KR20180017909A - 차세대 이동통신 시스템에서 하향링크 빔의 특성에 따라 랜덤 엑세스 과정을 선택하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명은 이동통신 시스템에서의 단말 및 기지국 동작에 관한 것이다.

Description

차세대 이동통신 시스템에서 하향링크 빔의 특성에 따라 랜덤 엑세스 과정을 선택하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SELECTING RANDOM ACCESS PROCESS ACCORDING TO CHARACTERISTICS OF DOWNLINK BEAM IN NEXT GENERATION OF MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템에서의 단말 및 기지국 동작에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

최근의 이동통신 시스템은 급증하는 데이터 트래픽(traffic)과 다양한 서비스에 대한 요구를 만족하기 위해 여러 가지 신기술을 접목해서 발전하고 있다. 특히, 이런 요구를 반영한 차세대 이동통신 시스템인 5G (5^th Generation)에 대한 논의가 활발히 진행되고 있다. 5G 시스템은 신규 무선 접속 기술(New Radio access technology, 이하 NR로 표기)로도 명칭되고 있다. NR 시스템은 기존의 LTE 및 LTE-A 대비 대역폭 100MHz 이상의 초광대역을 사용해서 수 Gbps의 초고속 데이터 서비스를 제공하는 것을 목표로 한다. 하지만, LTE 및 LTE-A에서 사용하는 수백 MHz 혹은 수 GHz의 주파수 대역에서는 100MHz 이상의 초광대역 주파수를 확보하기가 어렵기 때문에, NR 시스템은 6GHz 이상의 주파수 대역에 존재하는 넓은 주파수 대역을 사용하여 신호를 전송하는 방법이 고려되고 있다. 구체적으로는, 28GHz 대역, 또는 60GHz 대역과 같이 millimeter wave(이하 mmWave)대역을 사용하여 전송률을 증대하는 것을 고려하고 있다. 주파수 대역과 전파의 경로 손실(pathloss)은 비례하기 때문에 이와 같은 초고주파에서는 전파의 경로 손실(pathloss)이 큰 특성을 가지므로 서비스 영역이 작아지게 된다. NR 시스템에서는 이런 서비스 영역 감소의 단점을 극복하기 위해, 다수의 안테나를 사용해서 지향성 빔(directional beam)을 생성시켜 전파의 도달 거리를 증가시키는 빔포밍(beamforming) 기술이 중요하게 부각되고 있다. 상기 빔포밍 기술은 송신단 및 수신단에 각각 적용할 수 있으며, 서비스 영역의 확대 이외에도, 목표 방향으로의 물리적인 빔 집중으로 인한 간섭을 감소시키는 효과가 있다. 또한, 지향성 빔 기반 전송은 빔이 형성되지 않은 위치에서는 신호를 송신 또는 수신 하기 어려운 문제가 발생하고 이를 극복하기 위해 빔 스위핑(beam sweeping)이란 기법이 사용된다. 빔 스위핑이란, 송신 장치가 일정한 빔 너비(beam width)를 가지는 지향성 빔을 순차적으로 스위핑해서 혹은 회전시키면서 전송해서 상기 송신 장치의 빔 도달 거리 내에 있는 수신 장치에게 빔이 수신되도록 하는 기법이다.

본 발명은 차세대 이동통신 시스템에서 하향링크 빔의 특성에 따라 랜덤 엑세스 과정을 선택하는 방법 및 장치를 제안하고자 한다.

또한 본 발명은 빔을 기반으로 동작하는 차세대 이동통신 시스템에서는 단말마다 지원하는 전송 빔의 너비가 다를 수 있다. 특히, 상향 링크 전송 빔의 너비에 대해서는 초기에 기지국이 기본 전송 빔 너비를 전달하거나 단말의 능력에 따라 전송하는 방법이 있을 수 있다. 본 발명에서는 단말의 능력을 고려한 효과적인 상향 링크 전송 빔 너비를 결정하는 방법을 제안하고자 한다.

또한 본 발명은 빔 (Beam) 기반의 통신을 수행하는 무선통신 시스템에서 랜덤엑세스를 수행 시 오버헤드 및 시간을 줄이고자 한다.

또한 본 발명은 차세대 이동 통신 시스템에서 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간 다중 접속을 지원할 경우, 서로 다른 무선 접속 기술(RAT)을 사용할 것이기 때문에 같은 PHR 포맷을 사용할 수 없을 가능성이 높다. 따라서 이를 해결하기 위해 새로운 PHR 포맷을 구성하고자 한다.

또한 현재 LTE 시스템에서 단말이 핸드오버를 할 경우, 특정 단말이 기존 서빙 셀로부터 핸드오버 명령을 수신하는 시점부터 핸드오버 완료 메시지를 수신하여 핸드오버가 완료되는 시점까지 상기 단말은 네트워크와 데이터를 송수신하지 못한다 이러한 데이터 송수신 단절 상태는 단말이 데이터 송수신하는데 일정 시간 지연을 일으킨다. 따라서 본 발명은 이러한 지연 시간을 최소화하는 방법과 해당 방법으로 핸드오버할 경우 발생하는 기지국간 데이터 패킷의 sequence number의 불일치 문제를 해결하고자 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및 상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 빔 기반으로 동작하는 차세대 이동통신 시스템에 본 발명에서 제안하는 전송 빔 너비를 결정하는 방법을 통해 단말마다 지원하는 빔의 너비가 다를 경우에도 간단한 절차를 통해 전송 빔 너비를 조정할 수 있다. 또한, 상기의 적응적인 빔 너비 결정을 전송 빔의 너비가 업데이트되면, 단말이 보내는 신호가 강해져서 전송 범위가 넓어질 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 단말은 랜덤엑세스를 위해 송신한 프리앰블에 대한 응답 수신을 시스템 상황에 따라 가변적으로 설정할 수 있으며, 이후 복수 개의 빔 가운데 최적의 빔으로 통신을 수행하여 불필요한 오버헤드를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 차세대 이동 통신 시스템에서 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간 다중접속을 지원할 경우, 서로 다른 무선 접속 기술(RAT)을 지원하는 새로운 PHR 포맷을 효율적으로 구성하고 전송하는 방법 및 장치를 제안하여 사용자가 고품질 고용량 서비스를 받을 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 단말이 핸드오버를 할 경우 발생하는 데이터 중단 시간을 줄일 수 있는 방법을 제시하고 기지국간 데이터 패킷의 sequence number의 불일치 문제를 해결함으로써 핸드오버 도중에 발생하는 데이터 끊김 현상을 방지하고 단말의 원활한 데이터 송수신을 가능하게 한다.

도 1a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1b는 기존 LTE 시스템에서의 랜덤 엑세스 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1c는 본 발명이 적용되는 NR 시스템이 사용하는 프레임 구조의 예시 도면이다.
도 1d는 차세대 이동통신 시스템에서 빔 조정 방법을 도식화한 예시 도면이다.
도 1e는 차세대 이동통신 시스템에서 제안하는 빔 조정 방법을 사용할 때의 단말과 기지국 간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
도 1f는 본 발명에서 첫번째 랜덤 엑세스를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1g는 본 발명에서 두번째 랜덤 엑세스를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1h는 본 발명에서 두 랜덤 엑세스 과정 중 하나를 선택하여, 수행하는 단말 동작 흐름도이다.
도 1i는 본 발명에서 두 랜덤 엑세스 과정에서 사용되는 메시지들을 구성하는 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 1j는 본 발명에서 시스템 정보로 수행할 랜덤 엑세스 과정을 지시하는 방법에서 단말 동작 흐름도이다.
도 1l은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3a는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3b는 본 발명이 적용되는 빔 기반으로 동작하는 NR 시스템이 사용하는 프레임 구조의 예시 도면이다.
도 3c는 LTE 시스템에서 단말이 셀을 재선택하는 절차를 도시한 도면이다.
도 3d는 NR 시스템에서 단말이 상향 링크 전송 빔의 너비를 재선택하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3e는 본 발명에서 제안하는 상향 링크 전송 빔의 너비 재선택의 실시 예 1을 설명하는 도면이다.
도 3f는 본 발명에서 제안하는 상향 링크 전송 빔의 너비 재선택의 실시 예 2을 설명하는 도면이다.
도 3g는 본 발명에서 제안하는 NR 시스템에서 단말이 상향 링크 전송 빔의 너비를 결정하는 단말 동작을 도시한 도면이다.
도 3h는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 3i는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국 혹은 TRP의 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 4a은 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 4b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 4c는 본 발명에 참조가 되는 LTE 시스템에서의 랜덤엑세스 절차를 나타내는 도면이다.
도 4d는 본 발명이 적용되는 5G 시스템이 사용하는 프레임 구조의 예시 도면이다.
도 4e는 본 발명에서 제안하는 랜덤 엑세스를 수행할 때의 프레임 구조의 예시 도면이다.
도 4f는 본 발명을 적용한 경우 단말의 동작 순서 예시 도면이다.
도 4g는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블록 구성이다.
도 5a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 5b는 차세대 이동통신 시스템의 빔 스위핑을 설명하기 위한 도면이다.
도 5c는 차세대 이동통신 시스템의 서브 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5d은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템에서 기지국 내 캐리어 어그리게이션(carrier aggregation) 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템에서 기지국 간 캐리어 어그리게이션 동작을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간 다중 연결 동작을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5g는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간 다중 연결 동작을 개략적으로 도시하는 또 다른 도면이다.
도 5h는 본 발명의 실시 예 1로서 LTE 시스템 혹은 NR 시스템으로부터 하나의 서빙 셀(캐리어) 혹은 하나의 서빙 빔으로부터 서비스를 받고 있을 때 하나의 서빙 셀 혹은 하나의 서빙 빔으로 보내는 PHR 구성을 나타낸 도면이다.
도 5i는 본 발명의 일 실시 예로서 LTE 시스템 혹은 NR 시스템으로부터 여러 개의 서빙 셀(캐리어)들 혹은 여러 개의 서빙 빔들로부터 서비스를 받고 있을 때 하나의 PHR에 다수의 서빙 셀(캐리어)들 혹은 다수의 서빙 빔들에 대한 PH들을 한꺼번에 수납하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5j는 본 발명의 실시 예 2로서 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간의 다중 연결 기술을 통해 단말이 서비스를 받고 있을 때 단말이 LTE 기지국의 다수의 서빙 셀(캐리어)들 혹은 NR 기지국의 다수의 서빙 빔들에 대한 PHR을 LTE 기지국 혹은 NR 기지국에게 전송할 때 PH 정보를 구성하는 PHR 포맷 2(PHR Format 2)를 나타낸 도면이다.
도 5k는 본 발명의 실시 예 3으로서 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간의 다중 연결 기술을 통해 단말이 서비스를 받고 있을 때 단말이 LTE 기지국의 다수의 서빙 셀(캐리어)들 혹은 NR 기지국의 다수의 서빙 빔들에 대한 PHR을 LTE 기지국 혹은 NR 기지국에게 전송할 때 PH 정보를 구성하는 PHR 포맷 3(PHR Format 3)를 나타낸 도면이다.
도 5l은 본 발명의 실시 예 4로서 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간의 다중 연결 기술을 통해 단말이 서비스를 받고 있을 때 단말이 LTE 기지국의 다수의 서빙 셀(캐리어)들 혹은 NR 기지국의 다수의 서빙 빔들에 대한 PHR을 LTE 기지국 혹은 NR 기지국에게 전송할 때 PH 정보를 구성하는 PHR 포맷 4(PHR Format 4)를 나타낸 도면이다.
도 5m은 본 발명의 실시 예 5로서 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간의 다중 연결 기술을 통해 단말이 서비스를 받고 있을 때 단말이 LTE 기지국의 다수의 서빙 셀(캐리어)들 혹은 NR 기지국의 다수의 서빙 빔들에 대한 PHR을 LTE 기지국 혹은 NR 기지국에게 전송할 때 PH 정보를 구성하는 PHR 포맷 5(PHR Format 5)를 나타낸 도면이다.
도 5n은 상기 실시 예 1, 2, 3, 4, 5에서의 단말 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5o는 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 5p는 본 발명에 따른 기지국 송수신 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6a는 본 발명이 적용되는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 6b는 본 발명이 적용되는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 6c는 기존 LTE 시스템에서 핸드오버 수행 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6d는 LTE 시스템에서 seamless handover 방법을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6e는 LTE 시스템에서 seamless handover 동작의 실시 예에 따라 동작 시 발생하는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 6f는 본 발명에서 제안하는 서빙 셀의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6g는 본 발명에서 제안하는 타겟 셀의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6h는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 6i는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 블록 구성을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

