 통신 노드(300a)에 신호를 전송할 수 있다. 제2 통신 노드(300b)에 포함된 송신 프로세서(368)는 데이터 소스(367)로부터 데이터(예를 들어, 데이터 유닛)을 수신할 수 있고, 데이터에 대한 처리 동작을 수행하여 데이터 심볼(들)을 생성할 수 있다. 송신 프로세서(368)는 제어기(366)로부터 제어 정보를 수신할 수 있고, 제어 정보에 대한 처리 동작을 수행하여 제어 심볼(들)을 생성할 수 있다. 또한, 송신 프로세서(368)는 참조 신호에 대한 처리 동작을 수행하여 참조 심볼(들)을 생성할 수 있다.
Tx MIMO 프로세서(369)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(369)의 출력(예를 들어, 심볼 스트림)은 트랜시버들(363a 내지 363t)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(363a 내지 363t)의 변조기(MOD)들에 의해 생성된 신호들은 안테나들(364a 내지 364t)을 통해 전송될 수 있다.
제2 통신 노드(300b)가 전송한 신호들은 제1 통신 노드(300a)의 안테나들(314a 내지 314r)에서 수신될 수 있다. 안테나들(314a 내지 314r)에서 수신된 신호들은 트랜시버들(313a 내지 313r)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(320)는 심볼들에 대한 MIMO 검출 동작을 수행할 수 있다. 수신 프로세서(319)는 심볼들에 대한 처리 동작(예를 들어, 디인터리빙 동작, 디코딩 동작)을 수행할 수 있다. 수신 프로세서(319)의 출력은 데이터 싱크(318) 및 제어기(316)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 데이터는 데이터 싱크(318)에 제공될 수 있고, 제어 정보는 제어기(316)에 제공될 수 있다.
메모리들(315 및 365)은 데이터, 제어 정보, 및/또는 프로그램 코드를 저장할 수 있다. 스케줄러(317)는 통신을 위한 스케줄링 동작을 수행할 수 있다. 도 3에 도시된 프로세서(311, 312, 319, 361, 368, 369) 및 제어기(316, 366)는 도 2에 도시된 프로세서(210)일 수 있고, 본 개시에서 설명되는 방법들을 수행하기 위해 사용될 수 있다.
도 4a는 송신 경로의 제1 실시예를 도시한 블록도이고, 도 4b는 수신 경로의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 송신 경로(410)는 신호를 전송하는 통신 노드에서 구현될 수 있고, 수신 경로(420)는 신호를 수신하는 통신 노드에서 구현될 수 있다. 송신 경로(410)는 채널 코딩 및 변조 블록(411), S-to-P(serial-to-parallel) 블록(512), N IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 블록(413), P-to-S(parallel-to-serial) 블록(414), 및 CP(cyclic prefix) 추가 블록(415), 및 UC(up-converter)(UC)(416)를 포함할 수 있다. 수신 경로(420)는 DC(down-converter)(421), CP 제거 블록(422), S-to-P 블록(423), N FFT 블록(424), P-to-S 블록(425), 및 채널 디코딩 및 복조 블록(426)을 포함할 수 있다. 여기서, N은 자연수일 수 있다.
송신 경로(410)에서 정보 비트들은 채널 코딩 및 변조 블록(411)에 입력될 수 있다. 채널 코딩 및 변조 블록(411)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(411)의 출력은 변조 심볼들의 시퀀스일 수 있다.
S-to-P 블록(412)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(413)은 N개의 병렬 심볼 스트림들에 대한 IFFT 동작을 수행하여 시간 도메인의 신호들을 생성할 수 있다. P-to-S 블록(414)은 직렬 신호를 생성하기 위하여 N IFFT 블록(413)의 출력(예를 들어, 병렬 신호들)을 직렬 신호로 변환할 수 있다.
CP 추가 블록(415)은 CP를 신호에 삽입할 수 있다. UC(416)는 CP 추가 블록(415)의 출력의 주파수를 RF(radio frequency) 주파수로 상향 변환할 수 있다. 또한, CP 추가 블록(415)의 출력은 상향 변환 전에 기저 대역에서 필터링 될 수 있다.
송신 경로(410)에서 전송된 신호는 수신 경로(420)에 입력될 수 있다. 수신 경로(420)에서 동작은 송신 경로(410)에서 동작의 역 동작일 수 있다. DC(421)는 수신된 신호의 주파수를 기저 대역의 주파수로 하향 변환할 수 있다. CP 제거 블록(422)은 신호에서 CP를 제거할 수 있다. CP 제거 블록(422)의 출력은 직렬 신호일 수 있다. S-to-P 블록(423)은 직렬 신호를 병렬 신호들로 변환할 수 있다. N FFT 블록(424)은 FFT 알고리즘을 수행하여 N개의 병렬 신호들을 생성할 수 있다. P-to-S 블록(425)은 병렬 신호들을 변조 심볼들의 시퀀스로 변환할 수 있다. 채널 디코딩 및 복조 블록(426)은 변조 심볼들에 대한 복조 동작을 수행할 수 있고, 복조 동작의 결과에 대한 디코딩 동작을 수행하여 데이터를 복원할 수 있다.
도 4a 및 도 4b에서 FFT 및 IFFT 대신에 DFT(Discrete Fourier Transform) 및 IDFT(Inverse DFT)는 사용될 수 있다. 도 4a 및 도 4b에서 블록들(예를 들어, 컴포넌트) 각각은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 펌웨어 중에서 적어도 하나에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 4a 및 도 4b에서 일부 블록들은 소프트웨어에 의해 구현될 수 있고, 나머지 블록들은 하드웨어 또는 "하드웨어와 소프트웨어의 조합"에 의해 구현될 수 있다. 도 4a 및 도 4b에서, 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.
도 5는 통신 시스템에서 시스템 프레임(system frame)의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5를 참조하면, 통신 시스템에서 시간 자원은 프레임 단위로 구분될 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템의 시간 도메인에서 시스템 프레임들은 연속적으로 설정될 수 있다. 시스템 프레임의 길이는 10ms(millisecond)일 수 있다. 시스템 프레임 번호(system frame number; SFN)는 #0 내지 #1023으로 설정될 수 있다. 이 경우, 통신 시스템의 시간 도메인에서 1024개의 시스템 프레임들이 반복될 수 있다. 예를 들어, 시스템 프레임 #1023 이후의 시스템 프레임의 SFN은 #0일 수 있다.
하나의 시스템 프레임은 2개의 절반 프레임(half frame)들을 포함할 수 있다. 하나의 절반 프레임의 길이는 5ms일 수 있다. 시스템 프레임의 시작 영역에 위치하는 절반 프레임은 "절반 프레임 #0"으로 지칭될 수 있고, 시스템 프레임의 종료 영역에 위치하는 절반 프레임은 "절반 프레임 #1"로 지칭될 수 있다. 시스템 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)들을 포함할 수 있다. 하나의 서브프레임의 길이는 1ms일 수 있다. 하나의 시스템 프레임 내에서 10개의 서브프레임들은 "서브프레임 #0-9"로 지칭될 수 있다.
도 6은 통신 시스템에서 서브프레임의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6을 참조하면, 하나의 서브프레임은 n개의 슬롯(slot)들을 포함할 수 있으며, n은 자연수일 수 있다. 따라서 하나의 서브프레임은 하나 이상의 슬롯들로 구성될 수 있다.
도 7을 통신 시스템에서 슬롯의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7을 참조하면, 하나의 슬롯은 하나의 이상의 심볼들을 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 하나의 슬롯은 14개 심볼들을 포함할 수 있다. 슬롯의 길이는 슬롯에 포함되는 심볼들의 개수 및 심볼의 길이에 따라 달라질 수 있다. 또는, 슬롯의 길이는 뉴머놀러지(numerology)에 따라 달라질 수 있다.
통신 시스템에서 물리 신호 및 채널에 적용되는 뉴머롤러지는 가변될 수 있다. 뉴머롤러지는 통신 시스템의 다양한 기술적 요구사항들을 충족시키기 위해 가변될 수 있다. CP(cyclic prefix) 기반 OFDM 파형(waveform) 기술이 적용되는 통신 시스템에서, 뉴머롤러지는 부반송파 간격 및 CP 길이(또는, CP 타입)를 포함할 수 있다. 표 1은 CP-OFDM 기반 통신 시스템을 위한 뉴머롤러지 구성 방법의 제1 실시예일 수 있다. 통신 시스템이 동작하는 주파수 대역에 따라 표 1의 뉴머롤러지들 중에서 적어도 일부의 뉴머롤러지가 지원될 수 있다. 또한, 통신 시스템에서 표 1에 기재되지 않은 뉴머롤러지(들)이 추가로 더 지원될 수 있다.
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부반송파 간격이 15kHz인 경우(예를 들어, μ=0), 슬롯의 길이는 1ms일 수 있다. 이 경우, 하나의 시스템 프레임은 10개의 슬롯들을 포함할 수 있다. 부반송파 간격이 30kHz인 경우(예를 들어, μ=1), 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다. 이 경우, 하나의 시스템 프레임은 20개의 슬롯들을 포함할 수 있다.
부반송파 간격이 60kHz인 경우(예를 들어, μ=2), 슬롯의 길이는 0.25ms일 수 있다. 이 경우, 하나의 시스템 프레임은 40개의 슬롯들을 포함할 수 있다. 부반송파 간격이 120kHz인 경우(예를 들어, μ=3), 슬롯의 길이는 0.125ms일 수 있다. 이 경우, 하나의 시스템 프레임은 80개의 슬롯들을 포함할 수 있다. 부반송파 간격이 240kHz인 경우(예를 들어, μ=4), 슬롯의 길이는 0.0625ms일 수 있다. 이 경우, 하나의 시스템 프레임은 160개의 슬롯들을 포함할 수 있다.
심볼은 하향링크(DL) 심볼, 플렉서블(flexible, FL) 심볼, 또는 상향링크(UL) 심볼로 설정될 수 있다. DL 심볼만으로 구성된 슬롯은 "DL 슬롯"으로 지칭될 수 있고, FL 심볼만으로 구성된 슬롯은 "FL 슬롯"으로 지칭될 수 있고, UL 심볼만으로 구성된 슬롯은 "UL 슬롯"으로 지칭될 수 있다.
슬롯 포맷은 상위계층 시그널링(예를 들어, RRC 시그널링)에 의해 반고정적으로 설정될 수 있다. 반고정적 슬롯 포맷을 지시하는 정보는 시스템 정보에 포함될 수 있고, 반고정적 슬롯 포맷은 셀 특정적으로 설정될 수 있다. 또한, 반고정적 슬롯 포맷은 단말 특정적 상위계층 시그널링(예를 들어, RRC 시그널링)을 통해 단말 별로 추가적으로 설정될 수 있다. 셀 특정적으로 설정된 슬롯 포맷의 플렉시블 심볼은 단말 특정적 상위계층 시그널링에 의해 하향링크 심볼 또는 상향링크 심볼로 오버라이드될 수 있다. 또한, 슬롯 포맷은 물리계층 시그널링(예를 들어, DCI에 포함된 SFI(slot format indicator))에 의해 동적으로 지시될 수 있다. 반고정적으로 설정된 슬롯 포맷은 동적으로 지시되는 슬롯 포맷에 의해 오버라이드될 수 있다. 예를 들어, 반고정적으로 설정된 플렉시블 심볼은 SFI에 의해 하향링크 심볼 또는 상향링크 심볼로 오버라이드될 수 있다.
참조 신호는 CSI-RS(channel state information-reference signal), SRS(sounding reference signal), DM-RS(demodulation-reference signal), PT-RS(phase tracking-reference signal) 등일 수 있다. 채널은 PBCH(physical broadcast channel), PDCCH(physical downlink control channel), PDSCH(physical downlink shared channel), PUCCH(physical uplink control channel), PUSCH(physical uplink shared channel), PSCCH(physical sidelink control channel), PSSCH(physical sidelink shared channel) 등일 수 있다. 본 개시에서, 제어 채널은 PDCCH, PUCCH, 또는 PSCCH를 의미할 수 있고, 데이터 채널은 PDSCH, PUSCH, 또는 PSSCH를 의미할 수 있다.
도 8은 통신 시스템에서 시간-주파수 자원의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8을 참조하면, 시간 도메인에서 하나의 심볼(예를 들어, OFDM 심볼)과 주파수 도메인에서 하나의 서브캐리어(subcarrier)로 구성된 자원은 "RE(resource element)"로 정의될 수 있다. 시간 도메인에서 하나의 OFDM 심볼과 주파수 도메인에서 K개 서브캐리어들로 구성되는 자원들은 "REG(resource element group)"로 정의될 수 있다. REG는 K개 RE들을 포함할 수 있다. REG는 주파수 도메인에서 자원 할당의 기본 단위로 사용될 수 있다. K는 자연수일 수 있다. 예를 들어, K는 12일 수 있다. N은 자연수일 수 있다. 도 7에 도시된 슬롯에서 N은 14일 수 있다. N개 OFDM 심볼들은 시간 도메인에서 자원 할당의 기본 단위로 사용될 수 있다.
본 개시에서 RB는 CRB(common RB)를 의미할 수 있다. 또는, RB는 PRB 또는 VRB(virtual RB)를 의미할 수 있다. 통신 시스템에서 CRB는 기준 주파수(예를 들어, 포인트 A(point A))를 기준으로 연속한 RB들의 집합(예를 들어, 공통 RB 그리드)을 구성하는 RB를 의미할 수 있다. 공통 RB 그리드 상에 캐리어 및/또는 대역폭 부분은 배치될 수 있다. 즉, 캐리어 및/또는 대역폭 부분은 CRB(들)로 구성될 수 있다. 대역폭 부분을 구성하는 RB 또는 CRB는 PRB로 지칭될 수 있고, 대역폭 부분 내에서 CRB 인덱스는 PRB 인덱스로 적절히 변환될 수 있다.