<제1실시예>

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.

도 1a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 1a을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하NR NB)(1a-10) 과 NR CN (1a-05, New Radio Core Network)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말)(1a-15)은 NR NB(1a-10) 및 NR CN (1a-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 1a에서 NR NB(1a-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB (Evolved Node B)에 대응된다. NR NB는 NR UE(1a-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR NB(1a-10)가 담당한다. 하나의 NR NB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 기존 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. NR CN (1a-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. NR CN는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME (1a-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB (1a-30)과 연결된다.

도 1b는 기존 LTE 시스템에서의 랜덤 엑세스 과정을 설명하기 위한 도면이다.

랜덤 엑세스는 상향링크 동기화를 맞추거나, 네트워크로 데이터를 전송할 때 수행된다. 좀 더 상세하게, 대기 모드에서 연결 모드로 전환 시, RRC re-establishment 수행 시, 핸드오버 수행 시, 상, 하향링크 데이터 시작 시 수행될 수 있다. 단말 (1b-05)은 기지국 (1b-10)으로부터 dedicated 프리엠블을 제공받으면, 상기 프리엠블을 적용하여, 프리엠블을 전송한다. 그렇지 않으면, 상기 단말은 두 프리엠블 그룹 중 한 그룹을 선택하고, 상기 선택된 그룹에 속한 프리엠블을 선택한다. 상기 그룹을 group A 와 group B라고 칭한다. 채널 품질 상태가 특정 임계값보다 양호하고, msg 3의 크기가 특정 임계값보다 크면, group B에 속한 프리엠블을 선택하며, 그렇지 않으면 group B에 속한 프리엠블을 선택한다. 상기 프리엠블을 n번째 서브프레임에서 전송하였다면 (1b-15), n+3번째 서브프레임부터 RAR 윈도우를 시작하고, 상기 윈도우 시간 구간 내에서 RAR이 전송되는지 여부를 모니터링한다 (1b-20). RAR의 스케줄링 정보는 PDCCH의 RA-RNTI에 의해 지시된다. 상기 RA-RNTI는 상기 프리엠블을 전송하는데 사용되었던 시간, 주파수 축에서의 무선 자원 위치를 이용하여 유도된다. 상기 RAR에는 Timing Advance Command, UL grant, temporary C-RNTI가 포함된다. 상기 RAR을 상기 RAR 윈도우에서 성공적으로 수신하였다면, RAR 에 포함된 UL grant을 정보를 이용하여, msg3을 전송한다 (1b-25). Msg3에는 상기 랜덤 엑세스의 목적에 따라, 다른 정보가 포함된다. 하기 표는 msg 3에 실리는 정보의 예시이다.

msg3에 포함되는 정보의 예

CASE	Message 3 Contents
RRC CONNECTION SETUP	CCCH SDU
RRC RE-ESTABLISHMENT	CCCH SDU, BSR (if grant is enough), PHR (if triggered & grant is enough)
Handover (random 프리엠블)	C-RNTI CE, BSR, PHR, (part of) DCCH SDU
Handover (dedicate 프리엠블)	BSR, PHR , (part of) DCCH SDU
UL resume	C-RNTI CE, BSR, PHR, (part of) DCCH/DTCH SDU
PDCCH order (random 프리엠블)	C-RNTI CE, BSR, PHR, (part of) DCCH/DTCH SDU
PDCCH order (dedicate 프리엠블)	BSR, PHR, (part of) DCCH/DTCH SDU

Msg3는 RAR을 n 번째 서브프레임에서 수신하였다면, n+6 번째 서브프레임에서 전송된다. Msg3부터는 HARQ가 적용된다. Msg3 전송 후, 상기 단말은 특정 타이머를 구동시키며, 상기 타이머가 만료되기 전까지 Contention Resolution (CR) 메시지를 모니터링한다 (1b-30). 상기 CR 메시지는 CR MAC CE 외에도, 랜덤 엑세스 목적에 따라 RRC Connection Setup 혹은 RRC Connection Reestablishment 메시지 등을 포함한다.

도 1c는 본 발명이 적용되는 NR 시스템이 사용하는 프레임 구조의 예시 도면이다.

NR 시스템은 높은 전송속도를 위해 넓은 주파수대역폭을 확보하기 위해 고주파수에서 동작하는 시나리오를 고려할 수 있으며, 고주파수에서는 신호전달에 어려움 때문에 빔 (Beam)을 생성하여 데이터를 전송하는 시나리오를 고려할 수 있다.

이에 따라, 기지국, 혹은 송수신점 (Transmission Reception Point, 이하 TRP) (1c-01)가 셀 내의 단말들 (1c-71)(1c-73)(1c-75)(1c-77)(1c-79)과 통신할 때 서로 다른 빔을 사용하여 통신하는 시나리오를 고려할 수 있다. 즉, 본 예시도면에서는 단말1 (1c-71)은 빔 #1 (1c-51)을 활용하여 통신하며, 단말2 (1c-73)은 빔 #5 (1c-55)을 활용하여 통신하며, 단말3, 4, 5 (1c-75) (1c-77) (1c-79)는 빔 #7 (1c-57)을 통해 통신하는 시나리오를 가정한다.

단말이 TRP와 어떠한 빔을 사용해서 통신하는지를 측정하기 위해, 오버헤드서브프레임 (overhead subframe, osf) (1c-03) 이 시간상으로 존재하며, 상기 osf에서 기지국은 심볼별로 (혹은 여러 심볼에 걸쳐) 각기 다른 빔을 사용하여 기준신호 (reference signal)을 전송한다. 상기 기준신호로부터 각 빔을 구별하기 위한 빔 인덱스 (Index) 값을 도출할 수도 있다. 본 예시도면에서는 기지국이 전송하는 빔이 #1 (1c-51) 부터 #12 (1c-62)까지 12개의 빔이 있는 것을 가정하며, 상기 osf에서 매 심볼마다 각기 다른 빔이 스위핑 (sweeping)되어 전송되는 경우를 가정한다. 즉, osf 내에서 각 심볼 별로 (예를 들어 첫번째 심볼 (1c-31)에서 빔#1 (1c-51) 전송) 각각의 빔이 전송되어, 단말은 osf를 측정하여, osf 내에 전송되는 어떤 빔으로부터의 신호가 가장 센지를 측정할 수 있게 된다.

본 예시도면에서는 해당 osf가 25 서브프레임 마다 반복되는 시나리오를 가정하며, 나머지 24개의 서브프레임은 일반 데이터가 송수신되는 데이터 서브프레임 (data subframe, dsf) (1c-05) 이다.

이에 따라, 기지국의 스케쥴링에 따라 상기 단말3, 4, 5 (1c-75) (1c-77) (1c-79)는 빔 #7을 공통으로 사용하여 통신하고 (1c-11), 상기 단말1 (1c-71)은 빔 #1을 사용하여 통신하며 (1c-13), 단말2 (1c-73)은 빔 #5을 활용하여 통신하는 시나리오를 가정한다 (1c-15).

본 예시 도면에서는 기지국의 송신 빔 #1 (1c-51) 부터 #12 (1c-62)에 대해 주로 도식화 하였으나, 상기 기지국의 송신 빔을 수신하기 위한 단말의 수신 빔 (예를 들어, 상기 단말1 (1c-71)의 (1c-81) (1c-83) (1c-85) (1c-87))을 추가로 고려할 수 있다. 본 예시 도면에서 상기 단말1은 4개의 빔 (1c-81) (1c-83) (1c-85) (1c-87)을 갖고 있으며, 어떠한 빔이 가장 좋은 수신 성능을 내는지를 판단하기 위해 빔 스위핑을 수행한다. 이 때, 동시에 여러 빔을 사용할 수 없는 경우, 각 osf에 대해 하나의 수신 빔을 사용하여, 수신 빔 개수 만큼 여러 osf를 수신하여 최적의 기지국의 송신 빔과 단말의 수신 빔을 찾을 수 있다.

도 1d는 차세대 이동통신 시스템에서 제안하는 빔 조정 방법을 도식화한 예시 도면이다.

도 1d는 도 1c와 같이 프레임 구조의 한 예시를 나타낸 것이며, 기지국이 전송하는 하향링크 송신 빔 (Downlink Transmission Beam, DL TX Beam) (1d-01) (1d-02) (1d-03) (1d-04) 이 osf에서 스위핑되며, 상기 osf는 소정의 주기를 갖고 반복되는 시나리오이다.

단말은 기지국과 연결되어 데이터를 주고 받을 수 있는 통신을 할 수 있는 연결 상태 (CONNECTED mode)와, (송수신할 데이터가 없는 경우에) 설정된 주기로 하향링크 트래픽이 있는지만을 모니터링하며 (이를 페이징 paging 이라 함) 나머지 시간에서는 데이터를 송수신하지 않는 휴면/휴지 상태 (IDLE mode)로 동작한다. 상기 휴면 상태에서도 페이징을 수신하기 위해, 주변의 기지국을 계속 탐색해야하며, 본 발명과 같이 빔을 사용하는 경우, 선택한 기지국 내에서도 최적의 기지국 송신빔 및 단말 수신 빔을 탐색, 선택하여야 한다.

이와 같이 단말이 휴면 모드에서 기지국에서의 송신 및 단말 수신 빔을 모니터하지 결정하지 못한 경우에 단말은 해당 기지국에서 모든 조합에 대해 측정을 수행한다. 즉, 본 시나리오에서 기지국은 4개의 TX Beam이 있으며, 단말도 하향링크에 대해 4개의 수신 빔 (Downlink Reception Beam, DL RX Beam)이 있는 경우를 가정하며, 이에 따라 단말의 각 수신 빔을 사용하여, 매 osf마다 수신빔을 변경하여 모든 측정을 수행한다 (1d-11) (1d-12) (1d-13) (1d-14). 상기 측정을 위해 단말은 기지국으로부터의 동기신호에 따라 하향링크를 동기화 하여, 각 서브프레임의 타이밍을 획득하고, 이에 따라 특정한 서브프레임이 osf인지 dsf인지에 대해 알 수 있다. 상기 측정 과정을 통해 단말은 TX Beam으로 전송되는 기지국의 하항 링크 기준 신호가 소정의 조건을 만족하는지를 판단하고 이를 만족하면, 단말은 해당 빔을 적합한 (suitable) 빔으로 간주하고, 상기 적합한 빔에 캠프-온 (camp-on)을 하여, 이후 해당 빔으로부터 페이징을 모니터링 할 수 있다. 상기의 절차를 통해 단말은 해당 기지국으로부터의 최상의 TX Beam, RX Beam 조합을 찾을 수 있다 (1d-51).

본 예시도면에서는 상기의 (1d-51) 절차로 TX Beam #3과 RX Beam #2을 찾았다고 가정한다. 이후 단말은 더 이상 상기의 (1d-51) 절차와 같이 매 osf마다 각 RX Beam을 사용하여 측정을 업데이트하지 않고, 본 발명에서 제안하는 소정의 불연속수신 (Discontinous Receptin, DRX) 주기 (1d-25)를 갖고 현재 최상의 RX Beam (본 예시 도면에서는 RX Beam #2)를 사용해서, 현재 최상의 TX Beam (본 예시 도면에서는 TX Beam #3)을 측정한다 (1d-21) (1d-23). 이를 통해 단말은 전력 소모를 줄이면서도 상기 (1d-51) 절차에서 찾은 TX Beam, RX Beam 조합으로부터 측정한 신호 세기/품질이 소정의 수준 이상인지를 판단한다 (1d-53). 상기의 예시에서는 설명의 편의를 위해 선택된 하나의 RX Beam 만을 측정하는 것을 가정하였으나, 또다른 실시예로 수신의 신뢰도를 높이기 위해 인접한 다른 RX Beam을 추가로 측정하는 경우도 고려할 수 있다. 즉, 하향링크 수신 빔 설정에서 하향 링크 수신 빔의 개수 (수신 빔 width 혹은 sweeping length)는 단말이 지원하는 수신 빔의 개수와 관련된 정보와 주파수 밴드 별로 미리 설정된 소정의 정수의 조합 (혹은 둘 중 낮은 값)으로 결정할 수 있다. 상기의 소정의 수준 이상임을 판단할 때는 하향 링크 기준 신호 세기와 상향 링크 보정 팩터와 소정의 상수를 입력으로 하는 수식에 의해서 결정되며, 상향 링크 보정 팩터는 단말의 상향 링크 전송 빔 설정 능력과 단말의 파워 클래스를 입력으로 하는 수식에 의해 결정되며, 단말의 상향 링크 전송 빔 설정 능력은 단말이 지원하는 NR 밴드 별로 정의된다.

상기의 측정한 결과가 소정의 수준 이하인 경우, 단말은 다시 새로운 최적의 TX Beam과 RX Beam 조합을 찾기 위해, 매 osf 마다 RX Beam을 변경하면서 모든 TX Beam으로부터의 기준신호를 측정해서 새로운 최적의 TX Beam 과 RX Beam 조합을 찾는다 (1d-55).

도 1e는 차세대 이동통신 시스템에서 제안하는 빔 조정 방법을 사용할 때의 단말과 기지국 간의 메시지 흐름 예시 도면이다.

본 예시 도면에서는 설명의 편의를 위해, 도 1d의 (1d-53) 단계와 같이 이미 최적의 TX Beam, RX Beam (TX Beam #3, RX Beam #2)를 찾은 경우를 가정한다. 상기와 같은 경우, 단말은 모든 RX Beam을 사용하여 기지국으로부터의 기준신호를 측정하는 것 대신, 제한된 숫자의 RX Beam (본 예시도면에서는 2개: RX Beam #1, RX Beam #2)를 사용하여 기지국으로부터의 기준신호를 측정한다 (1e-11). 이에 따라 단말은 상기 가정과 같이 이미 측정한 TX Beam #3에 대해 Rx Beam #1과 RX Beam #2를 사용하여 기지국으로부터의 빔 기준신호 (Beam Reference Signal, BRS)를 측정한다 (1e-21) (1e-22). 또한 도 1d에서 전술한 바와 같이 매 osf를 측정하지 않고 소정의 불연속수신 (Discontinuous Reception, DRX) 주기 (1e-19)에 따라 해당 빔을 측정한다 (1e-23) (1e-24).

이후, 해당 제한된 숫자의 RX Beam으로 측정한 결과가 모두 소정의 조건을 만족하지 못하는 경우 (1e-13), 단말은 RX Beam의 숫자를 늘려서 추가로 측정한다 (1e-15). 이때 (1e-19)의 DRX 보다 작은 숫자의 주기로 혹은 연속된 osf에 대해서 수행한다. 본 예시도면에서는 RX Beam의 숫자를 4로 늘리는 것을 가정하였으며, 이 때, 매 RX Beam 마다 측정시의 TX Beam 숫자도 늘려서 추가로 측정을 진행할 수 있다. 본 예시도면에서는 TX Beam 수신을 1개 (TX Beam #3)에서 4개 (TX Beams #1~4)로 늘려서 측정하는 경우를 가정하였다. 이에 따라, 단말은 각 RX Beam 별로 기지국이 전송하는 TX Beam의 BRS를 측정한다 (1e-31) (1e-32) (1e-33) (1e-34) (1e-36) (1e-37) (1e-38) (1e-39) (1e-41) (1e-42) (1e-43) (1e-44) (1e-46) (1e-47) (1e-48) (1e-49).

상기의 절차에 따라 BRS를 측정하여 소정의 조건을 만족하는 최적의 TX Beam, RX Beam의 조합을 찾는다 (1e-17). 본 예시도면에서는 생략하였으나, 만약 해당 기지국으로부터 상기의 소정의 조건을 만족하는 최적의 TX Beam, RX Beam의 조합을 찾지 못한 경우, 단말은 다른 기지국의 빔을 찾기 시작한다. 본 예시 도면에서는 TX Beam #1과 Rx Beam #3이 최적의 조합으로 찾은 것을 가정하며, 다시 단말은 줄어든 숫자의 RX Beam으로 해당 TX Beam의 신호 세기/품질을 측정하며 (1e-51)(1e-52), DRX 주기 (1e-20)를 사용하여 측정 주기를 조절하여 단말의 전력 소모를 줄일 수 있다.

차세대 무선 통신에서 가장 특징적인 구조는 빔 안테나를 이용한 송수신 과정이다. 기지국 및 단말마다 지원 가능한 빔 특성, 즉 최대 빔 안테나의 개수, 최대 빔 이득 등은 다를 것이다. 만약 기지국 및 단말에서 빔 기반의 송수신 장치를 적용한다면, 단말이 랜덤 엑세스를 수행할 때, 효율적인 데이터 전송을 위해 적용할 빔을 조율하는 과정이 필요하다. 본 발명에서는 하향링크 빔 형태에 따라, 최적의 상하향링크 빔을 조율하는 과정을 미포함 혹은 포함하는 랜덤 엑세스 과정을 선택하여 수행하는 것을 특징으로 한다.

단말은 도 1d에서 설명하였던 빔 조정 방법의 예시를 통해, 최적의 하향링크 송신 빔과 수신 빔의 조합을 도출한다. 상기 단말은 상기 최적의 하향링크 송신 빔에 camp on 한다.

랜덤 엑세스가 트리거되면, 상기 단말은 기지국의 하향링크 빔의 형태 (type)에 따라 두 랜덤 엑세스 과정 중 하나를 선택하여, 랜덤 엑세스를 수행한다. 상기 하향링크 빔의 형태란, 기지국의 하향링크 빔의 개수가 1인 경우, 첫번째 랜덤 엑세스 과정을 수행하며, 2개 이상인 경우, 두번째 랜덤 엑세스 과정을 수행한다. 상기 단말은 상기 빔의 형태를 상기 빔 기준신호 (Beam Reference Signal)의 구조 혹은 상기 빔 기준신호를 포함한 서브프레임의 구조로부터 결정되는 특징을 갖는다. 혹은 상기 하향링크 빔의 주파수 밴드 정보 (즉, 주파수 밴드별로, 하향링크 빔의 개수가 정해질 수도 있다), 다른 빔으로부터 수신되는 정보로부터 결정될 수도 있다. 혹은 기지국이 브로드캐스팅되는 시스템 정보를 통해, 상기 기지국의 서비스 영역 내에 있는 단말들이 적용해야 하는 랜덤 엑세스 과정을 지시할 수도 있다.