하향링크 데이터는 PDSCH을 통해 전송될 수 있다. 기지국은 PDSCH의 설정 정보(예를 들어, 스케줄링 정보)를 PDCCH를 통해 단말에 전송할 수 있다. 단말은 PDCCH(예를 들어, DCI(downlink control information))를 수신함으로써 PDSCH의 설정 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, PDSCH의 설정 정보는 PDSCH의 송수신을 위해 사용되는 MCS(modulation coding scheme), PDSCH의 시간 자원 정보, PDSCH의 주파수 자원 정보, PDSCH에 대한 피드백 자원 정보 등을 포함할 수 있다. PDSCH는 하향링크 데이터가 송수신되는 무선 자원을 의미할 수 있다. 또는, PDSCH는 하향링크 데이터 자체를 의미할 수 있다. PDCCH는 하향링크 제어 정보(예를 들어, DCI)가 송수신되는 무선 자원을 의미할 수 있다. 또는, PDCCH는 하향링크 제어 정보 자체를 의미할 수 있다.
단말은 기지국으로부터 전송되는 PDSCH를 수신하기 위하여 PDCCH에 대한 모니터링 동작을 수행할 수 있다. 기지국은 PDCCH의 모니터링 동작을 위한 설정 정보를 상위계층 메시지(예를 들어, RRC(radio resource control) 메시지)를 사용하여 단말에 알려줄 수 있다. PDCCH의 모니터링 동작을 위한 설정 정보는 CORESET(control resource set) 정보 및 탐색 공간(search space) 정보를 포함할 수 있다.
CORESET 정보는 PDCCH DMRS(demodulation reference signal) 정보, PDCCH의 프리코딩(precoding) 정보, PDCCH 오케이션(occasion) 정보 등을 포함할 수 있다. PDCCH DMRS는 PDCCH를 복조하기 위해 사용되는 DMRS일 수 있다. PDCCH 오케이션은 PDCCH가 존재 가능한 영역일 수 있다. 즉, PDCCH 오케이션은 DCI가 전송 가능한 영역일 수 있다. PDCCH 오케이션은 PDCCH 후보로 지칭될 수 있다. PDCCH 오케이션 정보는 PDCCH 오케이션의 시간 자원 정보 및 주파수 자원 정보를 포함할 수 있다. 시간 도메인에서 PDCCH 오케이션의 길이는 심볼 단위로 지시될 수 있다. 주파수 도메인에서 PDCCH 오케이션의 크기는 RB 단위(예를 들어, PRB(physical resource block) 단위 또는 CRB(common resource block) 단위)로 지시될 수 있다.
탐색 공간 정보는 탐색 공간에 연관된 CORESET ID(identifier), PDCCH 모니터링의 주기, 및/또는 오프셋을 포함할 수 있다. PDCCH 모니터링의 주기 및 오프셋 각각은 슬롯 단위로 지시될 수 있다. 또한, 탐색 공간 정보는 PDCCH 모니터링 동작이 시작되는 심볼의 인덱스를 더 포함할 수 있다.
기지국은 하향링크 통신을 위한 BWP(bandwidth part)를 설정할 수 있다. BWP는 단말별로 다르게 설정될 수 있다. 기지국은 BWP의 설정 정보를 상위계층 시그널링을 사용하여 단말에 알려줄 수 있다. 상위계층 시그널링은 "시스템 정보의 전송 동작" 및/또는 "RRC(radio resource control) 메시지의 전송 동작"을 의미할 수 있다. 하나의 단말을 위해 설정되는 BWP들의 개수는 1개 이상일 수 있다. 단말은 기지국으로부터 BWP의 설정 정보를 수신할 수 있고, BWP의 설정 정보에 기초하여 기지국에 의해 설정된 BWP(들)를 확인할 수 있다. 하향링크 통신을 위해 복수의 BWP들이 설정된 경우, 기지국은 복수의 BWP들 중에서 하나 이상의 BWP들을 활성화할 수 있다. 기지국은 활성화된 BWP(들)의 설정 정보를 상위계층 시그널링, MAC(medium access control) CE(control element), 또는 DCI 중에서 적어도 하나를 사용하여 단말에 전송할 수 있다. 기지국은 활성화된 BWP(들)을 사용하여 하향링크 통신을 수행할 수 있다. 단말은 기지국으로부터 활성화된 BWP(들)의 설정 정보를 수신함으로써 활성화된 BWP(들)를 확인할 수 있고, 활성화된 BWP(들)에서 하향링크 수신 동작을 수행할 수 있다.
한편, 3GPP 표준의 TR 38.912에서는 5G NR에서 다중 안테나 스킴(Multi-antenna scheme)에 대해 규정하고 있다. 예컨대, 빔 관리(Beam management)에 대해 L1/L2 절차 세트로, 다운링크(downlink, DL) 및 업링크(uplink, UL)에 관련하여 빔 결정(Beam determination), 빔 측정(Beam measurement), 빔 보고(Beam reporting) 및 빔 스위핑(Beam Sweeping)에 대하여 정의하고 있다. 이러한 빔 관리 절차는 하나 이상의 TRxP에서 지원됨을 설명하고 있다.
다른 한편, 앞서 살펴본 바와 같이 5G NR 빔 관리 과정은 초기 빔 수립 과정, 빔 조정 과정, 빔 복구 과정으로 구성된다. 현재 표준의 빔 관리 과정 중 초기 빔 수립 과정과 빔 조정 과정에서는 빔 스위핑을 기반으로 빔을 순차적으로 하나씩 변경하면서 각 빔에 대한 성능을 측정하고 측정된 성능을 비교하여 최적의 송신 빔 혹은 수신 빔을 찾는다. 그러나 높은 경로 손실로 인해 고지향성 빔을 형성하는 6G 테라헤르츠 통신에서는 기존 5G NR보다 더 많은 수의 빔을 형성해야 하고, 기존의 빔 스위핑 기반 빔 관리방식으로는 상당한 시간 오버헤드가 필요할 것으로 예상된다. 또한, 6G에서 사용할 것으로 예상되는 테라헤르츠와 같은 높은 고주파수 대역 통신에서는 채널 코히어런스 타임(channel coherence time)이 더 짧아질 것이기 때문에 기존의 방식으로 기지국과 단말의 모든 후보 빔에 대한 신호 품질을 측정하기 더욱 어렵다. 이하의 설명에서 신호 품질은 참조 신호 수신 전력(reference signal received power, RSRP)을 이용하여 설명할 것이다. 하지만, RSRP 외에 다른 정보를 이용할 수도 있다. 예컨대, 채널 품질을 나타내는 다른 지표인 채널 상태 정보(channel status information, CSI), 채널 품질 정보(channel quality information, CQI) 등의 정보를 이용할 수도 있다.
본 개시에서는 향후 6G 통신 시스템에서 테라헤르츠 대역과 같이 높은 고주파수 대역을 사용하는 환경에서 빔 관리 절차를 제안하고자 한다. 특히 본 개시에서는 테라헤르츠 대역에서 나타나는 빔 스퀸트(beam squint) 현상을 활용한 빔 관리 절차를 제안한다.
빔 스퀸트 현상은 테라헤르츠 대역의 높은 주파수와 넓은 주파수 대역으로 인해 기존 방식과 같이 중심 주파수 방향으로 빔을 형성하게 될 경우 각 서브캐리어(subcarrier)마다 관찰되는 공간적 방향(spatial direction) 간 차이가 커지는 현상을 의미한다.
빔 스퀸트 현상은 중심 주파수에서 먼 서브캐리어 성분일수록 중심 주파수에서의 방향과 다른 방향으로 신호가 전송되는 현상이다. 따라서 빔 스퀸트를 보상하지 않으면 한 방향으로 빔을 전송하도록 빔 포밍을 수행하더라도 주파수 대역에 따라 여러 방향으로 빔이 형성되어 원하는 수신 신호 세기를 달성하기 어렵게 된다.
빔 스퀸트 현상을 보상하기 위한 연구 중 하나의 방식에서는 시간 지연 네트워크(Time Delay Network, TDN) 기능을 기반으로 각 서브캐리어 성분마다 서로 다른 위상 변위를 적용하여 결과적으로 모든 서브캐리어에서 동일한 방향으로 빔이 형성되도록 빔 스퀸트 현상을 해결하는 방법을 주로 사용하였다.
하지만, 본 개시에서는 빔 스퀸트 현상을 완전히 보상하지 않고, TDN 기능을 유동적으로 제어하여 다수의 서브캐리어를 기반으로 동시에 여러 빔을 원하는 방향으로 형성하는 방식을 제안하고자 한다. 본 개시에서 제안하는 방식을 이용하는 기지국과 단말은 가능한 모든 후보 빔에 대해 순차적으로 하나씩 빔 스위핑 과정을 진행할 필요 없이 한 번에 여러 방향의 빔을 동시에 형성함으로써 빔 스위핑 횟수를 줄일 수 있다. 또한 본 개시에 따른 방법을 사용하여, 빔 스위핑 방식의 연속한 빔 탐색(sequential beam search)을 테라헤르츠 통신에 그대로 적용할 때 발생하는 높은 시간 오버헤드 문제를 해결하고자 한다.
이하에서 설명되는 본 개시에서는 빔 스퀸트 현상을 활용하여 빔 관리 과정을 수행 시, 요구되는 구체적인 절차를 제공한다. 또한 이때, 필요한 파라미터들을 제공한다. 앞서 설명한 바와 같이 5G NR 빔 관리 과정은 초기 빔 수립, 빔 조정, 빔 복구로 구성되어 있다. 이하에서 설명될 본 개시는 초기 빔 수립, 빔 조정, 빔 복구 과정 모두에 활용될 수 있다. 구체적으로 본 개시에서는 초기 빔 수립 과정이 사전에 수행된 후 빔 조정, 빔 복구 과정을 수행하고자 하는 상황을 고려한다. 또한 본 개시는 초기 빔 수립 과정에도 동일하게 적용할 수 있다. 따라서 본 개시에서는 기지국과 단말이 송수신에 활용할 넓은 빔을 선택한 상황을 가정하며, 초기 빔 수립 과정에서 선택한 빔에 속하는 여러 빔 중 최적의 빔 하나를 선택하는 빔 조정 과정과 빔 오정렬이 발생했을 때 새로운 빔을 선택하는 빔 복구 과정에 대해서 살펴볼 것이다.
도 9a는 기지국에서 다중 안테나를 이용하여 빔을 송신하는 경우 빔 스퀸트 현상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9a를 참조하면, 기지국(910)은 복수의 안테나들(911, 912, …, 91M-1, 91M)을 통해 특정한 주파수 대역(fc)에서 신호를 송신하고자 하는 경우를 예시하고 있다. 도 9a에서는 설명의 편의를 위해 복수의 안테나들(911, 912, …, 91M-1, 91M)이 균일한 선형 배열(Uniform Linear Array, ULA)의 단일 패널에 포함된 경우를 예시하였다. 앞서 설명한 바와 같이 무선 통신 시스템은 향후 밀리미터파의 비면허 대역(unlicensed band) 혹은 테라헤르츠 주파수 대역과 같이 기존보다 더 넓은 주파수 대역을 활용하게 될 경우 기존보다 훨씬 더 많은 수의 안테나를 활용할 것으로 예상된다. 따라서 보다 많은 수의 안테나를 활용하게 되므로, 안테나 구조 내에서 안테나 간 거리가 점점 멀어져서 각 안테나 간 전파 지연(propagation delay)에 차이가 더 커지게 된다.
일반적으로 시간 지연은 주파수에 대한 선형 위상 쉬프트(linear phase shift)가 될 수 있다. 또한 빔 포밍은 특정한 하나의 방향 즉, 원하는 빔 방향에 대하여 특정한 위상 스퀸트(phase shift)를 통해 빔을 형성할 수 있다. 이러한 위상 스퀸트는 주파수 함수로 변경될 수 있다. 이를 다시 설명하면, 원하는 빔 방향에 대한 위상 스퀸트는 주파수 함수로 표현될 수 있다.
이때, 무선 통신 시스템에서 할당된 주파수 대역이 넓어지면 각 서브캐리어에 할당된 주파수와 중심 주파수 간 차이가 커지게 된다. 특히 테라헤르츠 대역에서 다수의 서브캐리어를 기반으로 통신을 수행할 때. 중심 주파수(fc)를 제외한 다른 주파수에서 전송된 빔이 의도하지 않은 방향으로 퍼져서 전송되는 현상이 나고 이를 빔 스퀸트 현상이라고 정의한다.
이에 따라 도 9a에 예시한 바와 같이 원하는 방향의 참조 빔(f3 = fc)과 전파 지연에 기반하여 스퀸트된 빔(squinted beam)들(f1, f2, f4, f5)이 형성될 수 있다. 결과적으로 도 9a에 예시한 바와 같이 동일한 주파수 대역 내에 존재하는 서브캐리어 간의 공간 방향에 스퀸트가 발생하게 된다.
따라서 기지국이 의도한 정보를 단말에게 온전히 전달하고 원하는 수신 신호 세기를 달성하기 위해서는 스퀸트된 빔의 방향을 중심 주파수(fc)와 동일한 방향으로 맞추는 과정이 필요하다. 이를 도 9a를 참조하면, 원하는 빔(f3 = fc)과 다른 방향의 스퀸트된 빔들(f1, f2, f4, f3)을 원하는 빔(f3 = fc)과 동일한 방향으로 맞추는 과정이 필요하다. 이하에서 원하는 빔을 참조 빔(reference beam)이라 하하자.
5G NR에서 사용된 하이브리드 빔 포밍 구조에서 아날로그 위상 쉬프터(analog phase shifter)는 주파수마다 서로 다른 위상 변화를 줄 수 없기 때문에 기존 하이브리드 빔 포밍 구조로는 빔 스퀸트 현상을 해결하는 것이 불가능하다.
따라서 빔 스퀸트 현상을 해결하기 위해 TDN 기능이 제안되었다. TDN 기능은 디지털 프리코더(digital precoder)와 아날로그 위상 스프터 사이에 위치한 여러 개의 실제 시간 지연(True Time Delay, TTD) 소자로 이루어진 구조를 의미한다. TDN 기능을 구성하는 각 TTD는 특정 지연(delay) 값을 가지며, 이러한 TTD 소자들로 구성된 TDN 기능은 주파수마다 서로 다른 위상 변화를 발생시키는 역할을 수행할 수 있다.
기지국이 디지털 프리코더와 아날로그 위상 쉬프터 및 그 사이에 TDN 기능이 존재하는 하드웨어 구조에 기초하여 신호를 전송하는 상황을 가정하였을 때, m번째 서브캐리어에서 무선 채널을 통과한 송신 신호를 수식으로 표현하면 하기 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000002
수학식 1에서
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000003
는 채널 행렬이고, A는 아날로그 위상 쉬프터로 인한 위상 변화이고,
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000004
는 TDN 기능으로 인한 위상 변화이고,
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000005
는 디지털 프리코더 행렬이며,
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000006
는 전송하고자 하는 정보이고, 그리고
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000007
은 잡음(noise)을 의미한다.
이 때
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000008
를 각 TTD 소자가 갖는 시간 지연 값에 대해 표현하면 하기 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000009
수학식 2에서 "blkdiag"는 괄호 안에 존재하는 각 값을 주 대각선 성분으로 갖는 대각 행렬을 의미한다.
위의 수학식 2에 기초하여 아날로그 위상 쉬프터와 TDN 기능으로 인한 위상 변화를 비교하면 아날로그 위상 쉬프터는 주파수 독립적인 위상 변화를 일으키기 때문에 수학식 1에서 아날로그 위상 쉬프터로 인한 위상 변화가 서브캐리어 인덱스에 의존적이지 않고 A로만 표현된다.
반면 TDN 기능의 위상 변화 행렬
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000010
를 살펴보면 주 대각선 성분이 각 TTD 소자의 시간 지연 값
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000011
과 더불어 m번째 서브캐리어의 주파수 값 fm에 따라 변화하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 TDN 기능은 주파수마다 서로 다른 위상 변화를 발생시킨다는 사실을 알 수 있다. 이러한 TDN 기능의 특성, 즉 주파수 의존적인 위상 변화를 일으킬 수 있다는 점을 활용하면 테라헤르츠 대역에서 발생하는 빔 스퀸트 현상에 대한 보상이 가능하다.
현재까지의 연구에서는 주로 도 9b와 같이 스퀸트된 빔이 참조 빔과 동일한 방향을 향하도록 TDN 기능을 설정하여 빔 스퀸트 현상을 보상했다.
도 9b는 기지국에서 다중 안테나를 이용하여 빔을 송신하는 경우 스퀸트된 빔을 참조 빔과 동일한 방향으로 설정한 경우의 개념도이다.
도 9b를 참조하면, 기지국(910)은 복수의 안테나들(911, 912, …, 91M-1, 91M)을 통해 특정한 주파수 대역(fc)에서 신호를 송신하고자 하는 경우를 예시하고 있다. 또한 복수의 안테나들은 앞서 도 9a에서와 같이 ULA의 단일 패널에 포함된 경우를 예시하였다.
도 9a와 도 9b를 대비하여 살펴보면, 도 9b에서는 모든 서브캐리어의 주파수들(f1, f2, f3, f4, f5, f6)이 원하는 빔인 참조 빔과 동일한 방향으로 빔 스퀸트되도록 한 경우를 예시하고 있다. 따라서 도 9a에서는 서브캐리어의 주파수들(f1, f2, f3, f4, f5, f6) 각각이 각 서브캐리어의 주파수에 기초하여 참조 빔(fc = f3)과 다른 방향으로 빔 스퀸트가 발생하지만, 도 9b에서는 모두 동일한 방향으로 빔 스퀸트가 발생함을 알 수 있다.
현재까지의 연구에서는 주로 도 9b와 같이 스퀸트된 빔이 참조 빔과 동일한 방향을 향하도록 TDN 기능을 설정하여 빔 스퀸트 현상을 보상이 이루어지는 방법들에 대해 연구되었다.
본 개시에서는 TDN 기능을 유동적으로 제어하여 동시에 여러 빔을 원하는 방향으로 형성하기 위한 방안을 제안하고자 한다.
도 10는 기지국에서 다중 안테나를 이용하여 빔을 송신하는 경우 TDN 기능을 유동적으로 제어하여 동시에 여러 빔을 원하는 방향으로 형성하는 경우이 개념도이다.
도 10를 참조하면, 기지국(1010)과 복수의 안테나들(1011, 1012, …, 101M-1, 101M)이 ULA의 단일 패널에 포함된 경우를 예시하고 있다. 도 10와 도 9a를 대비하면, 도 10의 모든 빔들은 스퀸트된 빔(squinted beam)들(f1, f2, f3, f4, f5)이라는 점에서 차이가 있다.
본 개시에서 기지국(1010)은 빔 스퀸트 현상을 완전히 보상하지 않고, TDN 기능을 유동적으로 제어하여 다수의 서브캐리어를 통해 형성된 빔이 동시에 여러 방향을 향하도록 빔을 형성한다. 도 10의 예시에 따르면, 기지국(1010)은 빔 스위핑을 수행하고자 하는 범위, 다시 말해 각도 탐색 공간(angular search space)(1020)을 설정하고, 미리 정해진 상황에서 다수의 서브캐리어를 통해 각도 탐색 공간(1020)의 범위 내에 속하면서 서로 다른 방향을 향하는 여러 개의 빔을 동시에 전송되도록 할 수 있다.
이하의 설명되는 본 개시에서는 이러한 빔 스퀸트 현상을 활용하여, 빔 조정/빔 복구 과정을 위해 기준 신호를 채널 상태 정보-참조 신호(channel state information-reference signal, CSI-RS)로 설정하고, 최적의 송수신 빔을 설정하는 절차에 대해서 설명할 것이다. 기준 신호는 CSI-RS 외에 다른 정보를 이용할 수도 있으나, 본 개시에서는 설명의 편의를 위해 CSI-RS를 이용하여 설명하기로 한다. 또한 이때, 사용되는 파라미터들에 대해서도 설명할 것이다. 이하의 설명에서는 주로 하향링크 환경을 가정하여 설명할 것이나, 상향링크 환경에 대해서도 확장 적용할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
또한, 본 개시는 초기 빔 수립 과정이 사전에 수행된 상황을 고려하여 설명할 것이다. 하지만, 기지국과 단말이 SSB 시간 인덱스(time index)와 RACH 오케이젼(occasion)의 조합을 통해 넓은 빔을 선택하는 과정에서도 본 개시에서 제안한 방법에 기초하여 동시에 다수의 빔을 형성하여 저지연 초기 빔 수립 과정을 수행하됴도록 확장하여 적용할 수 있다.
[빔 스퀸트를 활용한 저지연 빔 조정]
본 개시에서는 초기 빔 수립 과정에서 SSB 시간 인덱스와 RACH 오케이젼의 조합을 통해 기지국과 단말이 대략적인 빔의 방향을 결정한다. 그리고, 기지국과 단말 간 결정된 빔 방향에 기초하여 더 세밀한 빔 포밍 과정을 통해 최적의 빔을 선택하고자 빔 조정 과정을 수행하는 상황을 고려한다.
본 개시에서 빔 조정 과정은 두 단계로 나눌 수 있다.
첫 번째 단계에서 단말은 고정된 빔을 사용한다. 또한 단말은 고정된 빔을 이용하여 기지국의 빔 후보군에 속하는 각 후보 빔들에 대해 성능을 검사한다. 그리고 단말은 성능 검사에 기초하여 최적의 빔을 선택할 수 있다. 이때, 선택된 빔은 기지국의 송신 빔들 중 하나의 빔이 될 수 있다.
두 번째 단계에서 기지국의 빔을 고정할 수 있다. 단말은 기지국의 고정된 빔에 대해 단말의 빔 후보군에 속하는 후보 빔들에 대해 성능을 검사할 수 있다. 그리고, 단말은 성능 검사에 기초하여 최적의 빔을 선택할 수 있다. 이때 선택된 빔은 단말의 수신 빔들 중 하나의 빔이 될 수 있다.
첫 번째 단계를 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
첫 번째 단계는 초기 빔 수립 과정에서 수행될 수 있다. 초기 빔 수립 과정에서 단말은 수신 빔을 넓은 빔으로 고정한다. 첫 번째 단계에서 기지국은 후보 빔들을 통해 기준 신호(예를 들어, CSI-RS)를 송신할 수 있다. 단말은 각 빔들을 통해 전송된 기준 신호를 측정할 수 있다. 단말은 기준 신호를 측정한 결과를 기지국으로 보고할 수 있다. 따라서 기지국은 단말이 보고한 측정 결과에 기초하여 최적의 송신 빔을 선택할 수 있다.
두 번째 단계에서 기지국의 송신 빔은 첫 번째 단계에서 선택된 빔으로 고정될 수 있다. 단말은 복수의 수신 빔들을 이용하여 기지국의 최적 송신 빔을 통해 수신된 기준 신호(예를 들어, CSI-RS)를 측정할 수 있다. 단말은 기준 신호를 측정한 결과에 기초하여 최적의 수신 빔을 선택할 수 있다.
위에서 설명한 첫 번째 단계에서 기지국이 송신 빔을 형성할 때와 두 번째 단계에서 단말이 수신 빔을 형성할 때, 5G NR의 표준에 따르면, 순차적으로 하나씩 빔을 변경하면서 다시 말해, 빔 스위핑을 수행하여 측정하였다. 이에 반하여 본 개시에서는 빔 스퀸트 현상을 이용하여 서로 다른 방향을 갖는 다수의 빔을 동시에 형성할 수 있다. 다시 말해, 빔 스퀸트 현상을 이용하면, 서로 다른 서브캐리어들이 서로 다른 방향의 빔 스퀸트가 발생하므로, 하나의 빔이 아닌 복수의 빔과 같이 형성될 수 있다. 따라서 기지국과 단말은 빔 스퀸트를 이용하여 복수의 방향을 갖는 빔들의 성능을 동시에 측정할 수 있다. 이를 통해 시간 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
도 11는 기지국에서 빔 스퀸트를 이용하여 송신 빔의 자원을 할당하는 경우를 예시한 개념도이다.
도 11를 참조하면, 기지국(1101)은 ULA의 단일 패널(1110) 내에 복수의 안테나들을 포함한 경우를 예시하고 있다. 도 11는 앞서 설명한 도 10에서 주파수 별로 스퀸트된 빔(squinted beam)들(f1, f2, f3, f4, f5)을 시간 별(t1, t2, t3)로 다른 방향으로 송신하도록 설정하였다는 점에서 차이가 있다. 앞서 도 10에서 설명한 바와 같이 본 개시에 따른 기지국(1101)은 빔 스퀸트 현상을 완전히 보상하지 않고, TDN 기능을 유동적으로 제어하여 다수의 서브캐리어들이 스퀸트되어 동시에 여러 방향을 향하도록 빔을 형성할 수 있다. 도 11에서는 빔 스위핑을 수행하고자 하는 범위, 다시 말해 각도 탐색 공간(angular search space)(1120)을 미리 결정된 각도 θ로 설정할 수 있다. 그리고 기지국(1101)은 각도 탐색 공간(1120) 내에서 다수의 서브캐리어를 통해 서로 다른 방향을 향하는 여러 개의 빔을 동시에 전송하도록 할 수 있다. 이때, 기지국(1101)은 스퀸트된 빔들을 1회 전송하여 각도 탐색 공간(1120)을 모두 커버할 수 없는 경우 가 발생할 수 있다. 이런 경우 기지국(1101)은 스퀸트된 빔들을 복수 회 전송하여 각도 탐색 공간(1120)을 모두 커버할 수 있다. 예를 들어 기지국(1101)은 서로 다른 시간 예컨대, t1 시점에서 스퀸트된 빔들(f1, f2, f3, f4, f5)을 전송한 후, 다음 t2시점에서 다시 스퀸트된 빔들(f1, f2, f3, f4, f5)을 전송하고, 그리고 다시 t3시점에서 스퀸트된 빔들(f1, f2, f3, f4, f5)을 전송하도록 함으로써 각도 탐색 공간(1120)을 모두 커버할 수 있다.
도 11에서 각도 탐색 공간(angular search space)(1120)의 미리 결정된 각도 θ는 빔 조정 과정에서 빔 스위핑을 수행해야 하는 범위에 해당할 수 있다. 맨 위쪽에 위치한 빔(t1 시점의 f1)부터 맨 아래쪽에 위치한 빔(t3 시점의 f5)까지는 각각 BS 빔 #1부터 BS 빔 #15까지의 기지국의 후보 빔에 해당한다. 도 11에서는 후보 빔들이 3번 나누어 전송되며, 각 전송마다 서로 다른 5개의 주파수들을 이용하여 스퀸트된 빔들을 통해 전송하도록 하는 경우를 예시하였다.
본 개시에 따른 기지국(1101)은 t1 시점에서, f1부터 f5까지 5개의 주파수 자원을 활용하여 스퀸트된 빔을 생성하기 위해 TDN 기능을 유동적으로 제어할 수 있다. 다시 말해 도 9a에서 설명한 바와 같이 기지국(1101)은 t1의 시점에서 중심 주파수(fc)인 세 번째 서브캐리어(f3)를 이용한 빔 #3을 중심으로 그 외의 주파수들(f1, f2, f4, f5)을 이용한 빔 #1, 빔 #2, 빔 #4, 빔 #5이 퍼지는 형태가 되도록 TDN 기능을 제어할 수 있다. 이러한 방식으로 기지국(1101)은 t2 시점 및 t3 시점에서도 동일한 방식이 되도록 TDN 기능을 제어할 수 있다.
이때 도 11과 같이 특정 빔을 중심으로 양 옆이 대칭적인 형태로 빔을 전송하기 위해서는 각 빔에 대응되는 주파수 자원의 간격이 일정해야 한다. 다시 말해 f1부터 f5까지 주파수가 증가하는 상황이라고 가정하면, 도 11과 같이 빔을 전송하기 위해서 f2와 f1의 주파수 차이, f3와 f2의 주파수 차이, f4와 f3의 주파수 차이, f5와 f4의 주파수 차이가 모두 동일하도록 설정해야 한다. 결과적으로 CSI-RS를 전송하기 위한 주파수 자원은 인접한 주파수와의 차이가 동일해야 한다.