상기 첫번째 랜덤 엑세스 과정의 특징은 단말이 하나의 프리엠블을 전송하는 단계, 상기 프리엠블 전송 후, 첫번째 형태의 두번째 메시지를 수신하는 단계, 첫번째 형태의 세번째 메시지를 전송하는 단계로 구성한다. 상기 첫번째 형태의 두번째 메시지는 프리엠블 아이디, 상향링크 전송 타이밍 정보, 단말 송신 전력 정보, 세번째 메시지의 스케줄링 정보를 포함한다. 상기 첫번째 형태의 세번째 메시지는 랜덤 엑세스 목적에 따른 정보를 포함한다.

상기 두번째 랜덤 엑세스 과정의 특징은 단말이 하나 이상의 프리엠블들을 전송하는 단계, 상기 프리엠블 전송 후, 두번째 형태의 두번째 메시지를 수신하는 단계, 두번째 형태의 세번째 메시지를 전송하는 단계로 구성한다. 상기 두번째 형태의 두번째 메시지는 프리엠블 아이디, 상향링크 전송 타이밍 정보, 단말 송신 전력 정보, 세번째 메시지의 스케줄링 정보, 상향링크 송신 빔 정보를 포함한다. 상기 두번째 형태의 세번째 메시지는 랜덤 엑세스 목적에 따른 정보와 하향링크 송신 빔 정보를 포함한다.

도 1f는 본 발명에서 첫번째 랜덤 엑세스를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

단말 (1f-05)은 기지국 (1f-10)으로부터 제공받은 dedicated 프리엠블 혹은 단말 자신이 선택한 프리엠블을 기지국으로 전송한다. 이 때, 싱글 송수신 (빔) 안테나를 적용한다. 하나의 프리엠블을 전송한 후, 윈도우 시간 구간 내에서 RAR이 전송되는지 여부를 모니터링하며, 성공적으로 수신하지 못하면, 송신 전력을 특정 크기만큼 증가시켜 다시 전송한다 (1f-15). 수신한 RAR에는 Timing Advance Command, UL grant, 송신 전력 정보, temporary C-RNTI가 포함된다 (1f-20). 상기 RAR을 상기 RAR 윈도우에서 성공적으로 수신하였다면, RAR 에 포함된 UL grant을 정보를 이용하여, msg3을 전송한다 (1f-25). Msg3에는 상기 랜덤 엑세스의 목적에 따라, 다른 정보가 포함된다. 상기 표 1를 참고한다. Msg3부터는 HARQ가 적용될 수 있다. Msg3 전송 후, 상기 단말은 특정 타이머를 구동시키며, 상기 타이머가 만료되기 전까지 Contention Resolution (CR) 메시지를 모니터링한다 (1f-30). 상기 CR 메시지는 CR MAC CE 외에도, 랜덤 엑세스 목적에 따라 RRC Connection Setup 혹은 RRC Connection Reestablishment 메시지 등을 포함한다.

도 1g는 본 발명에서 두번째 랜덤 엑세스를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

단말 (1g-05)은 기지국 (g10)으로부터 제공받은 dedicated 프리엠블 혹은 단말 자신이 선택한 프리엠블을 기지국으로 전송한다. 이 때, 2 개 이상의 송수신 (빔) 안테나를 적용한다. 상기 단말은 도 1d에서의 동작을 통해, 최적의 하향링크 송, 수신 빔을 파악하고 있다. 하나의 프리엠블을 전송한 후, 윈도우 시간 구간 내에서 RAR이 전송되는지 여부를 모니터링하며, 성공적으로 수신하지 못하면, 송신 전력을 특정 크기만큼 증가시켜 다시 전송한다 (1g-15). 수신한 RAR에는 Timing Advance Command, UL grant, 송신 전력 정보, temporary C-RNTI가 포함된다 (1f-20). 상기 RAR을 상기 RAR 윈도우에서 성공적으로 수신하였다면, RAR 에 포함된 UL grant을 정보를 이용하여, msg3을 전송한다 (1g-25). Msg3에는 상기 랜덤 엑세스의 목적에 따라, 다른 정보가 포함된다. 상기 표 1를 참고한다. Msg3부터는 HARQ가 적용될 수 있다. Msg3 전송 후, 상기 단말은 특정 타이머를 구동시키며, 상기 타이머가 만료되기 전까지 Contention Resolution (CR) 메시지를 모니터링한다 (1g-30). 상기 CR 메시지는 CR MAC CE 외에도, 랜덤 엑세스 목적에 따라 RRC Connection Setup 혹은 RRC Connection Reestablishment 메시지 등을 포함한다.

도 1h는 본 발명에서 두 랜덤 엑세스 과정 중 하나를 선택하여, 수행하는 단말 동작 흐름도이다.

1h-05 단계에서 단말은 최적의 하향링크 송/수신 빔 pair을 도출한다. 도 1d에서는 상기 최적의 하향링크 송/수신 빔 pair을 도출하는 예시를 설명하고 있다. 1h-10 단계에서 상기 단말은 상기 도출한 최적의 빔 pair에 camp-on 한다. 상기 camp-on한 빔 pair을 기준으로 단말은 페이징을 모니터링한다. 또한, 랜덤 엑세스 시, 프리엠블을 전송하는 상향링크 송/수신 빔을 결정하는데 참고할 수 있다. 1h-15 단계에서 상기 단말은 특정 목적에 따라 랜덤 엑세스를 초기화한다. 1h-20 단계에서 상기 단말은 단일 하향링크 송/수신 빔인지 여부를 판단한다. 예를 들어, 빔 기준 신호를 포함하는 서브프레임에 하나의 빔에 대한 기준 신호만이 존재한다면, 단일 하향링크 송신 빔으로 간주한다. 밴드마다 특정 수의 하향링크 송신 빔이 적용되도록 미리 정의될 수도 있다. 단일 하향링크 송/수신 빔이라면, 1h-25 단계에서 상기 단말은 단일 상향링크 송/수신 빔을 가정하고, 프리엠블을 전송한다. 1h-30 단계에서 상기 단말은 시스템 정보를 제공받은 기준 송신 전력 정보를 바탕으로, 프리엠블 전송 전력을 도출한다. 만약 프리엠블 전송이 실패하면, 송신 전력을 단계적으로 증가시키는 방법을 통해, 프리엠블 재전송을 수행한다. 1h-35 단계에서 상기 단말은 프리엠블 전송 후, 특정 서브프레임 이후부터 RAR 수신을 모니터링한다. 1h-40 단계에서 상기 단말은 상기 수신한 RAR을 기준으로 상향링크 송신 전력을 재설정한다. 1h-50 단계에서 상기 단말은 첫번째 형태의 msg 3을 전송한다. 만약 1h-20 단계에서 단일 하향링크 송/수신 빔이 아니라면, 1h-55 단계에서 빔 스위핑을 통해, 각 상향링크 전송 빔마다 프리엠블을 전송한다. 상기 프리엠블을 전송하는 상향링크 송신 빔은 상기 하향링크 송신 빔에 연관된 랜덤 엑세스 무선 자원을 프리엠블 전송에 이용한다. 상기 하향링크 송신 빔과 랜덤 엑세스 무선 자원의 연관 정보는 미리 시스템 정보로 단말에게 제공된다. 하나의 서브프레임이 하나의 하향링크 송신과 연관된 랜덤 엑세스 무선 자원을 포함할 수도 있으며, 하나의 서브프레임이 복수 개의 랜덤 엑세스 무선 자원을 포함할 수도 있다. 하나의 서브프레임이 복수 개의 랜덤 엑세스 무선 자원을 포함하는 경우, 심볼 단위로 상기 하향링크 송신 빔과 연관된 무선 자원들이 순서대로 삽입된다. 랜덤 엑세스 과정을 통해, 최적의 상향링크 송/수신 빔 pair을 찾아야 되므로, 상기 최적의 하향링크 송신 빔 이외, 주변 하향링크 송신 빔과 연관된 랜덤 엑세스 무선 자원에 대해서는 프리엠블을 전송할 수 있다. 혹은 모든 하향링크 송신 빔과 연관된 랜덤 엑세스 무선 자원에 대해서 프리엠블을 전송할 수 있다. 1h-65 단계에서 상기 단말은 RAR 수신을 모니터링한다. 복수 개의 상향링크 송신 빔을 통해, 복수 개의 프리엠블을 전송하므로, RAR 수신은 복수 개 존재할 수 있다. 1h-70 단계에서 상기 단말은 RAR을 수신하며, 상기 RAR에 포함되어 있는 상향링크 송신 빔 정보를 이용하여, 최적의 상향링크 송신 빔을 선택한다. 기지국은 가장 양호한 신호 품질로 프리엠블을 수신한 랜덤 엑세스 무선 자원의 시간/주파수 정보를 상기 RAR에 포함되는 상기 상향링크 송신 빔 정보로 제공할 수 있다. 1h-75 단계에서 상기 단말은 상기 RAR에 포함되어 있는 상향링크 타이밍 정보를 이용하여, 상향링크 타이밍을 맞춘다. 1h-80 단계에서 상기 단말은 상기 수신한 RAR을 기준으로 상향링크 송신 전력을 재설정한다. 1h-85 단계에서 상기 단말은 두번째 형태의 msg3을 상기 최적의 상향링크 송신 빔을 이용하여 전송한다. 상기 두번째 형태의 msg3에는 가장 양호한 RAR을 수신했을 때, 사용되었던 하향링크 송신 빔 정보를 포함하고 있다. 기지국은 상기 제공받은 하향링크 송신 빔을 이용하여, msg 4을 전송할 것이다.

상기 과정에서는 상향링크와 하향링크의 빔 특성은 다르다고 가정하였다. 한편, TDD의 경우, 상, 하향링크의 빔에 적용되는 채널 특성은 동일하다고 가정할 수도 있다. 즉 동일 주파수를 사용하고 있으몰, 기준 신호를 통해, 측정되는 하향링크 채널 품질과 프리엠블을 전송할 때 적용되는 상향링크 채널 품질의 correlation이 매우 높다고 볼 수 있다. 상기 가정을 고려할 경우, 상기 두번째 랜덤 엑세스 과정은 더 간단해진다.

단말은 최적의 하향링크 빔 pair을 유지하며, 상기 빔에 camp-on하고 있다. 따라서, 상기 가정을 고려할 경우 상기 과정에서처럼, 상향링크 송신 빔을 스위핑할 필요없이 (즉, 복수 개의 상향링크 송신 빔을 통해, 복수 개의 프리엠블을 전송할 필요가 없음), 상기 최적의 하향링크 수신 빔에 맵핑되는 상향링크 송신 빔에만 상기 프리엠블을 전송한다. 기지국이 RAR을 전송할 시에도, 복수 개의 하향링크 송신 빔마다 RAR을 전송할 필요없이, 프리엠블을 수신한 상향링크 수신 빔과 correlation이 높은 혹은 맵핑되는 하향링크 송신 빔에만 RAR을 전송한다. 또한, 두번째 형태의 RAR와 msg3에서 상향링크 송신 빔 정보와 하향링크 송신 빔 정보를 포함할 필요가 없다. 따라서, 상기 가정을 고려할 경우, 두번째 랜덤 엑세스 과정을 적용할 경우에도, 첫번째 형태의 RAR와 msg3을 사용한다.