만일 전송하는 주파수 대역을 모두 다르게 설정하는 경우 t1 시점에서 전송하는 주파수 대역인 {f1, …, f5}과 t2 시점에서 전송하는 주파수 대역인 {f6, …, f10} 그리고 t3 시점에서 전송하는 주파수 대역인 {f11, …, f15}는 도 11에 예시한 바와 같이 후보 빔의 각도가 동일한 간격으로, 설정되어야 한다. 이러한 경우 후보 빔의 메인 로브(main lobe)끼리 겹치지 않게 설정해야 하며, 그리고 한 시간대에 보내는 각도 탐색 공간(1120)의 모든 각이 특정 하나의 메인 로브에 속하도록 TDN 기능을 설정해야 한다.
한편, 도 11에 예시한 방법과 기존의 방법을 대비하여 살펴보기로 한다.
시간 오버헤드 측면에서, 5G NR에서의 빔 관리 과정과 도 11의 방법을 비교해 보기로 한다. 5G NR에서의 빔 관리 과정은 기지국이 각 후보 빔에 대한 성능을 파악하기 위해 기지국이 빔을 하나씩 전송하여 총 15번 빔 스위핑을 수행했다. 반면에 도 11에 예시한 본 개시에 따른 빔 스퀸트 현상을 기반으로 서로 다른 방향으로 빔을 동시에 5개씩 전송하는 경우 빔 스위핑의 횟수를 3번으로 줄일 수 있다. 따라서 테라헤르츠 대역에 적합한 저지연 빔 조정 과정이라고 볼 수 있다.
하기 표 2 내지 표 4은 도 11에 예시한 바와 같이 기지국(1101)이 빔 조정 과정에서 자신의 후보 빔들 각각에 대해 주파수 자원과 시간 자원을 할당하고, 할당된 정보를 단말에게 전송하는 과정을 설명하기 위한 예이다.
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위에 예시한 표 2는 t1 시점에서 주파수 별(f1, f2, f3, f4, f5)로 스퀸트된 빔들에 빔 인덱스가 부연된 경우를 예시하고 있으며, 표 3은 t2 시점에서 주파수 별(f1, f2, f3, f4, f5)로 스퀸트된 빔들에 빔 인덱스가 부연된 경우를 예시하고 있으며, 표 4는 t3 시점에서 주파수 별(f1, f2, f3, f4, f5)로 스퀸트된 빔들에 빔 인덱스가 부연된 경우를 예시하고 있다.
표 2 내지 표 4는 도 11에 예시한 바와 같이 초기 빔 수립 과정에서 각도 탐색 공간(1120) 내에 스퀸트된 빔들을 이용하는 경우의 예시에 따른 테이블들이 될 수 있다. 각도 탐색 공간(1120)에서 t1 시점에 전송되는 전체 빔들은 넓은 빔이 될 수 있고, 스퀸트된 각각의 빔들은 좁은 빔이 될 수 있다. 동일하게 t2 시점 및 t3 시점에서도 각도 탐색 공간(1120) 내에서 전송되는 전체 빔들은 넓은 빔이 될 수 있고, 스퀸트된 각각의 빔들은 좁은 빔이 될 수 있다. 표 2 내지 표 4은 도 11에 예시한 바와 같이 스퀸트된 빔들을 이용한 후보 빔들이 15개로 결정된 경우를 가정한 경우이다. 따라서 도 11과 표 2 내지 표 4는 15개의 후보 빔을 5개씩 총 3번에 나눠서 전송하는 경우에 대한 예시이다.
도 11과 표 2 내지 표 4는 하나의 예시일 뿐이며, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해 기지국(1101)이 CSI-RS를 전송할 때 해당 단말에게 할당 가능한 주파수 자원이 보다 많고, 한 번의 전송으로 주파수 자원들의 빔 스퀸트에 의해 각도 탐색 공간(1120)을 모두 커버할 수 있는 경우 한 번의 전송으로 15개의 후보 빔들을 모두 전송할 수도 있다. 또 다른 예로, 주파수 자원이 많더라도 주파수 자원들의 빔 스퀸트에 의해 각도 탐색 공간(1120)을 모두 커버할 수 없거나 또는 주파수 자원이 도 11에 예시한 자원보다 적은 경우 보다 많은 횟수의 전송이 필요할 수도 있다.
표 2 내지 표 4와 같이 기지국(1101)은 빔 조정을 위해 자신의 후보 빔에 대한 성능을 파악하기 후보 빔들 각각에 주파수/시간 자원을 할당해야 한다.
그리고 기지국(1101)은 총 15개의 후보 빔을 보내기 위한 주파수/시간 자원을 할당하고, 할당한 주파수/시간 자원에 관한 정보를 단말에게 전송해야 한다. 기지국(1101)이 할당한 주파수/시간 자원은 다양한 형태의 메시지 또는 신호를 통해 전송할 수 있다. 예를 들어, 메시지 또는 신호는 다운링크 제어 정보(downlink control information, DCI), 매체 접근 제어-제어 요소(medium access control-control element, MAC-CE), 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 재구성(reconfiguration) 또는 본 개시에 따라 새롭게 정의되는 RRC 시그널링(signaling) 중 어느 하나를 이용할 수 있다.
단말은 표 2 내지 표 4와 같은 정보를 기지국(1101)으로부터 수신하고, 주파수/시간 자원을 통해 이하에서 설명하는 바에 기초하여 CSI-RS 측정 결과 보고를 수행할 수 있다. 다만, 표 2 내지 표 4는 기지국(1101)이 단말에게 CSI-RS를 전송하기 위해 필요한 사전 과정으로 단말의 요청 시 혹은 기지국에서 빔 관리를 하기 위한 경우 등의 상황 및 필요에 따라 유동적으로 수행될 수 있다.
한편, 단말은 기지국(1101)으로부터 전달받은 주파수 자원과 시간 자원에 대해서 하기 표 5와 같은 매핑된 빔을 통해 CSI-RS를 각 빔 별로 수신할 수 있다. 표 2 내지 표 4에서는 빔마다 빔 #1, 빔 #2, …, 빔 #15와 같은 방식으로 식별하였으나, 무선 통신 시스템에서 실제 빔 인덱스는 2진수로 표현될 수 있다. 이러한 빔 인덱스를 예시하면 하기 표 5와 같이 예시할 수 있다.
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기지국(1101)은 빔 조정 과정에서 표 5에 예시된 빔 인덱스들을 각 후보 빔들에 매핑하고, 표 2 내지 표 4에 예시된 자원(시간 및 주파수)을 통해 빔 인덱스와 함께 CSI-RS를 전송할 수 있다.
한편, 빔 스퀸트를 활용하는 경우 해당 빔에 할당하는 주파수 대역에 따라 빔의 방향이 달라지기 때문에 기지국(1101)은 후보 빔의 정확한 성능 측정을 위해 단말에게 후보 빔 구현을 위해 할당하는 주파수/시간 자원 정보를 전달해야 한다. 도 11에 예시한 바와 같이 후보 빔들을 전송하기 위해서 기지국(1101)은 앞서 설명한 표 2 내지 표 4에서 각 빔 별로 CSI-RS를 할당하기 위한 주파수 자원 및 시간 자원을 단말에게 미리 알려야 한다. 따라서 기지국(1101)은 표 5에 예시한 형태와 같은 정보를 앞서 설명한 바와 같은 메시지 또는 신호를 이용하여 미리 단말에게 알림으로써, 빔 조정 과정에서 활용되는 기지국의 후보 빔에 대한 정보를 단말과 공유할 수 있다.
빔 조정 과정에서 활용되는 기지국(1101)의 전체 후보 빔 개수가 n이라 가정하면, 각 후보 빔을 구분하기 위해 빔 인덱스는 올림(ceil) 함수를 이용하여 비트 수를 결정할 수 있다. 예컨대, 하기 수학식 3과 같은 올림 함수를 이용할 수 있다.
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000016
수학식 3은 빔 인덱스의 비트 수를 결정하기 위한 것으로 n이 1인 경우는 1비트를 할당할 수 있다. 그리고 결정된 비트 수에 기초하여 첫 번째 빔부터 2진수로 빔을 식별할 수 있도록 할 수 있다.
수학식 3에 기초하여 15개의 빔이 사용되는 경우 4비트가 필요하며, 표 5에 예시한 바와 같이 빔들 각각에 인덱스를 부여할 수 있다. 따라서 기지국(1101)은 CSI-RS를 전송할 때, CSI-RS와 함께 빔 인덱스를 전송할 수 있다. 그러면 단말은 빔 인덱스를 이용하여 기지국(1101)으로부터 수신된 CSI-RS를 전송한 빔을 식별(identify)할 수 있다.
뿐만 아니라 단말은 수신한 CSI-RS에 대해 성능을 측정하고, 이를 기지국(1101)에 보고할 때, 빔 인덱스를 함께 전송할 수 있다. 따라서 기지국(1101)은 CSI-RS에 대한 RSRP 값을 수신할 때, 빔 인덱스를 통해 각 빔들을 식별할 수 있다.
기지국(1101)이 빔 조정 과정을 수행할 때, 단말은 수신 빔을 초기 빔 수립 과정에서 선택된 빔으로 고정해야 한다. 따라서 단말은 도 10b에 예시한 바와 같이 빔 스퀸트 현상을 완전히 보상할 수 있도록 TDN 기능을 설정해야 한다. 그리고 단말은 설정된 TDN 기능을 통해 한 방향으로 빔을 형성하여 CSI-RS를 수신해야 한다.
한편, 이상의 설명에서는 표 5와 같이 기지국(1101)이 활용하는 자원 예를 들어, 주파수 자원 및 시간 자원과 그에 대응하는 빔과의 매핑을 빔 인덱스를 이용하여 설명하였다. 하지만, 주파수 정보와 시간 정보가 이미 결정되어 있으므로, 빔 인덱스를 활용하지 않고, 주파수와 시간 정보만으로도 식별할 수 있다. 따라서 표 5에 예시한 빔 인덱스를 사용하지 않을 수도 있다. 다시 말해, 기지국(1101)만 표 5의 인덱스를 알고 있거나 또는 표 2 내지 표 4의 정보를 기지국(1101)만 알고 있는 경우도 가능하다. 이러한 경우, 단말은 CSI-RS 측정 보고 시 5G NR에서와 동일하게 RS 인덱스를 함께 기지국(1101)으로 전송하도록 할 수도 있다. 이때, 기지국(1101)은 RS 인덱스에 해당하는 빔을 인식하는 과정에서 표 5를 활용할 수 있다. 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 표 5의 빔 인덱스를 사용하는 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
이상의 과정을 통해 단말은 기지국(1101)으로부터 전달받은 주파수 자원과 시간 자원에 대해 표 5에 예시된 빔 인덱스 별로 CSI-RS를 수신할 수 있다. 그리고 단말은 복수의 빔마다 기지국(1101)이 전송한 CSI-RS를 측정하고, CSI-RS의 RSRP와 함께 빔 인덱스를 기지국으로 보고할 수 있다. 단말이 기지국으로 보고하는 CSI-RS의 RSRP의 예를 하기 표 6과 같이 예시할 수 있다.
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000017
단말은 기지국(1101)이 송신한 후보 빔들 각각에서 수신된 CSI-RS의 RSRP를 측정하고, 그 결과를 표 6에 예시한 바와 같이 기지국(1101)로 전송할 수 있다.
표 6는 기지국(1101)의 후보 빔이 총 15개인 경우를 예시하였다. 단말은 기지국(1101)이 전송한 15개의 CSI-RS에 대해서 성능을 측정하고 이를 빔 인덱스와 함께 기지국(1101)로 전송할 수 있다. 표 6에서 빔 인덱스는 표 5에서 설명한 기지국(1101)의 각 후보 빔에 대한 빔 인덱스이고, RSRP 값은 후보 빔들 각각에 대한 RSRP 값을 의미한다.
단말은 기지국이 전송한 CSI-RS와 빔 인덱스에 대해서 CSI-RS의 RSRP는 CSI 보고 과정을 통해 기지국에 전송할 수 있고, 빔 인덱스 정보는 업링크 제어 정보(uplink control information, UCI)를 통해 전송할 수 있다.
기지국 후보 빔들을 통해 전송된 CSI-RS의 RSRP 보고 과정은 기지국이 RRC 시그널링에서 UEInformationRequest를 통해 기지국의 후보 빔의 성능 보고 지시에 관한 정보를 단말에게 전달할 수 있다. RRC 시그널링에서 UEInformationRequest가 기지국(1101)의 후보 빔의 성능 보고 지시가 설정된 경우 단말은 기지국(1101)의 후보 빔에 대한 RSRP 정보를 전송할 수 있다. 또한, 기지국의 후보 빔의 성능 보고 지시에 관한 정보를 SIB 혹은 본 개시를 적용하기 위해 새로이 정의되는 RRC 시그널링을 통해 전송할 수도 있다. 단말은 보고 지시에 대한 응답으로 Measurement Report 또는 UE Assistance Information을 이용할 수 있다. 다른 예로, 만일 본 개시에 따른 보고를 위해 새로운 RRC 시그널링이 정의되는 경우 새롭게 정의된 RRC 시그널링을 이용할 수도 있다.
위에서 설명한 바에 기초하여 기지국(1101)은 단말이 피드백한 복수의 후보 빔들 각각에 대한 RSRP에 기초하여 가장 좋은 성능을 갖는 빔 인덱스를 확인할 수 있다. 또한 기지국(1101)은 빔 조정 과정에서 획득한 가장 좋은 성능을 갖는 빔 인덱스를 송신 빔으로 결정할 수 있다.
표 6에 예시한 바에 기초하면, 빔 인덱스 "0110"에 해당하는 BS 빔 #7의 RSRP가 가장 큰 값을 가지기 때문에 기지국(1101)은 BS 빔 #7를 최적의 빔으로 선택할 수 있다.
이상에서 설명한 절차 다시 말해, 표 2 내지 표 6에서 설명한 빔 조정 과정을 통해 기지국(1101)은 자신의 빔 후보군에 속한 후보 빔들 중 최적의 빔을 선택할 수 있다.
이하에서는 기지국(1101)의 송신 빔이 BS 빔 #7로 고정된 상황에서 단말이 자신의 빔 후보군에 속한 후보 빔들에 대한 성능을 측정하고, 최적의 수신 빔을 찾는 절차에 대해 살펴보기로 한다.
단말은 하기 표 7에 예시한 바와 같이 빔 후보군을 가질 수 있다.
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000018
이상에서 설명한 바와 같이 기지국(1101)에서의 빔 조정 과정 이후 단말에서의 빔 조정 과정을 위해 단말이 자신의 빔 후보군을 설정해야 한다. 따라서 단말은 자신의 후보 빔 개수를 기지국(1101)에 전달해야 한다.
표 7에서 단말의 빔 후보군에 속한 후보 빔들 각각은 초기 빔 수립 과정을 통해 선택된 수신 빔보다 좁은 빔일 수 있다. 표 7에서 설정한 단말의 후보 빔 개수는 초기 빔 수립 과정을 통해 설정된 단말의 수신 빔을 보다 좁은 빔들로 세분화한 빔들로 해석될 수 있다.
단말은 빔 조정 과정에서 자신의 후보 빔 개수만큼 CSI-RS 수신 성능을 파악하기 자신의 후보 빔 개수를 기지국(1101)으로 전달할 수 있다. 예컨대, 단말은 UCI, UE Assistance Information 또는 UE Capability Information을 이용하여 기지국으로 자신의 후보 빔 개수를 전송할 수 있다. 다른 방법으로, 본 개시에 따라 단말의 후보 빔 개수를 전달하도록 새로운 RRC 시그널링이 정의되는 경우, 해당 RRC시그널링을 이용하여 자신의 후보 빔 개수를 기지국(1101)로 전송할 수 있다.
단말로부터 자신의 후보 빔 개수를 수신한 기지국(1101)은 단말의 후보 빔 개수만큼 CSI-RS 주파수 자원 및 시간 자원을 할당한 뒤 할당한 자원을 통해 단말에게 CSI-RS를 전송할 수 있다.
단말에서의 빔 조정 과정에서 기지국(1101)은 CSI-RS를 전송할 때, 5G NR 표준에 정의된 RRC 재구성(reconfiguration) 메시지의 NZP-CSI-ResourceSet IE 내의 반복(repetition) 파라미터의 ENUMERATED {on, off} 정보를 활용할 수 있다. 다시 말해 기지국(1101)이 RRC 재구성 메시지의 NZP-CSI-ResourceSet IE 내에 반복 파라미터의 ENUMERATED {on, off} 정보를 활용하여 설정한 빔의 반복 횟수를 단말로 전송함으로써, 현재 기지국(1101)이 사용하고 있는 송신 빔이 고정되어 있다는 사실을 단말에게 전달할 수 있다. 이때, 기지국(1101)은 단말로부터 수신한 단말의 후보 빔 개수를 바탕으로 반복 횟수를 결정할 수 있다.
앞서 예시한 표 7에서 단말의 후보 빔 개수가 총 6개인 경우를 예시하였다. 따라서 단말의 각도 검색 공간은 6개의 좁은 빔들이 존재하는 경우가 될 수 있다. 다시 말해 단말의 수신 빔 조정 과정에서 단말이 빔 스위핑을 수행하는 범위 내에 6개의 좁은 빔들이 존재하는 경우가 될 수 있다. 단말은 기지국의 송신 빔이 BS 빔 #7로 고정된 상황에서 UE 빔 #1부터 UE 빔 #6까지의 빔의 성능을 측정하고, 이를 바탕으로 최적의 수신 빔을 선택할 수 있다.
단말에서 수신 빔 조정을 위해 기지국(1101)은 단말의 수신 빔 성능을 측정하도록 시간 및 주파수 자원을 할당해야 한다. 기지국(1101)이 단말의 수신 빔 조정을 위해 시간 및 주파수 자원을 할당하는 경우를 하기 표 8과 같이 예시할 수 있다.
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000019
표 7은 앞서 표 6에서 설명한 바와 같이 단말이 총 6개의 후보 빔을 갖는 경우 기지국(1101)이 단말의 수신 빔 성능 측정을 위해 t4 시점 및 t5 시점 각각에서 CSI-RS를 할당하기 위한 주파수 자원 정보의 예가 될 수 있다.
기지국(1101)은 t4 시점에서 단말의 수신 빔 성능 측정을 위해 f'1, f'2 및 f'3의 주파수를 할당하여 CSI-RS를 전송하고, t5 시점에서 단말의 수신 빔 성능 측정을 위해 f'1, f'2 및 f'3의 주파수를 할당하여 CSI-RS를 전송할 수 있다.
그러면 기지국은 UE 빔 #1, UE 빔 #2 및 UE 빔 #3을 이용하여 t4 시점에서 f'1, f'2 및 f'의 주파수 통해 전송되는 CSI-RS를 측정하고, UE 빔 #4, UE 빔 #5, UE 빔 #6을 이용하여 t5 시점에서 f'1, f'2 및 f'의 주파수 통해 전송되는 CSI-RS를 측정할 수 있다.
표 8에 예시한 바와 같이 단말에서 단말의 수신 빔 성능을 측정하는 경우 기지국(1101)의 송신 빔은 BS 빔 #7로 고정된 상태이다. 따라서 기지국(1101)은 TDN 기능을 제어하여 앞서 도 9b에서 예시한 바와 같이 빔 스퀸트 현상을 완전히 보상한 빔을 통해 단말에게 CSI-RS를 전송할 수 있다.
반면에 단말은 특정 시점에서 다수의 수신 빔을 통해 CSI-RS를 수신할 수 있다. 다시 말해 단말은 빔 스퀸트 현상을 완전히 보상하도록 TDN 기능을 설정하지 않고 복수의 수신 빔들을 이용하여 CSI-RS가 전송된 빔을 수신할 수 있다. 단말은 빔 스퀸트 현상을 완전히 보상하도록 TDN 기능을 설정하는 것은 앞서 도 11에서 설명한 바와 같은 방식이 될 수 있다. 예를 들어, 도 11에서 기지국의 송신 빔 정렬 과정과 동일하게 스퀸트된 빔의 방향이 참조 빔 근처의 다른 방향을 향하도록 TDN기능을 제어하여 다수의 수신 빔을 동시에 형성할 수 있다. 표 8에서 기지국(1101)은 t4 시점에서 f'1부터 f'3까지 3개의 주파수 자원, 즉 3개의 서브캐리어를 통해 빔을 전송한다. 따라서 표 8에 따르면, 단말은 빔 스퀸트 현상을 활용하여 한 번에 3개의 빔을 서로 다른 방향으로 형성하여 신호를 수신할 수 있다.
표 8에서 단말이 총 6개의 수신 빔에 대한 성능을 측정할 수 있도록 하기 위해 기지국(1101)은 CSI-RS를 3개씩 총 2번에 나눠서 수신하는 경우를 예시하였다. 하지만, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 본 개시는 표 8에 예시에 한정되지 않는다.
이상에서 설명한 방식을 5G NR과 대비하여 살펴보기로 한다.
시간 오버헤드 측면에서 5G NR에서의 빔 관리 시 단말은 각 후보 빔에 대한 성능을 파악하기 위해 단말이 한 번에 하나의 수신 빔을 통해 CSI-RS를 수신하는 방식으로 총 6번의 빔 스위핑을 수행해야만 한다. 이에 반하여 본 개시에 따른 빔 스퀸트 현상에 기초하면, 단말은 서로 다른 방향을 갖는 빔을 동시에 형성하여 빔 스위핑의 횟수를 2번으로 줄일 수 있다. 따라서 테라헤르츠 대역의 무선 통신 시스템에 적합한 저지연 빔 조정 과정이 될 수 있다.
표 8의 절차를 통해 단말에서의 빔 조정 과정 중 단말은 표 7에서 설정한 자신의 후보 빔에 대한 성능을 측정할 수 있다.
표 8의 절차에서 단말은 하기 표 9의 예시와 같이 자신의 후보 빔들에 대한 RSRP 값들을 측정할 수 있다.
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000020
표 9는 기지국(1101)이 전송한 CSI-RS에 대해 단말이 부호 빔들 각각을 이용하여 CSI-RS의 RSRP를 측정한 결과의 일 예가 될 수 있다. 표 9에 예시와 같이 단말의 후보빔들 각각에서 CSI-RS를 수신하고, CSI-RS의 RSRP 측정할 수 있다. 그리고 단말은 CSI-RS의 RSRP 측정에 기초하여 최적의 수신 빔을 선택할 수 있다.
표 9는 단말의 후보 빔이 총 6개일 때, 기지국(1101)이 전송한 6개의 CSI-RS에 대해서 자신의 수신 빔의 성능을 측정한 예가 될 수 있다. 표 9에서 단말의 후보 빔은 표 7에서 설정된 단말의 빔 후보군에 속한 각 후보 빔을 의미하고, RSRP 값들은 각 후보 빔을 이용하여 기지국(1101)이 전송한 CSI-RS를 측정한 RSRP 값을 의미할 수 있다.
기지국(1101)은 단말로부터 단말의 수신 빔의 개수 정보를 수신하고, 단말의 수신 빔들에서 CSI-RS를 수신할 수 있도록 1회 또는 수회 반복하여 CSI-RS를 전송할 수 있다.
단말은 자신의 후보 빔을 통해 CSI-RS를 수신한 뒤 각 후보 빔에서 기지국(1101)이 전송한 CSI-RS에 대한 RSRP를 측정하고, 이를 기반으로 최적의 수신 빔을 결정할 수 있다.
표 9의 예시에 따르면, UE 빔 #5의 RSRP가 가장 크기 때문에 빔 조정 과정에서 단말은 UE 빔 #5를 최적의 수신 빔으로 선택할 수 있다.
표 7 내지 표 9에서 설명한 동작을 전체적으로 종합하여 살펴보면, 빔 조정 과정 중 단말 입장에서 자신의 빔 후보군에 속한 각 후보 빔 중 최적의 빔을 선택하는 절차가 될 수 있다. 다시 말해 단말은 기지국(1101)이 전송한 CSI-RS를 통해 기지국의 고정된 빔을 수신하기 위한 후보 빔들의 성능을 측정하고, 측정한 성능에 기초하여 최적의 수신 빔을 결정할 수 있다.
이상에서는 빔 스퀸트를 활용한 저지연 빔 조정 방법에 대해 살펴보았다. 다시 말해 표 2 내지 표 9에서 설명한 동작은 초기 빔 수립 이후에 기지국(1101)과 단말이 보다 좁은 빔을 선택하는 절차가 될 수 있다. 구체적으로 표 2 내지 표 6은 기지국에서 빔 스위핑을 통해 최적의 송신 빔을 선택하는 절차에 해당하고, 표 7 내지 표 9는 단말에서 빔 스위핑을 통해 최적의 수신 빔을 선택하는 절차에 해당한다.
또한, 본 개시에 따르면, 빔 스퀸트 현상이 발생하는 고주파수 대역에서 TDN 기능을 적절히 제어함으로써, 동시에 여러 빔을 원하는 방향으로 형성할 수 있다. 그리고 동시에 다수의 빔에 대한 성능을 측정할 수 있다. 따라서 빔 조정 시, 5G NR에서의 연속적으로 발생하는(sequential) 빔 탐색 방식과 차별성을 갖는다고 볼 수 있다.
[빔 스퀸트를 활용한 저지연 빔 복구]
앞서 도 11 및 표 2 내지 표 9를 참조하여 빔 스퀸트 현상을 기반으로 형성된 송신 빔 혹은 수신 빔에 대해 최적의 빔을 찾는 빔 조정 절차에 대해 살펴보았다. 앞선 과정을 통해 빔 조정을 진행할 경우 각 후보 빔에 대해 하나씩 빔 스위핑 절차를 수행할 필요없이 최적의 빔을 찾을 수 있다. 이를 통해 6G 통신 시스템에서 요구하는 높은 수준의 저지연 통신을 만족할 수 있다.
이하에서는 기지국과 단말 간 채널 상태가 변화하여 앞선 절차를 통해 획득한 최적의 빔이 더 이상 사용되기 어렵다고 판단되는 경우 단말의 대기시간 요구(latency requirement)를 고려한 빔 복구 과정에 대해 살펴보기로 한다.
기지국과 단말의 통신 링크에 빔 실패(failure)가 발생하면, 단말은 기지국에게 빔 실패 복구 요청(Failure Recovery Request) 정보를 전달할 수 있다. 빔 실패 복구 요청 정보를 수신한 기지국은 단말의 대기시간 요구(latency requirement)에 기초하여 빔 복구 과정에서 수행할 빔 스위핑 횟수를 결정할 수 있다. 이때, 대기시간 요구는 단말로 서비스되는 데이터에 기초하여 결정될 수 있다. 다른 예로 대기시간 요구는 빔 실패 복구 요청 정보에 포함될 수도 있고, 미리 단말로부터 수신할 수도 있고, 단말의 등급에 기초하여 미리 설정될 수도 있다. 추가적으로 빔 스위핑 횟수는 각도 탐색 공간 내에서 CSI-RS를 전송할 빔 방향에 기초하여 결정될 수 있다.
빔 실패가 발생한 상황이란, 단말과 기지국이 형성한 통신 링크에 대하여 빔 실패 인스턴스들(Failure Instances, BFIs)이 최대 허용 횟수를 초과한 경우이다. 빔 실패가 발생하면, 빔 복구 과정이 수행되어야 한다. 단말 및/또는 기지국은 빔 실패를 검출하기 위해 빔 실패 인스턴스 카운터(BFI_COUNTER)를 구비할 수 있다. BFI_COUNTER는 미리 설정된 최대 카운트 값의 빔 실패 인스턴스 값 이상인 경우(BFI_COUNTER ≥ 빔FailureInstanceMaxCount) 빔 실패를 선언할 수 있다. 여기서 BFI는 블록 오류율(Block Error Rate, BLER)이 일정한 임계 값 이상인 경우를 나타낸다. 따라서 BFI가 발생할 때마다 BFI_COUNTER의 값이 1씩 증가한다. 그리고 BFI_COUNTER 값을 1 증가한 후 미리 설정된 시간 동안 BFI_COUNTER 값이 증가하지 않으면, BFI_COUNTER를 제로(zero, 0)로 리셋하고, 더 이상의 BFI가 일어나지 않았다고 해석한다.