도 1i는 본 발명에서 두 랜덤 엑세스 과정에서 사용되는 메시지들을 구성하는 정보를 설명하기 위한 도면이다.

도 1i (a)은 상기 첫번째 형태 (type 1)의 두번째 메시지 (RAR)를 구성하는 정보를 나타낸다. 상기 메시지에는 프리엠블 아이디 (Preamble ID, 1i-05), 상향링크 전송 타이밍 정보 (TA Command, 1i-10), 단말 송신 전력 정보 (TPC, 1i-15), 세번째 메시지의 스케줄링 정보 (UL grant, 1i-17)를 포함한다. 상기 프리엠블 아이디는 상기 단말이 전송한 프리엠블을 지시한다. 상향링크 전송 타이밍 정보란, 상향링크 동기를 맞추기 위해, 단말로 하여금, 전송 타이밍을 지시하는데 이용한다. 통상, 프리엠블 전송 시를 기준으로, 더 빠르게 혹은 더 늦춰 신호를 전송해야 함을 나타낸다. 단말 송신 전력 정보란 단말로 하여금, 송신 전력을 지시하는데 이용한다. 통상, 프리엠블 전송 시를 기준으로, 더 높게 혹은 더 낮게 신호를 송신해야 함을 나타낸다.

도 1i (b)는 상기 두번째 형태 (type 2)의 두번째 메시지 (RAR)를 구성하는 정보를 나타낸다. 상기 메시지에는 프리엠블 아이디, 상향링크 전송 타이밍 정보, 단말 송신 전력 정보, 세번째 메시지의 스케줄링 정보 외에, 상향링크 송신 빔 정보 (UL beam info, 1i-20)를 포함한다. 상기 상향링크 송신 빔 정보는 기지국이 가장 양호한 프리엠블을 수신한 상향링크 송신 빔을 지시한다. 그런데, 기지국 입장에 상기 상향링크 송신 빔을 지시할 수 있는 인덱스 값을 가지고 있지 않다. 특히 초기 랜덤 엑세스의 경우엔, 기지국은 단말이 몇 개의 빔을 지원하거나 설정하고 있는지도 모른다. 따라서, 상기 상향링크 송신 빔을 지시할 수 있는 방법이 필요하다. 가장 효과적인 방법은 상기 가장 양호한 신호 세기로 수신된 프리엠블이 사용한 랜덤 엑세스 무선 자원의 정보, 예를 들어, 시간, 주파수 정보를 상기 상향링크 송신 빔 정보로 이용하는 것이다. 이를 수신한 단말 입장에는 상기 프리엠블을 전송했을 때 사용한 랜덤 무선 자원의 시간, 주파수상의 위치 그리고 이 때, 사용한 상향링크 송신 빔을 알고 있다.

하나의 서브프레임이 복수 개의 랜덤 엑세스 무선 자원을 포함하는 경우, 심볼 단위로 상기 하향링크 송신 빔과 연관된 무선 자원들이 순서대로 삽입된다. 따라서, 상기 서브프레임 내의 심볼 인덱스, 심볼 순서 정보 등이 상기 프리엠블을 전송하는데 사용한 랜덤 엑세스의 무선 자원의 시간 정보로 활용될 수 있다.

도 1i (c)는 상기 첫번째 형태 (type 1)의 세번째 메시지 (msg3)는 랜덤 엑세스 목적에 따른 정보를 포함한다. 상기 표1과 같이, 랜덤 엑세스 목적에 다양한 정보가 포함된다.

도 1i (d)는 상기 두번째 형태 (type 2)의 세번째 메시지 (msg3)는 랜덤 엑세스 목적에 따른 정보와 하향링크 송신 빔 정보를 포함한다. 기존 정보 외에, 가장 양호한 RAR을 수신했을 때, 사용되었던 하향링크 송신 빔 정보를 포함한다. 단말은 기지국으로부터 하향링크 송신 빔에 대한 인덱스 정보를 가지고 있다. 특정 서브프레임에는 각 빔의 기준 신호들을 포함하고 있으며, 각 기준 신호들은 implicit 혹은 explicit하게 특정 빔 인덱스와 맵핑된다.

상기 빔의 기준 신호들은 하나의 서브프레임에 포함되며, 심볼 단위로 구분된다. 따라서, 상기 특정 빔 인덱스 값 대신, 상기 서브프레임 내의 심볼 인덱스, 심볼 순서 정보 등이 상기 하향링크 송신 빔 정보로 활용될 수 있다.

도 1j는 본 발명에서 시스템 정보로 수행할 랜덤 엑세스 과정을 지시하는 방법에서 단말 동작 흐름도이다.

도 1h에서 설명한 과정과 큰 차이점은 단말이 하향링크 송신 빔의 개수에 따라, 랜덤 엑세스 타입을 결정하는데 반해, 도 1j에서는 기지국이 시스템 정보를 이용하여, 셀 서비스 영역 내의 단말들이 적용해야 할 랜덤 엑세스 타입을 지시하는 것이다.

1j-05 단계에서 단말은 최적의 하향링크 송/수신 빔 pair을 도출한다. 도 1d에서는 상기 최적의 하향링크 송/수신 빔 pair을 도출하는 예시를 설명하고 있다. 1j-10 단계에서 상기 단말은 상기 도출한 최적의 빔 pair에 camp-on 한다. 상기 camp-on한 빔 pair을 기준으로 단말은 페이징을 모니터링한다. 또한, 랜덤 엑세스 시, 프리엠블을 전송하는 상향링크 송/수신 빔을 결정하는데 참고할 수 있다. 1j-15 단계에서 상기 단말은 특정 목적에 따라 랜덤 엑세스를 초기화한다. 1j-20 단계에서 상기 단말은 기지국이 브로드캐스팅하는 시스템 정보에서 어떤 랜덤 엑세스 과정을 설정하고 있는지 여부를 판단한다. 기지국은 적용해야할 랜덤 엑세스 과정을 직접적으로 지시할 수도 있지만, 기지국이 적용하고 있는 하향링크 송신 빔의 개수를 지시하고, 단말이 상기 정보를 토대로, 적용해야 할 랜덤 엑세스를 결정할 수도 있다. 첫번째 랜덤 엑세스 과정 (단일 하향링크 송/수신 빔)이라면, 1j-25 단계에서 상기 단말은 단일 상향링크 송/수신 빔을 가정하고, 프리엠블을 전송한다. 1j-30 단계에서 상기 단말은 시스템 정보를 제공받은 기준 송신 전력 정보를 바탕으로, 프리엠블 전송 전력을 도출한다. 만약 프리엠블 전송이 실패하면, 송신 전력을 단계적으로 증가시키는 방법을 통해, 프리엠블 재전송을 수행한다. 1j-35 단계에서 상기 단말은 프리엠블 전송 후, 특정 서브프레임 이후부터 RAR 수신을 모니터링한다. 1j-40 단계에서 상기 단말은 상기 수신한 RAR을 기준으로 상향링크 송신 전력을 재설정한다. 1j-50 단계에서 상기 단말은 첫번째 형태의 msg 3을 전송한다. 만약 1j-20 단계에서 첫번째 랜덤 엑세스 과정 (단일 하향링크 송/수신 빔)이 아니라면, 1j-55 단계에서 빔 스위핑을 통해, 각 상향링크 전송 빔마다 프리엠블을 전송한다. 상기 프리엠블을 전송하는 상향링크 송신 빔은 상기 하향링크 송신 빔에 연관된 랜덤 엑세스 무선 자원을 프리엠블 전송에 이용한다. 상기 하향링크 송신 빔과 랜덤 엑세스 무선 자원의 연관 정보는 미리 시스템 정보로 단말에게 제공된다. 랜덤 엑세스 과정을 통해, 최적의 상향링크 송/수신 빔 pair을 찾아야 되므로, 상기 최적의 하향링크 송신 빔 이외, 주변 하향링크 송신 빔과 연관된 랜덤 엑세스 무선 자원에 대해서는 프리엠블을 전송할 수 있다. 1j-65 단계에서 상기 단말은 RAR 수신을 모니터링한다. 복수 개의 상향링크 송신 빔을 통해, 복수 개의 프리엠블을 전송하므로, RAR 수신은 복수 개 존재할 수 있다. 1j-70 단계에서 상기 단말은 RAR을 수신하며, 상기 RAR에 포함되어 있는 상향링크 송신 빔 정보를 이용하여, 최적의 상향링크 송신 빔을 선택한다. 기지국은 가장 양호한 신호 품질로 프리엠블을 수신한 랜덤 엑세스 무선 자원의 시간/주파수 정보를 상기 RAR에 포함되는 상기 상향링크 송신 빔 정보로 제공할 수 있다. 1j-75 단계에서 상기 단말은 상기 RAR에 포함되어 있는 상향링크 타이밍 정보를 이용하여, 상향링크 타이밍을 맞춘다. 1j-80 단계에서 상기 단말은 상기 수신한 RAR을 기준으로 상향링크 송신 전력을 재설정한다. 1j-85 단계에서 상기 단말은 두번째 형태의 msg3을 상기 최적의 상향링크 송신 빔을 이용하여 전송한다. 상기 두번째 형태의 msg3에는 가장 양호한 RAR을 수신했을 때, 사용되었던 하향링크 송신 빔 정보를 포함하고 있다. 기지국은 상기 제공받은 하향링크 송신 빔을 이용하여, msg 4을 전송할 것이다.

도 1l에 단말의 구조를 도시하였다.

상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(1l-10), 기저대역(baseband)처리부(1l-20), 저장부(1l-30), 제어부(1l-40)를 포함한다.

상기 RF처리부(1l-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1l-10)는 상기 기저대역처리부(1l-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1l-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(1l-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(1l-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(1l-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다.