빔 실패 복구 요청 정보는 RRC 시그널링의 rach-ConfigBFR, rsrp-ThresholdSSB, candidatebeamRSList 등의 정보를 포함한 BeamFailureRecoveryConfig를 통해 단말로부터 기지국에게 전송된다. 빔 실패 복구 요청 정보를 수신한 기지국은 단말이 요구하는 대기시간 요구 값에 기초하여 빔 복구 과정에서 진행할 빔 스위핑 횟수를 결정할 수 있다.
표 10은 빔 복구 시, 단말의 대기 시간 요구에 기초하여 빔 스위핑 횟수 결정 및 각도 탐색 영역의 빔 방향을 예시하였다.
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000021
표 10에서 LRUE는 단말의 대기시간 요구 값이고, 빔 스위핑 과정을 1회 진행하는 시간이 T인 경우, LRUE 시간 내 진행할 수 있는 빔 스위핑의 횟수를 결정하는 경우를 예시하였다.
표 10에 예시한 바와 같이 단말이 대기시간 요구가 길수록 빔 복구 과정에 더 많은 시간 자원을 할당할 수 있다. 따라서 기지국은 더 많은 빔 스위핑을 수행할 수 있다. 더 많은 빔을 스위핑할 수 있으므로, 각도 탐색 영역 내에서 측정 가능한 각도의 수가 증가한다.
그러면 앞서 설명한 도 11와 같은 환경에서 빔 조정 과정과 동일하게 최대 5개의 주파수 자원을 통해 동시에 CSI-RS의 전송이 가능한 경우를 가정하여 살펴보기로 한다.
예를 들어 단말의 대기시간 요구(LRUE)가 빔 스위핑 과정을 2회(2T) 수행할 수 있는 시간 보다 작은 경우를 가정하자. 이러한 경우 기지국이 빔 스위핑할 수 있는 횟수는 1번이기 때문에 전체 각도 탐색 공간이 θ1부터 θ2까지라면, 전체 각도를 5개의 주파수 자원을 통해 확인할 수 있어야 한다. 따라서 전체 각도 탐색 공간(1120)을 하기 수학식 4와 같이 5개의 구간으로 나눠야 한다.
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000022
수학식 4와 같이 전체 각도 탐색 공간을 5개의 각도 범위들로 구분하고, 구분된 각 각도 범위의 중간에서 빔이 송신되도록 설정할 수 있다. 이는 표 10의 첫 번째 경우(LRUE < 2T)에 해당할 수 있다.
다른 예로, 단말의 대기시간 요구가 3T ≤ LRUE < 4T인 경우, 가능한 빔 스위핑의 횟수가 3번이 된다. 따라서 표 10의 마지막 경우에 예시한 바와 같이 빔의 방향을 3번에 나누어 측정할 수 있다.
이후 기지국은 표 10과 같이 단말의 대기시간 요구에 기초하여 결정한 각도 탐색 공간(1120) 내의 빔 방향에 대해 빔 복구 과정을 진행할 수 있다. 빔 복구 과정에서 기지국(1101)은 해당 각도를 향하는 빔 후보군 각각으로 CSI-RS를 전송할 수 있다. 따라서 단말은 빔 후보군들을 통해 수신된 CSI-RS의 RSRP를 측정할 수 있다. 그리고 단말은 측정된 RSRP 값을 기지국으로 피드백할 수 있다. 기지국(1101)은 단말이 피드백한 RSRP 값에 기초하여 송신 빔을 재선택할 수 있다.
표 10을 참조하여 이상에서 설명한 절차에 따르면, 기지국(1101)은 단말의 대기시간 요구에 기초하여 기지국(1101)에서 가능한 송신 빔 스위핑 횟수를 결정할 수 있다. 그리고 기지국(1101)은 결정에 기초하여 송신 빔의 각도 탐색 공간(1120) 내의 빔 방향을 결정할 수 있다.
기지국은 5G NR 표준에서 정의된 방법에 기초하여 빔 스위핑 횟수를 결정할 수 있다. 빔 스위핑 횟수는 단말이 요구하는 대기시간 요구에 따라 달리 설정될 수 있다. 또한 빔 스위핑 횟수가 결정된 경우 표 10에 예시한 바와 같이 각도 탐색 공간을 설정하고, 결정된 빔 스위핑 횟수 값에 따라 빔을 송신할 수 있다.
이상에서 설명한 빔 복구 절차는 송신 빔의 복구 절차에 대해서 설명하였다. 하지만, 본 개시는 송신 빔의 복구 절차 뿐 아니라 수신 빔에 대한 복구 절차에도 확장하여 적용할 수 있다.
표 10에서 설명한 바와 같이 기지국(1101)은 단말의 대기시간 요구에 따라 빔 복구에 사용할 빔 후보군을 결정할 수 있다. 이처럼 사용할 빔 후보군을 결정한 기지국(1101)은 CSI-RS를 전송하기 위한 주파수 자원 및 시간 자원을 할당해야 한다. 표 11은 기지국(1101)이 CSI-RS를 전송하기 위한 주파수 자원 및 시간 자원을 할당한 경우를 예시하였다.
Figure PCTKR2023017164-appb-img-000023
표 11에서 앞서 설명한 표 5와 대비할 때, BS 복구 빔이라는 정보가 변경된 형태가 될 수 있다. 또한 빔 인덱스는 앞서 표 5에서 설명한 바와 같이 설정될 수 있다. 그리고 CSI-RS 자원 할당 정보는 앞서 표 2 내지 표 4에서 설명한 바와 같이 설정될 수 있다.
표 11은 앞서 설명한 표 10에서 단말의 대기시간 요구(LRUE)가 가능한 빔 스위핑 횟수 1인 경우에 대응할 수 있다. 기지국(1101)은 빔 조정 과정에서 사용했던 최적의 송신 빔을 중심으로 빔 복구 과정에서 사용할 빔 후보군을 결정할 수 있다. 그리고 앞서 표 10에서 설명한 바와 같이 가능한 빔 스위핑 횟수 및 한 번에 전송 가능한 빔의 개수에 따라 빔 복구 과정에서의 빔 후보군에 속한 빔 개수가 달라질 수 있다.
다시 말해 표 11은 기지국에서의 빔 조정 과정에서 찾은 최적의 송신 빔 BS 빔 #7에 대해 빔 실패가 발생한 경우를 가정할 수 있다. 그리고 단말의 대기시간 요구(LRUE)가 표 10의 첫 번째 경우로, 기지국(1101)이 가능한 빔 스위핑 횟수가 1이고, 이에 따라 각도 탐색 공간 (1120) 내 빔의 방향에 맞게 빔 복구 과정에서의 빔 후보군을 BS 복구 빔 #1부터 BS 복구 빔 #5까지로 새롭게 설정한 예가 될 수 있다.
따라서 기지국(1101)은 BS 복구 빔 #1부터 BS 복구 빔 #5까지의 후보 빔에 시간 자원 t6과 주파수 자원 f''1부터 f''5까지 할당하고, 할당된 자원을 활용하여 BS 복구 빔 #1부터 BS 복구 빔 #5를 통해 CSI-RS를 단말에게 전송할 수 있다.
만일, 단말의 대기시간 요구가 2번째 경우 다시 말해 "2LR ≤ LEUE < 3LR"을 만족하는 경우, 기지국(1101)은 가능한 빔 스위핑 횟수는 2회가 될 수 있다. 또한 기지국(1101)은 10개의 후보 빔을 이용하여 빔을 송신할 수 있다. 그리고 표 10에서 예시한 각도 탐색 영역 내에서 후보 빔들(BS 복구 빔 #1, …, BS 복구 빔 #10)을 새롭게 설정할 수 있다. 기지국(1101)은 이러한 후보 빔들을 통해 CSI-RS를 전송할 수 있다. 각 후보 빔들은 앞서 설명한 바와 같이 주파수 자원 및 시간 자원을 통해 할당될 수 있다.
표 11에서는 자원을 할당하는 한 예시로 BS 복구 빔 #1부터 BS 복구 빔 #5까지의 각 후보 빔에 시간 자원 t6과 주파수 자원 f''1부터 f''5까지를 할당한 경우를 예시하였다. BS 복구 빔 #6부터 BS 복구 빔 #10까지의 후보 빔들 각각에 시간 자원 t7과 주파수 자원 f''1부터 f''5까지를 추가 할당하면, 표 10의 2번째 경우에 대응할 수 있다.
기지국(1101)은 어떤 후보 빔을 통해 CSI-RS를 전송하였는지를 사전에 단말에게 특정한 메시지 또는 신호 또는 시그널링을 통해 전송할 수 있다. 예를 들어, DCI, RRC 재구성 또는 본 개시를 적용하기 위해 RRC 시그널링이 새롭게 정의되는 경우 새로이 정의된 RRC 시그널링을 이용하여 CSI-RS가 전송되는 빔 식별자에 대한 정보를 전송할 수 있다. 그리고 기지국(1101)이 단말에게 CSI-RS를 전송하는 과정에서 기지국(1101)의 빔 복구 후보 빔의 빔 인덱스를 함께 전송할 수 있다. 단말은 빔 인덱스에 기초하여 기지국(1101)이 전송한 복구 빔을 식별할 수 있다.
5G NR 표준에 따르면, 기지국은 빔 복구 과정에서 기지국의 각 후보 빔의 성능을 측정하기 위해 빔을 하나씩 전송하여 모든 빔 후보군에 대해 빔 스위핑을 진행하야만 했다. 하지만, 본 개시를 적용하면, 빔 스퀸트 현상을 기반으로 서로 다른 방향으로 빔을 동시에 전송할 수 있다. 따라서 본 개시에 따른 방법은 더 높은 수준의 저지연 통신을 필요로 하는 6G 테라헤르츠와 같은 고주파 대역의 통신 시스템에서 빔 복구 과정에서 발생 가능한 시간 오버헤드 문제를 해결할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 기지국(1101)이 복구 빔을 전송하면, 단말은 복구 빔을 통해 CSI-RS를 수신할 수 있다. 그리고 단말은 기지국(1101)이 전송한 CSI-RS를 수신하여 CSI-RS의 RSRP를 측정할 수 있다.
단말은 측정한 RSRP를 빔 인덱스와 함께 기지국으로 보고할 수 있다. 이처럼 보고되는 RSRP 값의 예를 하기 표 12와 같이 예시할 수 있다.
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표 12는 단말이 표 11에서 예시한 바와 같이 기지국(1101)이 5개의 CSI-RS를 전송한 경우에 이를 수신하여 RSRP 값을 측정한 경우를 예시하고 있다. 표 11에서 빔 인덱스는 빔 복구 과정에서 설정된 빔 후보군에 속한 빔들 각각에 대한 빔 인덱스이고, RSRP 값은 각 빔 인덱스에 대응하는 RSRP 값을 의미한다.
단말은 기지국(1101)이 전송한 CSI-RS와 빔 인덱스에 대해서 CSI-RS의 RSRP는 CSI 보고 과정을 통해 기지국(1101)으로 전송할 수 있다. 그리고 빔 인덱스 정보는 UCI를 통해 전송할 수 있다. 기지국 빔 복구 후보 빔을 통해 전송된 CSI-RS의 RSRP 보고 과정은 기지국이 RRC 시그널링에서 UEInformationRequest를 통해 기지국의 후보 빔의 성능 보고 지시에 관한 정보를 단말에게 전달함으로써 단말이 보고하도록 설정할 수 있다. 단말은 기지국이 RRC 시그널링에서 UEInformationRequest를 통해 기지국의 후보 빔의 성능 보고 지시의 설정에 기초하여 기지국의 후보 빔에 대한 RSRP 정보를 전송할 수 있다.
다른 예로, 기지국(1101)의 후보 빔의 성능 보고 지시에 관한 정보를 SIB 또는 본 개시에 따라 기지국(1101)의 후보 빔의 성능 보고 지시를 위해 새롭게 정의된 RRC 시그널링을 통해 단말에게 전송될 수도 있다. 그리고 단말은 보고 지시에 대한 응답으로 Measurement Report, UE Assistance Information을 사용하거나, 또는 앞서 설명한 바와 같이 새롭게 정의된 RRC 시그널링을 이용할 수도 있다.
이후 기지국(1101)은 빔 복구 과정에서 설정된 빔 후보군에 속하는 후보 빔 개수인 5개의 CSI-RS에 대한 성능을 모두 수신한 뒤 수신한 CSI-RS의 성능 및 빔 인덱스를 바탕으로 최적의 후보 빔을 파악할 수 있다. 그리고 기지국은 단말로부터 보고받은 최적의 후보 빔에 기초하여 송신 빔을 다시 결정할 수 있다.
표 12에 따르면, 빔 인덱스가 100에 해당하는 BS 복구 빔 #5의 RSRP가 가장 크기 때문에 빔 복구 과정에서 기지국은 BS 복구 빔 #5의 방향이 최적의 빔 방향이라고 판단할 수 있다.
이상에서 설명한 절차는 기지국(1101)과 단말이 형성한 통신 링크에서 빔 실패가 발생했을 때, 송신 빔에 대한 빔 복구 과정에 대해 서술하였다. 하지만, 수신 빔에 대한 복구 과정에 대해서도 동일한 방식으로 확장하여 적용할 수 있다.
도 12는 빔 스퀸트를 이용한 저지연 빔 조정 방법의 전체 절차를 예시한 개념도이다.
S1200단계에서 기지국은 단말에게 후보 빔들 각각의 주파수/시간 자원 정보를 전송할 수 있다. S1200단계에서 전송하는 후보 빔들 각각의 주파수/시간 자원 정보는 앞서 표 2 내지 표 4에 예시된 바와 같은 정보가 될 수 있다. 다시 말해 BS 빔들과 주파수 자원 및 시간 자원의 정보를 단말에게 전송할 수 있다. 이때, 후보 빔들은 앞서 설명한 바와 같이 주파수 스퀸트된 빔들이 될 수 있다. 이처럼 주파수 스퀸트된 빔들은 도 11에서 설명한 바와 같이 중심 주파수로부터 균일하게 퍼지는 형태를 갖기 위해서 주파수 자원의 간격이 일정하게 할당해야 한다. 또한 기지국은 도 11에 예시한 바와 같이 각도 탐색 공간을 모두 커버할 수 있도록 주파수/시간 자원을 할당해야 한다.
S1210단계에서 기지국은 단말에게 각 후보 빔에 대한 인덱스 매핑 정보 및 단말로 CSI-RS를 전송할 수 있다. 이는 앞서 표 5에서 설명한 바와 같이 기지국의 후보 빔들 각각에 빔 인덱스를 부여하고, 빔 인덱스와 함께 CSI-RS를 전송하는 절차가 될 수 있다. CSI-RS를 전송하는 빔들 각각은 앞서 설명한 바와 같이 주파수 스퀸트된 빔들이 될 수 있다. 또한 기지국은 스퀸트된 BS 빔들 각각이 미리 설정된 일정한 각도가 되도록 TDN 기능을 적절히 제어해야 한다. 이때, 기지국은 주파수 자원 할당 정보에 기초하여 한 번에 복수의 서브캐리어들을 통해 CSI-RS를 전송할 수 있다. 예를 들어, 표 2 내지 표 4의 경우 1회 전송 시 5개의 서브캐리어들을 통해 서로 다른 방향으로 CSI-RS를 전송할 수 있다.
S1220단계에서 단말은 S1200단계에서 할당된 주파수/시간 자원에 기초하여 기지국이 전송하는 BS 빔들 각각을 통해 CSI-RS를 수신할 수 있다. 이때, 단말의 빔은 고정된 빔일 수 있다. 또한 BS 빔들은 앞서 설명한 바와 같이 주파수 스퀸트된 빔들이 될 수 있다. 그리고 단말은 CSI-RS의 RSRP를 측정하고, 측정된 RSRP와 빔 인덱스를 기지국에 보고할 수 있다. 단말이 기지국으로 보고하는 정보는 앞서 표 6에서 설명한 바와 같이 기지국 후보 빔의 빔 인덱스와 RSRP 값이 매핑된 형태로 보고될 수 잇다.
이상에서 설명한 1210단계 및 1220단계는 반복 수행될 수 있다. 예를 들어, 시간 자원이 2회 이상 스위핑하도록 설정된 경우 S1210단계와 S1220단계는 반복 수행될 수 있다. 다시 말해, 도 11에 예시한 바와 같이 3회 스위핑하여 전송하도록 설정된 경우 기지국은 t1의 시점에서 후보 빔들을 S1210단계와 같이 전송할 수 있다. 따라서 S1220단계와 같이 단말은 t1의 시점에 대응한 보고 시점에 후보 빔들에 대한 CSI-RS에 대한 RSRP를 보고할 수 있다. 그리고 기지국은 t2의 시점에서 후보 빔들을 S1210단계와 같이 전송할 수 있다. 이에 대응하여 S1220단계와 같이 단말은 t2의 시점에 대응한 보고 시점에 후보 빔들에 대한 CSI-RS에 대한 RSRP를 보고할 수 있다. 마지막으로 기지국은 t3의 시점에서 후보 빔들을 S1210단계와 같이 전송할 수 있다. 따라서 S1220단계와 같이 단말은 t3의 시점에 대응한 보고 시점에 후보 빔들에 대한 CSI-RS에 대한 RSRP를 보고할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 기지국과 단말 간의 CSI-RS 전송 및 CSI-RS의 RSRP 보고는 스위핑 횟수만큼 수행될 수 있다.
S1230단계에서 기지국은 단말이 보고한 CSI-RS의 RSRP에 기초하여 최적의 송신 빔을 선택할 수 있다. 예를 들어 단말이 보고한 후보 빔의 빔 인덱스와 RSRP 값이 매핑된 정보가 앞서 설명한 표 6와 같은 경우 기지국은 RSRP 값이 가장 높은 BS 빔 #7을 최적의 송신 빔으로 선택할 수 있다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이 기지국과 단말 간 스위핑 횟수가 결정된 경우 스위핑 횟수만큼 단말로부터 보고를 수신한 이후에 최적의 송신 빔을 결정할 수 있다.
이상에서 설명한 S1200단계 내지 S1230단계의 절차를 통해 기지국의 송신 빔을 조정하는 절차가 이루어질 수 있다. 다음으로 수신 빔을 조정하는 절차에 대해 살펴보기로 한다.
S1240단계에서 단말은 자신의 빔 후보군을 설정하고, 기지국에게 후보 빔 개수를 보고(또는 전달)할 수 있다. 이때, 빔 후보군은 S1220단계에서 고정된 빔을 보다 세분화한 빔들이 될 수 있다. 이러한 빔 후보군은 앞서 표 7에서 설명한 바와 같은 정보를 포함할 수 있다.
S1250단계에서 기지국은 단말이 전달한 수신 빔 조정을 위한 후보 빔 개수 정보에 기초하여 CSI-RS를 전송하기 위한 주파수/시간 자원을 할당하고, 할당된 자원을 통해 단말로 CSI-RS를 전송할 수 있다. 이때, 기지국은 자신의 빔을 앞서 S1230단계에서 설정된 최적의 송신 빔으로 고정하여 전송할 수 있다.
S1260단계에서 단말은 기지국이 전송한 CSI-RS를 수신하기 위해 수신 빔을 형성하고, S1250단계에서 할당된 주파수/시간 자원을 통해 CSI-RS를 수신할 수 있다. 그리고 단말은 기지국이 전송한 CSI-RS의 RSRP를 측정할 수 있다. 이때, 기지국이 스위핑 횟수를 2회 이상으로 결정한 경우 S1250단계 및 S1260단계는 반복 수행될 수 있다.
S1270단계에서 단말은 기지국이 전송한 CSI-RS의 RSRP에 기초하여 최적의 빔을 선택할 수 있다. 이때, 단말은 앞서 설명한 바와 같이 스위핑 횟수가 2회 이상으로 설정된 경우 스위핑 횟수만큼 빔을 수신하여 CSI-RS의 RSRP 측정 값에 기초하여 결정할 수 있다.
도 13은 빔 스퀸트를 이용한 저지연 빔 조정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13에서는 기지국(1301)과 단말(1302)을 예시하였다. 기지국(1301)과 단말(1302)는 앞서 도 2에서 설명한 통신 노드의 구성 전체 또는 일부를 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면, S1310단계에서 기지국(1301)은 후보 빔들 각각에 주파수/시간 자원을 할당할 수 있다. 이처럼 후보 자원을 할당하는 것은 앞서 표 2 내지 표 4에서 설명한 바와 같은 정보가 될 수 있다. 이때, 후보 빔들은 앞서 설명한 바와 같이 주파수 스퀸트된 빔들이 될 수 있다. 이처럼 주파수 스퀸트된 빔들은 도 11에서 설명한 바와 같이 중심 주파수로부터 균일하게 퍼지는 형태를 갖기 위해서 주파수 자원의 간격이 일정하게 할당해야 한다. 또한 기지국은 도 11에 예시한 바와 같이 각도 탐색 공간을 모두 커버할 수 있도록 주파수/시간 자원을 할당해야 한다.
S1315단계에서 기지국(1301)은 후보 빔들의 주파수/시간에 할당된 자원 정보를 단말(1302)로 전송할 수 있다. 후보 빔들의 주파수/시간에 할당된 자원 정보는 DCI, MAC-CE, RRC 재구성 메시지 또는 본 개시에 따라 새롭게 정의되는 RRC 시그널링 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 따라서 단말(1302)는 S1315단계에서 기지국(1301)로부터 후보 빔들이 자원 할당 정보를 수신할 수 있다.
S1320단계에서 기지국(1301)은 후보 빔들 각각에 빔 인덱스를 매핑할 수 있다. 이때, 빔 인덱스는 앞서 표 5에서 설명한 바와 같이 후보 빔의 수에 따라 빔 인덱스를 할당할 비트 수를 결정하고, 결정된 비트 수에 기초하여 결정될 수 있다. 또한 기지국(1301)은 후보 빔들 각각에 빔 인덱스를 매핑할 시, 각도 탐색 공간 내에서 순차적으로 매핑할 수 있다.
S1325단계에서 기지국(1301)은 빔 인덱스와 CSI-RS를 후보 빔들 각각을 통해 전송할 수 있다. 이때, 후보 빔들은 이상에서 설명한 바와 같이 서브캐리어의 주파수에 기초하여 스퀸트된 빔들일 수 있다. 또한 각 서브캐리어 별 스퀸트 정도는 앞서 설명한 바와 같이 TDN 기능을 이용하여 적절히 조정될 수 있다. 따라서 도 11에 예시한 바와 같이 1회 전송에서 일정한 범위를 커버할 수 있도록 빔을 스퀸트하여 전송할 수 있다. S1325단계에서 단말(1302)은 기지국이 전송한 후보 빔들을 통해 빔 인덱스 및 CSI-RS를 수신할 수 있다.
S1330단계에서 단말(1302)은 수신된 빔들에 포함된 CSI-RS의 RSRP를 측정할 수 있다. 이와 같이 각 후보 빔들 각각에 대해 측정된 RSRP 값은 앞서 설명한 표 6와 같이 예시할 수 있다. 이때, 단말(1302)의 수신 빔은 고정된 하나의 빔을 이용할 수 있다.
또한 위에서 설명한 바와 같이 기지국(1301)이 전송하는 후보 빔들이 한 번에 전송할 수 없는 경우, 다시 말해 스위핑하여 전송되어야 하는 경우 S1325단계 및 S1330단계는 스위핑 횟수만큼 반복될 수 있다.
S1335단계에서 단말(1302)은 각 후보 빔들 각각에 대해 측정된 RSRP 값을 기지국(1301)에 보고할 수 있다. 이때, 만일 미리 설정된 개수만큼만 측정된 RSRP 값을 보고하도록 미리 설정된 경우 RSRP 값을 내림 차순으로 정렬한 후 RSRP와 매핑된 빔 인덱스들을 미리 설정된 개수만큼만 전송할 수도 있다. 본 개시에서는 설명의 편의를 위해 표 6에 예시한 바와 같이 모든 후보 빔들의 모든 RSRP들을 전송하는 경우를 가정하기로 한다.
S1340단계에서 기지국(1301)은 단말(1302)로부터 수신된 모든 후보 빔들의 모든 RSRP들에 기초하여 최적의 송신 빔을 선택할 수 있다. 이때, 최적의 송신 빔은 가장 높은 RSRP 값을 갖는 빔이 될 수 있다. 만일 특정한 다른 단말과 빔이 중첩되는 경우 두 번째 높은 RSRP 값을 선택하거나 또는 다른 방향의 빔들 예컨대, 간선이 발생하지 않는 빔들 중 가장 높은 RSRP 값을 갖는 빔을 선택할 수도 있다.
이상에서 설명한 동작들에 기초하여 기지국(1301)의 송신 빔을 결정할 수 있다. 다음으로, 단말의 수신 빔을 결정하는 동작에 대해 살펴보기로 한다.
S1350단계에서 단말(1302)은 단말의 빔 후보군을 결정할 수 있다. 이때, 빔 후보군은 앞서 S1330단계에서 고정된 수신 빔을 보다 세분화한 수신 빔들이 될 수 있다. 다시 말해 S1330단계에서 고정된 수신 빔보다 좁은 빔 폭을 갖는 빔들로 구분될 수 있다. 이러한 빔 후보군은 앞서 표 7에서 설명한 바와 같이 구성될 수 있다. 또한 표 7은 하나의 실시예일 뿐이며, 빔 후보군에 포함된 후보 빔들의 수는 달라질 수 있다. 예컨대, 5개 이하의 빔 후보군이 설정될 수 있다. 다른 예로, 7개 이상의 빔 후보군이 설정될 수도 있다.
S1355단계에서 단말(1302)은 단말의 후보 빔 개수를 기지국(1301)으로 전송할 수 있다. 따라서 기지국(1301)은 S1355단계에서 단말(1320)이 전송한 후보 빔 개수 정보를 획득할 수 있다.
S1360단계에서 기지국(1301)은 단말의 후보 빔 개수에 기초하여 CSI-RS를 전송하기 위한 주파수/시간 자원을 할당할 수 있다. 이때, CSI-RS를 전송하는 빔은 S1340단계에서 결정된 최적의 송신 빔을 이용할 수 있다.
S1365단계에서 기지국(1301)은 기지국(1301)은 최적의 송신 빔을 통해 CSI-RS를 송신할 수 있다. 따라서 단말(1302)은 S1365단계에서 기지국(1301)이 전송한 CSI-RS를 수신할 수 있다.
S1370단계에서 단말(1302)은 기지국(1301)로부터 수신된 CSI-RS를 빔 후보군에 속한 수신 빔들을 이용하여 CSI-RS를 측정할 수 있다. 이때, 수신 빔들은 수신 빔 스퀸트를 이용하여 한 번에 복수의 빔들을 수신할 수 있다. 그리고 단말(1302)은 수신된 CSI-RS의 RSRP를 측정할 수 있다. 단말(1302)은 측정된 RSRP에 기초하여 최적의 수신 빔을 선택할 수 있다.
도 14는 빔 스퀸트를 이용한 저지연 빔 복구 방법의 전체 절차를 예시한 개념도이다.
S1410단계에서 기지국은 단말의 대기시간 요구(latency requirement)에 기초하여 측정할 빔 후보군을 결정할 수 있다. 다시 말해 기지국은 단말의 대기 시간 요구와 빔 스위핑 시 소요 시간에 기초하여 앞서 표 10에서 설명한 바와 같이 각도 탐색 영역 내의 빔 방향들을 결정하고, 결정된 빔 방향들의 구분에 기초하여 송신할 빔 후보군을 결정할 수 있다.
S1420단계에서 기지국은 각도 탐색 공간 내의 빔 방향에 기초하여 빔 인덱스를 매핑할 수 있다. 이러한 빔 인덱스 매핑은 표 11에서 기지국의 빔 복구 후보 빔들과 빔 인덱스 간의 관계가 될 수 있다. 따라서 빔 인덱스를 식별하기 위한 2진 비트 수는 앞서 수학식 3에서 설명한 바와 같은 방식으로 결정될 수 있다.