상기 기저대역처리부(1l-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1l-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1l-20)은 상기 RF처리부(1l-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1l-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1l-20)은 상기 RF처리부(1l-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 기저대역처리부(1l-20) 및 상기 RF처리부(1l-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1l-20) 및 상기 RF처리부(1l-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(1l-20) 및 상기 RF처리부(1l-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(1l-20) 및 상기 RF처리부(1l-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.NRHz, NRhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

상기 저장부(1l-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1l-30)는 제2무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1l-30)는 상기 제어부(1l-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(1l-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1l-40)는 상기 기저대역처리부(1l-20) 및 상기 RF처리부(1l-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1l-40)는 상기 저장부(1l-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(1l-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1l-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 주기지국의 블록 구성을 도시한다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(2-10), 기저대역처리부(2-20), 백홀통신부(2-30), 저장부(2-40), 제어부(2-50)를 포함하여 구성된다.

상기 RF처리부(2-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(2-10)는 상기 기저대역처리부(2-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(2-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(2-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(2-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(2-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.

상기 기저대역처리부(2-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2-20)은 상기 RF처리부(2-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(2-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(2-20)은 상기 RF처리부(2-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(2-20) 및 상기 RF처리부(2-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(2-20) 및 상기 RF처리부(2-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

상기 백홀통신부(2-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(2-30)는 상기 주기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.

상기 저장부(2-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(2-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(2-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(2-40)는 상기 제어부(2-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(2-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(2-50)는 상기 기저대역처리부(2-20) 및 상기 RF처리부(2-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(2-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(2-50)는 상기 저장부(2-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(2-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

<제2실시예>

도 3a는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 3a를 참고하면, 빔 기반으로 동작하는 NR 기지국(NR Node B, NR NB, 3a-05)이 서비스하는 셀은 여러 개의 TRP(Transmission Reception Point, 3a-10, 3a-15, 3a-20, 3a-25, 3a-30, 3a-35, 3a-40)들로 구성될 수 있다. TRP(3a-10~3a-40)는 기존 LTE 기지국(eNB)에서 물리적인 신호를 송수신하는 기능만을 분리시킨 블록이며, 다수의 안테나로 구성되어 있다. 특히 TRP(3a-10~3a-40)는 다수의 송수신 안테나를 이용해서 여러 방향의 빔을 생성시켜 빔포밍을 할 수 있으며, 빔 그룹(Beam Group, BG)으로 명칭할 수도 있다. 사용자 단말(3a-50)은 TRP(3a-10~3a-40)를 통해 NR 기지국(3a-05) 및 외부 네트워크에 접속한다. 상기 NR 기지국(3a-05)은 사용자들의 트래픽을 서비스하기 위해 단말들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케쥴링하여 상기 단말들과 코어 망(CN, Core network)간에 연결을 지원한다. 상기 NR 기지국(3a-05)은 TRP를 포함하지 않을 수 있으며, 이런 경우 셀 내의 단말(3a-50)들과 서로 다른 빔을 사용하여 직접 통신하는 시나리오를 고려할 수 있다.

또한, NR 시스템에서의 MME는 단말(3a-50)에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당할 수 있으며 다수의 NR 기지국(3a-05)들과 연결되며, S-GW는 데이터 베어러(bearer)를 제공하는 장치이다. 또한, 상기 MME 및 S-GW(3a-45)는 망에 접속하는 단말(3a-50)에 대한 인증(authentication), 베어러 관리 등을 더 수행할 수 있으며 상기 기지국(3a-05)으로부터 도착한 패킷 또는 상기 기지국(3a-05)으로 전달할 패킷을 처리한다.

도 3b는 본 발명이 적용되는 빔 기반으로 동작하는 NR 시스템이 사용하는 프레임 구조의 예시 도면이다.

도 3b를 참조하면, NR 시스템의 라디오 프레임(radio frame, 3b-05)은 복수개의 서브프레임(subframe, 3b-10)으로 구성된다. 특히, NR 시스템의 서브프레임은 오버헤드 서브프레임(overhead subframe, osf, 3b-15)과 데이터 서브프레임(data subframe, dsf, 3b-20)의 두 종류로 구성될 수 있다.

오버헤드 서브프레임(3b-20)은 빔 선택을 위해 요구되는 공통의 오버헤드 신호가 전송되는 서브프레임으로, 서브프레임을 구성하는 매 심볼(symbol)마다 서로 다른 오버헤드 신호가 빔 스위핑 방식으로 전송된다. 상기의 오버헤드 서브프레임(3b-20)에는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼의 타이밍 획득을 위한 PSS(Primary Synchronization Signal), 셀 ID를 검출하기 위한 SSS(Secondary Synchronization Signal), 서브프레임의 타이밍을 획득하기 위한 ESS(Extended Synchronization Signal), 그리고 빔을 식별하기 위한 BRS(Beam Reference Signal)이 포함된다. 또한, 시스템 정보, MIB(Master Information Block) 혹은 단말이 시스템에 액세스하기 위해 필수적인 정보(예를 들어 하향링크 빔의 대역폭, 시스템 프레임 번호 등이 수납)가 포함된 PHCH(Physical Broadcast Channel)가 전송될 수 있다. 오버헤드 서브프레임(3b-20)은 라디오 프레임(radio frame, 3b-05)내에 한 개 혹은 복수개가 존재할 수 있으며, 본 예시 도면에서는 0 번째와 25 번째 서브프레임에서 전송된다.

데이터 서브프레임(3b-25)은 특정 단말에게 전송되는 실제 데이터가 전송되는 서브프레임으로, 단말의 지리학적인 분포에 따라 다른 빔 패턴이 적용될 수 있다. TRP(3b-25)는 오버헤드 서브프레임(3b-20)동안 매 심볼마다 다른 방향으로 빔 스위핑을 하고, 이로 인해 측정된 결과를 바탕으로 단말들과의 데이터 송수신을 위한 자원이 빔 별로 데이터 서브프레임(3b-25)내에서 할당된다(3b-30, 3b-35, 3b-40). 만약 TRP(3b-25)에서 송신하는 빔 방향이 단말의 위치와 맞춰지지 않으면, 단말은 해당 데이터 서브프레임의 아무런 신호를 수신할 수 없다. 또한, 하나의 TRP(3b-25)는 한 라디오 프레임(3b-05) 동안에 여러 개의 데이터 서브프레임을 전송할 수 있고, 단말은 자신의 위치에 따라 여러 개의 TRP(3b-25)들로부터 다수의 빔들을 수신할 수 있다.

도 3c는 LTE 시스템에서의 랜덤 액세스 절차를 나타내는 도면이다.

단말은(3c-01) 기지국(3c-03)에 초기 접속, 재접속, 핸드오버, 그 외에 랜덤 액세스(Random Access)가 필요한 다양한 경우에 다음과 같은 절차를 수행하여 랜덤 액세스를 수행한다.

먼저, 단말(3c-01)은 기지국(3c-03)으로의 접속을 위해 랜덤 액세스 프리앰블을 랜덤 액세스를 위한 물리채널에 전송한다(3c-10). 상기 프리앰블은 단말이 랜덤(random)하게 선택한 것일 수 있으며, 혹은 기지국(3c-03)이 지정한 특정 프리앰블일 수도 있다.

상기 프리앰블을 기지국(3c-03)이 수신한 경우, 이에 대한 랜덤 액세스 응답(Random Access Response, 이하 RAR이라 칭함) 메시지를 단말(3c-01)에게 전송한다(3c-15). 상기 RAR 메시지에는 상기 3c-05 단계에 사용된 프리앰블의 식별자 정보를 포함해서, 상향링크 전송 타이밍 보정 정보, 이후 단계에서 사용할 상향링크 자원할당 정보 및 임시 단말 식별자 정보 등이 포함된다.

상기 RAR 메시지를 수신한 단말(3c-01)은, 상기 RAR 메시지에 할당된 자원에, 전술한 목적에 따라 다른 메시지를 전송한다(3c-15). 예를 들어, 초기 접속인 경우 무선 자원 제어(Radio Resource Control, 이하 RRC라 칭함) 계층의 메시지인 RRCConnectionRequest 메시지를 전송하며, 새로운 셀로의 재접속인 경우에는 RRCConnectionReestablishmentRequest 메시지를 전송하며, 핸드오버 시 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지가 전송된다. 혹은 자원요청을 위한 버퍼상태보고(Buffer Status Report, BSR) 메시지 등이 전송될 수도 있다

한편, 상기 3c-15 단계의 메시지 전송의 성공여부는 동기식 HARQ에서는 PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 채널을 통해 확인되며, 비동기식 HARQ에서는 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)의 HARQ process ID 및 NDI(New Data Indicator) 값을 통해 확인된다. 만약 랜덤 액세스 프리앰블이 전송에 실패한 경우, 재전송을 수행할 수 있다. 재전송 시, 기지국(3c-03)으로부터 PDCCH를 수신하지 않은 경우, 이전 RAR 메시지에 할당된 자원에 정해진 방법에 따라 재전송을 수행하며, 만약 해당 재전송에 대한 PDCCH를 수신한 경우, PDCCH에 포함된 정보에 따라 재전송을 수행한다.

한편, 만약 경쟁 기반의 랜덤 액세스(즉, 단말이 임의로 프리앰블을 선택하여 전송한 경우)에는 경쟁 해소 메시지를 기지국(3c-03)으로부터 수신하며(3c-20), 비경쟁 기반의 랜덤 액세스(즉, 기지국이 특정 프리앰블 전송을 단말에게 명령한 경우)에는 해당 메시지는 전송되지 않는다.

도 3d는 NR 시스템에서 단말이 상향 링크 전송 빔의 너비를 재선택하는 방법을 도시한 도면이다.

IDLE 상태의 NR 단말(3d-01)은 5G NB로부터 오버헤드 서브프레임을 측정한 결과를 바탕으로 최고의 하향 링크 송수신(Tx/Rx) 빔을 결정하고(3d-05), 상기의 과정에서 결정된 하향 링크 빔에 캠프-온하고 페이징 메시지를 감시한다(3d-10). 3d-15 단계에서 단말(3d-01)은 서빙 빔을 통해 시스템 정보를 수신하고, 해당 빔을 통해 통신하기 위해 필요한 정보 및 주변 빔으로의 재선택을 위한 정보를 수신한다. 상기의 시스템 정보에는 단말(3d-01)이 상향 링크 랜덤 액세스 시에 전송하는 프리앰블 전송을 위한 기본(default) 값이 전달될 수 있다. 즉, 5G 기지국이 빔 스위핑에 사용되는 전송 빔의 개수(length) 혹은 전송 빔의 너비(width)의 기본 값을 설정할 수 있다.