한편, 도 14에 예시하지 않았으나, 기지국은 아래의 S1430단계를 수행하기 전에 복구 후보 빔의 성능을 보고하도록 지시하는 정보를 단말로 전송할 수 있다. 이러한 보고 지시 정보는 위에서 예를 들어 설명하였으므로, 중복 설명을 생략하기로 한다.
S1430단계에서 기지국은 CSI-RS를 전송할 주파수/시간 자원을 할당하고, 할당된 주파수/시간 자원을 통해 CSI-RS를 단말로 전송할 수 있다.
S1440단계에서 단말은 기지국이 전송한 CSI-RS를 수신할 수 있다. 다시 말해 단말은 기지국이 전송한 CSI-RS의 RSRP를 측정할 수 있다. 그리고 단말은 측정된 RSRP와 빔 인덱스를 기지국으로 보고할 수 있다. 이때 보고는 앞서 설명한 표 11과 같이 보고될 수 있다. 다른 예로, 보고되는 RSRP의 수가 미리 설정된 경우 단말은 RSRP를 내림차순으로 정렬한 후 가장 높은 RSRP부터 미리 설정된 개수만큼만 기지국으로 보고할 수도 있다.
S1450단계에서 기지국은 단말로부터 수신된 CSI-RS의 RSRP에 기초하여 최적의 송신 빔을 재선택할 수 있다.
도 15는 빔 스퀸트를 이용한 저지연 빔 조정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15에서는 기지국(1501)과 단말(1502)을 예시하였다. 기지국(1501)과 단말(1502)은 앞서 도 2에서 설명한 통신 노드의 구성 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 또한 도 15는 기지국과 단말 간 통신 링크의 빔 실패가 발생하는 경우에 수행될 수 있다. 따라서 이하에서 설명되는 도 15의 흐름도는 단말(1502)이 기지국(1501)으로 빔 실패 복구 요청 정보를 전송한 경우를 가정한다.
도 15를 참조하면, S1510단계에서 기지국(1501)은 단말(1502)의 대기시간 요구(latency requirement)에 기초하여 측정할 빔 후보군을 결정할 수 있다. 이때, 빔 후보군은 대기시간 요구, 빔 스위핑 횟수 및 각도 탐색 영역의 결정에 기초하여 결정될 수 있다.
S1520단계에서 기지국(1501)은 각도 탐색 공간 내의 빔 방향에 기초하여 빔 인덱스를 매핑할 수 있다. 빔 인덱스 매핑은 표 11에서 기지국의 빔 복구 후보 빔들과 빔 인덱스 간의 관계가 될 수 있다. 따라서 빔 인덱스를 식별하기 위한 2진 비트 수는 앞서 수학식 3에서 설명한 바와 같은 방식으로 결정될 수 있다.
S1530단계에서 기지국(1501)은 후보 빔들 각각에 주파수/시간 자원을 할당할 수 있다. 이러한 주파수/시간 자원은 앞서 표 2 내지 표 4에서 설명한 방식과 동일 또는 유사한 방식으로 할당될 수 있다. 또한 앞서 빔 조정 단계에서 설명한 바와 같이 빔들이 고르게 퍼지도록 하기 위해 주파수 자원을 선택하여 할당할 수 있다.
한편, 도 15에 예시하지 않았으나, 기지국은 아래의 S1540단계를 수행하기 전에 복구 후보 빔의 성능을 보고하도록 지시하는 정보를 단말로 전송할 수 있다. 이러한 보고 지시 정보는 위에서 예를 들어 설명하였으므로, 중복 설명을 생략하기로 한다.
S1540단계에서 기지국(1501)은 할당된 자원을 이용한 빔을 통해 빔 인덱스와 CSI-RS를 전송할 수 있다. 이때, 할당된 자원을 이용한 빔들은 앞서 설명한 바와 같이 스퀸트된 빔들이 될 수 있으며, TDN 기능을 통해 적절한 각도만큼 조절된 빔들이 될 수 있다. 따라서 단말(1502)은 설정된 자원을 이용한 스퀸트된 빔들을 수신할 수 있다. 다시 말해, 단말(1502)는 후보 빔들을 통해 빔 인덱스와 CSI-RS를 수신할 수 있다.
S1550단계에서 단말(1501)은 수신된 CSI-RS의 RSPR를 측정할 수 있다. 이때, 측정된 CSI-RS의 RSRP 값은 앞서 표 12에서 설명한 바와 같은 형태로 단말(1502)에 저장될 수 있다. 또한 필요한 경우 단말(1502)은 RSRP 값들을 내림차순 또는 올림차순으로 정렬할 수 있다.
S1560단계에서 단말(1502)은 빔 인덱스 및 CSI-RS의 RSRP를 기지국(1501)에 보고할 수 있다. CSI-RS의 RSRP가 보고 시 미리 결정된 수만큼만 보고하도록 설정된 경우 단말(1501)은 가장 높은 RSRP 값부터 미리 결정된 수만큼의 RSRP와 빔 인덱스만 보고할 수도 있다.
S1570단계에서 기지국(1501)은 수신된 CSI-RS의 RSRP 값에 기초하여 최적의 송신 빔을 선택할 수 있다. 이때, 최적의 송신 빔은 CSI-RS의 RSRP 값이 가장 큰 빔이 될 수 있다.
이상에서 설명한 도 15에서는 송신 빔의 복구만 예시하였으나, 수신 빔의 복구 방법 또한 이상에서 설명한 빔 조정 방법에 기초하여 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다.
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 (20)

  1. 기지국의 방법에 있어서,
    각도 탐색 공간(angular search space) 내에서 빔 스퀸트(beam squint)되는 서브캐리어들의 수 및 상기 빔 스퀸트되는 서브캐리어들을 이용하여 형성되는 빔들의 스위핑 횟수에 기초하여 결정된 후보 빔들을 전송하기 위한 제1 자원을 할당하는 단계;
    상기 할당된 제1 자원을 지시하는 제1 자원 정보를 사용자 장비(user equipment, UE)로 전송하는 단계;
    상기 후보 빔들 각각에 빔 인덱스를 매핑하는 단계;
    상기 후보 빔들 각각에 매핑된 빔 인덱스 정보를 상기 UE로 전송하는 단계;
    상기 제1 자원을 이용하여 상기 후보 빔들을 통해 기준 신호를 전송하는 단계;
    상기 UE로부터 상기 기준 신호에 대한 수신 품질 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신 품질 정보에 기초하여 송신 빔을 결정하는 단계를 포함하는,
    기지국의 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 자원 정보는 주파수 자원 및 시간 자원을 포함하며,
    상기 주파수 자원은 상기 후보 빔들 각각을 형성하기 위한 상기 서브캐리어들 각각의 주파수이고, 및
    상기 시간 자원은 상기 스위핑 횟수에 기초한 상기 후보 빔들의 전송 시점인,
    기지국의 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 서브캐리어들 각각의 주파수는 인접한 서브캐리어들의 주파수 간 차이가 동일한 값을 갖도록 설정되는,
    기지국의 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 후보 빔들을 통해 상기 제1 기준 신호를 전송할 시, 상기 후보 빔들의 메인 로브(main lobe)들이 상호간 중첩되지 않으며, 상기 후보 빔들 간의 각도가 균일한 각도 차를 갖도록 시간 지연 네트워크(Time Delay Network, TDN) 기능을 제어하는,
    기지국의 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 후보 빔들에 할당된 상기 제1 자원 정보 및 상기 후보 빔들 각각에 매핑된 빔 인덱스 정보 각각은,
    다운링크 제어 정보(downlink control information, DCI), 매체 접근 제어-제어 요소(medium access control-control element, MAC-CE) 또는 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 재구성(reconfiguration) 정보 중 어느 하나를 이용하여 상기 UE로 전송되는,
    기지국의 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 UE로부터 상기 UE의 후보 빔 개수 정보를 수신하는 단계;
    상기 UE의 상기 후보 빔 개수에 기초하여 제2 기준 신호를 전송하기 위한 제2 자원을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 제2 자원을 이용하여 상기 제2 기준 신호를 상기 UE로 송신하는 단계를 더 포함하는,
    기지국의 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 기준 신호는 상기 송신 빔을 통해 전송되며,
    상기 제2 기준 신호를 상기 UE로 송신하기 전에 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 재구성(reconfiguration) 정보의 상기 기준 신호 자원 세트의 정보 요소 중 반복 파라미터를 이용하여 상기 송신 빔이 고정됨을 지시하는 단계를 더 포함하는,
    기지국의 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 UE의 후보 빔 개수 정보는,
    업링크 제어 정보(uplink control information, UCI), UE 보조 정보(Assistance Information) 또는 UE 능력 정보(UE Capability Information) 중 어느 하나를 이용하여 수신되는,
    기지국의 방법.
  9. 사용자 장비(user equipment, UE)의 방법에 있어서,
    기지국이 전송하는 후보 빔들에 할당된 제1 자원을 지시하는 제1 자원 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;
    상기 후보 빔들 각각에 매핑된 빔 인덱스 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;
    미리 설정된 수신 빔을 이용하여 상기 후보 빔들을 통해 제1 신호를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 제1 신호는 기준 신호 및 상기 후보 빔들 각각에 대응하는 빔 인덱스 정보를 포함하고;
    상기 후보 빔들 각각을 통해 수신된 상기 기준 신호의 수신 품질을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 수신 품질 정보와 상기 측정된 수신 품질 정보에 대응하는 상기 후보 빔들 각각의 빔 인덱스 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 후보 빔들은 각도 탐색 공간(angular search space)에서 빔 스퀸트(beam squint)되는 서브캐리어들의 수 및 스위핑 횟수에 기초하여 결정되는,
    UE의 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 자원 정보는 주파수 자원 및 시간 자원을 포함하며,
    상기 주파수 자원은 상기 후보 빔들 각각을 형성하기 위한 상기 서브캐리어들 각각의 주파수이고, 및
    상기 시간 자원은 상기 빔 스위핑 횟수에 기초한 전송 시점 정보인,
    UE의 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 서브캐리어들 각각의 주파수는 인접한 서브캐리어의 주파수 간 차이가 동일한 값을 갖도록 설정되는,
    UE의 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 후보 빔들에 할당된 제1 자원 정보 및 상기 후보 빔들 각각을 통해 수신된 제1 신호들 각각이 지시하는 상기 빔 인덱스 정보 각각은,
    다운링크 제어 정보(downlink control information, DCI), 매체 접근 제어-제어 요소(medium access control-control element, MAC-CE) 또는 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 재구성(reconfiguration) 정보 중 어느 하나를 이용하여 수신되는,
    UE의 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 미리 설정된 수신 빔을 복수의 세분화된 빔들로 구분한 UE 빔 후보군을 결정하는 단계;
    상기 UE 빔 후보군의 빔들 수를 상기 기지국으로 전송하는 단계;
    상기 UE 빔 후보군에 속한 빔들을 이용하여 제2 기준 신호를 수신하는 단계;
    상기 제2 기준 신호의 신호 품질을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 제2 기준 신호의 신호 품질에 기초하여 수신 빔을 결정하는 단계를 포함하는,
    UE의 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2 기준 신호 수신 전에 상기 송신 빔이 고정됨을 지시하는 제2 정보를 수신하는 단계를 더 포함하며,
    UE의 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제2 정보는, 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 재구성(reconfiguration) 정보의 상기 기준 신호 자원 세트의 정보 요소 중 반복 파라미터를 이용하여 지시되는,
    UE의 방법.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 UE의 후보 빔 개수 정보는,
    업링크 제어 정보(uplink control information, UCI), UE 보조 정보(Assistance Information) 또는 UE 능력 정보(UE Capability Information) 중 어느 하나를 이용하여 전송되는,
    UE의 방법.
  17. 사용자 장비(user equipment, UE)에 있어서,
    적어도 하나의 프로세서를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 UE가:
    기지국이 전송하는 후보 빔들에 할당된 제1 자원을 지시하는 제1 자원 정보를 상기 기지국으로부터 수신하고;
    상기 후보 빔들 각각에 매핑된 빔 인덱스 정보를 상기 기지국으로부터 수신하고;
    미리 설정된 수신 빔을 이용하여 상기 후보 빔들을 통해 제1 신호를 상기 기지국으로부터 수신하고, 상기 제1 신호는 기준 신호 및 상기 후보 빔들 각각에 대응하는 빔 인덱스 정보를 포함하고;
    상기 후보 빔들 각각을 통해 수신된 상기 기준 신호의 수신 품질을 측정하고; 및
    상기 측정된 수신 품질 정보와 상기 측정된 수신 품질 정보에 대응하는 상기 후보 빔들 각각의 빔 인덱스 정보를 상기 기지국으로 전송하도록 야기하며,
    상기 후보 빔들은 각도 탐색 공간(angular search space)에서 빔 스퀸트(beam squint)되는 서브캐리어들의 수 및 스위핑 횟수에 기초하여 결정되는,
    UE.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1 자원 정보는 주파수 자원 및 시간 자원을 포함하며,
    상기 주파수 자원은 상기 후보 빔들 각각을 형성하기 위한 상기 서브캐리어들 각각의 주파수이고, 및
    상기 시간 자원은 상기 빔 스위핑 횟수에 기초한 전송 시점 정보인,
    UE.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 UE가:
    상기 미리 설정된 수신 빔을 복수의 세분화된 빔들로 구분한 UE 빔 후보군을 결정하고;
    상기 UE 빔 후보군의 빔들 수를 상기 기지국으로 전송하고;
    상기 UE 빔 후보군에 속한 빔들을 이용하여 제2 기준 신호를 수신하고;
    상기 제2 기준 신호의 신호 품질을 측정하고; 및
    상기 측정된 제2 기준 신호의 신호 품질에 기초하여 수신 빔을 결정하도록 야기하는,
    UE.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제2 기준 신호 수신 전에 상기 송신 빔이 고정됨을 지시하는 제2 정보를 수신하도록 더 야기하며,
    상기 제2 정보는, 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 재구성(reconfiguration) 정보의 상기 기준 신호 자원 세트의 정보 요소 중 반복 파라미터를 이용하는,
    UE.
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