3d-20 단계에서 단말(3d-01)은 수신한 상향 링크 기본 빔 개수/너비 정보를 바탕으로 NR 기지국(3d-03)과 랜덤 액세스를 수행한다. NR 시스템에서의 랜덤 액세스는 기본적으로 LTE 시스템에서의 절차(도 3c에서 상술한 절차)와 유사할 수 있으며, 빔 별로 진행한다는 점에 차이가 생길 수 있다. 상향 링크 기본 빔 개수/너비를 사용해서 랜덤 액세스를 수행할 경우, 단말(3d-01)의 능력(UE capability)에 따라 동작이 달라진다. NR 기지국(3d-03)에서 설정한 상향 링크 기본 빔 개수/너비 정보가 단말(3d-01)이 지원하는 값과 같으면 단말(3d-01)은 설정된 빔 정보를 기반으로 빔 스위핑을 하면서 랜덤 액세스를 수행한다. 본 발명에서는 NR 기지국(3d-03)에서 설정한 상향 링크 기본 빔 개수/너비 정보가 단말(3d-01)의 능력과 다를 경우에 대해, 단말(3d-01)의 능력을 고려하여 상향 링크 기본 빔 개수/너비를 재설정하여 랜덤 액세스를 진행하는 방법을 제안한다.

3d-25 단계에서 단말(3d-01)은 단말 자신이 지원하는 상향 링크 빔 개수/너비 정보를 NR 기지국(3d-03)에게 RRC 메시지를 통해 전달한다. 해당 절차는 단말(3d-01)이 지원하는 상향 링크 빔 개수/너비 정보가 시스템 정보로 수신한 기본 값보다 큰 경우(이하 제 1 조건)에 대해서만 수행될 수 있으며, 단말이 지원하는 상향 링크 빔 개수/너비 정보가 시스템 정보로 수신한 기본 값보다 작은 경우(이하 제 2 조건)에는 생략될 수 있다. 즉, 제 2 조건일 경우, 초기 랜덤 액세스의 프리앰블 전송 시에 단말이 지원하는 상향 링크 빔 개수/너비를 적용한다. 상세 동작은 후술하도록 하겠다.

3d-30 단계에서 NR 기지국(3d-03)은 단말(3d-01)이 전달한 상향 링크 빔 개수/너비 정보를 기반으로 상향 링크 전송 빔 자원을 개선해서 전달한다. 이 단계는 제 1 조건의 동작에 해당하며, 빔 너비가 더 좁아져서 빔을 집중시킬 수 있고 NR 기지국(3d-03)이 RRC 메시지로 설정값을 변화시키는 단계이다. 3d-35 단계에서 단말(3d-01)은 설정된 상향 링크 전송 빔 개수/너비를 적용해서 빔 스위핑을 하면서 프리앰블을 전송한다. 3d-40 단계에서, NR 기지국(3d-03)은 상기의 단계에서 수신한 빔들 중에서 신호 세기 및 품질이 제일 좋은 상향 링크 빔을 지시하는 값(상향 링크 전송 빔 식별자, 또는 해당 빔이 전송된 서브프레임내의 OFDM 심볼 및 심볼 내의 전송 인덱스)을 단말(3d-01)에게 전달한다. 3d-45 단계에서 단말(3d-01)은 하향 링크 수신 빔 스위핑 과정을 통해 가장 좋은 수신 빔을 결정하고, 가장 좋은 하향 링크 전송 빔을 지시하는 값(하향 링크 전송 빔 식별자, 또는 해당 빔이 전송된 서브프레임내의 OFDM 심볼 및 심볼 내의 전송 인덱스)를 기지국(3d-03)에게 전달한다. 즉, 하나의 서브프레임이 하나의 하향링크 송신과 연관된 랜덤 액세스 무선 자원을 포함할 수도 있으며, 하나의 서브프레임이 복수 개의 랜덤 액세스 무선 자원을 포함할 수도 있다. 하나의 서브프레임이 복수 개의 랜덤 액세스 무선 자원을 포함하는 경우, 심볼 단위로 상기 하향링크 송신 빔과 연관된 무선 자원들이 순서대로 삽입된다

도 3e는 본 발명에서 제안하는 상향 링크 전송 빔의 너비 재선택의 실시 예 1을 설명하는 도면이다.

실시 예 1에서는 도 3d에서 설명한 단말이 상향 링크 전송 빔의 너비를 재선택하는 방법 중에서 제 1 조건이 만족하는 경우의 동작을 예를 들어 설명한다.

단말(3e-01)이 기지국(3e-03)으로부터 수신한 시스템 정보에 포함된 상향 링크 전송 빔 너비의 기본값이 30도라면(3e-05), 단말(3e-01)은 해당 빔 너비를 적용해서 랜덤 액세스를 수행한다(3e-10). 즉, 30도의 빔 너비를 가지는 12개의 전송 빔을 스위핑하면서 랜덤 액세스를 위한 프리앰블을 전송한다. 단말(3e-01)은 기지국(3e-03)으로부터 수신한 빔 개수/너비에 관한 기본값과 자신이 지원할 수 있는 최대 빔 개수 혹은 최소 빔 너비를 비교한 후 제 1 조건에 해당하면 상기의 랜덤 액세스 동작을 수행한다.

제 1조건에 해당하기 때문에 단말(3e-01)은 더 많은 빔 개수로 빔 스위핑을 할 수 있고, 단말 능력 정보에 지원 가능한 빔 개수/너비 정보를 포함해서 기지국(3e-03)으로 전달한다(3e-15). 기지국(3e-03)은 이런 단말(3e-01)의 능력을 반영해서 전송 빔 개수 및 너비와 관련된 설정값을 수정해서 단말(3e-01)에게 알린다(3e-20). 즉, 더 많은 빔 개수로 빔 스위핑을 하도록 설정되었기 때문에 다음 단계에서 단말(3e-01)은 설정된 전송 빔 개수 및 너비를 적용해서 랜덤 액세스를 위한 프리앰블을 전송한다(3e-25). 기지국(3e-03)은 상향 링크 전송 빔 별로 수신한 프리앰블의 신호 세기 및 품질을 기반으로 최고의 상향 링크 전송 빔을 지시하는 값(상향 링크 전송 빔 식별자, 또는 해당 빔이 전송된 서브프레임내의 OFDM 심볼 및 심볼 내의 전송 인덱스)를 단말(3e-01)에게 전달한다(3e-30). 단말(3e-01)은 하향 링크 수신 빔 스위핑 과정을 통해 가장 좋은 수신 빔을 결정하고, 가장 좋은 하향 링크 전송 빔을 지시하는 값(하향 링크 전송 빔 식별자, 또는 해당 빔이 전송된 서브프레임내의 OFDM 심볼 및 심볼 내의 전송 인덱스)를 기지국(3e-03)에게 전달한다(3e-35). 즉, 하나의 서브프레임이 하나의 하향링크 송신과 연관된 랜덤 액세스 무선 자원을 포함할 수도 있으며, 하나의 서브프레임이 복수 개의 랜덤 액세스 무선 자원을 포함할 수도 있다. 하나의 서브프레임이 복수 개의 랜덤 액세스 무선 자원을 포함하는 경우, 심볼 단위로 상기 하향링크 송신 빔과 연관된 무선 자원들이 순서대로 삽입된다

도 3f는 본 발명에서 제안하는 상향 링크 전송 빔의 너비 재선택의 실시 예 2을 설명하는 도면이다.

실시 예 2에서는 도 3d에서 설명한 단말이 상향 링크 전송 빔의 너비를 재선택하는 방법 중에서 제 2 조건이 만족하는 경우의 동작을 예를 들어 설명한다.

단말(3f-01)이 기지국(3f-03)으로부터 수신한 시스템 정보에 포함된 상향 링크 전송 빔 너비의 기본값이 30도라면(3f-05), 단말(3f-01)은 해당 빔 너비를 적용해서 랜덤 액세스를 수행한다(3f-10). 단말(3f-01)은 30도의 빔 너비를 가지는 12개의 전송 빔을 스위핑하면서 랜덤 액세스를 위한 프리앰블을 전송해야 하지만, 단말(3f-01)이 지원할 수 있는 빔 최대 너비가 45도이기 때문에 12개의 전송 빔을 스위핑하면서 랜덤 액세스를 수행할 수 없다. 이는 제 2 조건에 해당하며, 이 경우 단말(3f-01)은 자신의 능력에 맞춰 전송 빔을 스위핑하면서 랜덤 액세스를 수행한다. 기지국(3f-03)은 단말(3f-01)이 12개의 프리앰블을 빔별로 전송할 것으로 기대하고 있기 때문에, 단말(3f-01)은 자신의 능력에 맞는 8개의 빔에 대해서는 빔 스위핑을 통해 빔 별로 프리앰블을 전송하고, 나머지 4개의 프리앰블을 전송하는 구간에 대해서는 다음과 같은 방법으로 프리앰블을 전송할 수 있다.

1. 빔 스위핑의 최초 4개 심볼 기간 동안 프리앰블을 전송하지 않고 이후부터 전송.

2. 빔 스위핑의 첫 번째 심볼부터 프리앰블 전송하고 마지막 4개 심볼 기간 동안 프리앰블을 미전송.

3. 빔 스위핑의 첫 번째 심볼부터 프리앰블 전송하고 마지막 4개 심볼 기간 동안 보낸 프리앰블을 순서대로 중복해서 전송.

상기의 랜덤 액세스 과정 이후, 기지국(3f-03)은 상향 링크 전송 빔 별로 수신한 프리앰블의 신호 세기 및 품질을 기반으로 최고의 상향 링크 전송 빔을 지시하는 값(상향 링크 전송 빔 식별자, 또는 해당 빔이 전송된 서브프레임내의 OFDM 심볼 및 심볼 내의 전송 인덱스)를 단말(3f-01)에게 전달한다(3f-15). 단말(3f-01)은 하향 링크 수신 빔 스위핑 과정을 통해 가장 좋은 수신 빔을 결정하고, 가장 좋은 하향 링크 전송 빔을 지시하는 값(하향 링크 전송 빔 식별자, 또는 해당 빔이 전송된 서브프레임내의 OFDM 심볼 및 심볼 내의 전송 인덱스)를 기지국(3f-03)에게 전달한다(3f-20). 즉, 하나의 서브프레임이 하나의 하향링크 송신과 연관된 랜덤 액세스 무선 자원을 포함할 수도 있으며, 하나의 서브프레임이 복수 개의 랜덤 액세스 무선 자원을 포함할 수도 있다. 하나의 서브프레임이 복수 개의 랜덤 액세스 무선 자원을 포함하는 경우, 심볼 단위로 상기 하향링크 송신 빔과 연관된 무선 자원들이 순서대로 삽입된다

도 3g는 본 발명에서 제안하는 NR 시스템에서 단말이 상향 링크 전송 빔의 너비를 결정하는 단말 동작을 도시한 도면이고, 단말 동작은 아래의 단계들로 구성된다.

단말이 기지국 혹은 TRP로부터 전송되는 하향 링크 빔들을 측정하는 단계 (3g-05);

단말이 최고 하향 링크 전송 빔과 수신 빔을 결정하는 단계 (3g-10);

단말이 측정값 기반으로 임의의 TRP/BG의 빔에 캠프-온하고 페이징 메시지를 감시하는 단계 (3g-15);

상기 단계에서 결정된 최고 하향 링크 수신 빔을 통해 시스템 정보를 수신하는 단계 (3g-20);

상기 시스템 정보에는 단말이 랜덤 액세스에 사용할 상향 링크 전송 빔의 기본값이 포함될 수 있다. 이 기본값은 전송 빔의 개수(length) 혹은 너비(width) 정보가 포함될 수 있다.

단말이 첫 번째 시간 구간에서의 프리앰블 전송 회수를 기반으로 두 번째 시간 구간에서의 프리앰블 전송을 위한 시간/주파수 자원을 결정하는 단계 (3g-25);

단말이 상향링크 전송 빔들을 통해 프리앰블을 전송하는 단계 (3g-30);

상기 단계는 단말의 능력에 따라 동작이 달라질 수 있다. 제 1 조건을 만족하는 경우 두 번째 시간 구간의 모든 심볼에 대해 프리앰블을 전송할 수 있고, 제 2 조건을 만족하는 경우 첫 번째 시간 구간에서 전송되는 심볼 중 일부를 사용해서 프리앰블을 전송할 수 있다.

여기서 제 1 조건은 단말이 지원하는 상향 링크 빔 개수 및 너비가 시스템 정보로 수신한 기본 값보다 큰 경우이며, 제 2 조건은 단말이 지원하는 상향 링크 빔 개수 및 너비가 시스템 정보로 수신한 기본 값보다 작은 경우로 정의한다.

단말이 세 번째 시간 구간 동안 하향 링크 수신 빔을 결정하기 위한 응답 메시지를 수신하는 단계 (3g-35);

상기 동작 동안 단말은 하향 링크 스케쥴링 링크를 모니터링 한다.

단말이 상향 링크 전송 빔 정보와 할당된 자원이 포함된 응답 메시지를 수신하는 단계 (3g-40);

이 단계에서 상기 기지국은 상향 링크 전송 빔 별로 수신한 프리앰블의 신호 세기 및 품질을 기반으로 최고의 상향 링크 전송 빔을 지시하는 값(상향 링크 전송 빔 식별자, 또는 해당 빔이 전송된 서브프레임내의 OFDM 심볼 및 심볼 내의 전송 인덱스)를 단말에게 전달한다. 상기 빔의 기준 신호들은 하나의 서브프레임에 포함되며, 심볼 단위로 구분된다. 따라서, 상기 특정 빔 인덱스 값 대신, 상기 서브프레임 내의 심볼 인덱스, 심볼 순서 정보 등이 상기 하향링크 송신 빔 정보로 활용될 수 있다.

단말이 하향 링크 전송 빔 정보가 포함된 메시지를 전송하는 단계 (3g-45);

이 단계에서 상기 단말은 하향 링크 수신 빔 스위핑 과정을 통해 가장 좋은 수신 빔을 결정하고, 가장 좋은 하향 링크 전송 빔을 지시하는 값(하향 링크 전송 빔 식별자, 또는 해당 빔이 전송된 서브프레임내의 OFDM 심볼 및 심볼 내의 전송 인덱스)를 상기 기지국에게 전달한다. 상기 빔의 기준 신호들은 하나의 서브프레임에 포함되며, 심볼 단위로 구분된다. 따라서, 상기 특정 빔 인덱스 값 대신, 상기 서브프레임 내의 심볼 인덱스, 심볼 순서 정보 등이 상기 하향링크 송신 빔 정보로 활용될 수 있다.

상기 메시지는 결정된 상향 링크 전송 빔 자원을 통해 전달된다.

도 3h는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블록 구성을 나타낸 도면이다.

도 3h에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 단말은 RF(Radio Frequency) 처리부(3h-10), 기저대역(baseband) 처리부(3h-20), 저장부(3h-30), 제어부(3h-40)를 포함한다.

상기 RF 처리부(3h-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF 처리부(3h-10)는 상기 기저대역 처리부(3h-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF 처리부(3h-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서는 하나의 안테나만이 도시되었으나, 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF 처리부(3h-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF 처리부(3h-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 빔포밍을 위해, 상기 RF 처리부(3h-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부(3h-10)는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어(layer)를 수신할 수 있다. 상기 RF 처리부(3h-10)는 제어부(3h-40)의 제어에 따라 다수의 안테나 또는 안테나 요소들을 적절하게 설정하여 수신 빔 스위핑을 수행하거나, 수신 빔이 송신 빔과 공조되도록 수신 빔의 방향과 빔 너비를 조정할 수 있다.

기저대역 처리부(3h-20)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(3h-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(3h-20)는 상기 RF 처리부(3h-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식을 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(3h-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(3h-20)는 상기 RF 처리부(3h-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

기저대역 처리부(3h-20) 및 RF 처리부(3h-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역 처리부(3h-20) 및 상기 RF 처리부(3h-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역 처리부(3h-20) 및 상기 RF 처리부(3h-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역 처리부(3h-20) 및 상기 RF 처리부(3h-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 LTE 망, NR 망 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF: super high frequency)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

저장부(3h-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 상기 저장부(3h-30)는 상기 제어부(3h-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

제어부(3h-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(3h-40)는 상기 기저대역 처리부(3h-20) 및 상기 RF 처리부(3h-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(3h-40)는 상기 저장부(3h-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(3h-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(3h-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.

도 3i는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국 혹은 TRP의 블록 구성을 나타낸 도면이다.

도 3i에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국은 RF 처리부(3i-10), 기저대역 처리부(3i-20), 백홀 통신부(3i-30), 저장부(3i-40), 제어부(3i-50)를 포함하여 구성된다.

상기 RF 처리부(3i-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF 처리부(3i-10)는 상기 기저대역 처리부(3i-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF 처리부(3i-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제 1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF 처리부(3i-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF 처리부(3i-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF 처리부(3i-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.

기저대역 처리부(3i-20)는 제 1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(3i-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(3i-20)은 상기 RF 처리부(3i-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역 처리부(3i-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부(3i-20)은 상기 RF 처리부(3i-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역 처리부(3i-20) 및 상기 RF 처리부(3i-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역 처리부(3i-20) 및 상기 RF 처리부(3i-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

통신부(3i-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다.

저장부(3i-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(3i-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(3i-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(3i-40)는 상기 제어부(3i-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

제어부(3i-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(3i-50)는 상기 기저대역 처리부(3i-20) 및 상기 RF 처리부(3i-10)을 통해 또는 상기 백홀 통신부(3i-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(3i-50)는 상기 저장부(3i-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(3i-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

<제3실시예>

도 4a은 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 4a을 참고하면, 상기 무선 통신 시스템은 여러 개의 기지국들 (4a-05)(4a-10)(4a-15)(4a-20)과 MME (Mobility Management Entity)(4a-20) 및 S-GW (Serving-Gateway)(4a-30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(4a-35)은 기지국(4a-05)(4a-10)(4a-15)(4a-20) 및 S-GW(4a-30)을 통해 외부 네트워크에 접속한다.

상기 기지국들(4a-05)(4a-10)(4a-15)(4a-20)은 셀룰러 망의 접속 노드로서 망에 접속하는 단말들에게 무선 접속을 제공한다. 즉, 상기 기지국(4a-05)(4a-10)(4a-15)(4a-20)은 사용자들의 트래픽을 서비스하기 위해 단말들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케쥴링을 하여 상기 단말들과 코어 망(CN, Core network)간에 연결을 지원한다. 상기 MME(4a-25)는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결되며, S-GW(4a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이다. 또한, 상기 MME(4a-25) 및 S-GW(4a-30)는 망에 접속하는 단말에 대한 인증(authentication), 베어러(bearer) 관리 등을 더 수행할 수 있으며 상기 기지국(4a-05)(4a-10)(4a-15)(4a-20)으로부터 도착한 패킷 또는 상기 기지국 (4a-05)(4a-10)(4a-15)(4a-20)으로 전달할 패킷을 처리한다.

도 4b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

도 4b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(4b-05)(4b-40), RLC(Radio Link Control)(4b-10)(4b-35), MAC (Medium Access Control)(4b-15)(4b-30)으로 이루어진다. PDCP(Packet Data Convergence Protocol) (4b-05)(4b-40)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당하고, 무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다) (4b-10)(4b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성한다. MAC(4b-15)(4b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. 물리 계층(4b-20)(4b-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다. 또한 물리 계층에서도 추가적인 오류 정정을 위해, HARQ (Hybrid ARQ) 를 사용하고 있으며, 수신단에서는 송신단에서 전송한 패킷의 수신여부를 1 비트로 전송한다. 이를 HARQ ACK/NACK 정보라 한다. 업링크 전송에 대한 다운링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 물리 채널을 통해 전송되며 다운링크 전송에 대한 업링크 HARQ ACK/NACK 정보는 PUCCH (Physical Uplink Control Channel)이나 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) 물리 채널을 통해 전송될 수 있다.

HARQ 전송방식으로는 비동기식 (asynchronous) HARQ와 동기식 (synchronous) HARQ가 있다. 비동기식 HARQ는 (재)전송이 실패 시 그에 대한 재전송이 발생하는 타이밍이 고정되지 않은 방식이며, 동기식 HARQ에서는 (재)전송이 실패 시 그에 대한 재전송이 발생하는 타이밍이 고정 (예를 들어 8ms)된 방식이다. 또한, 한 단말에 대해 하향링크 및 상향링크에 대해 병렬적으로 복수개의 송수신을 동시에 수행할 수 있으며, 각각의 전송은 HARQ 프로세스 식별자로 구분된다.

한편 비동기식 HARQ에서는 재전송타이밍이 정해져 있지 않기 때문에, 매 재전송 마다, 본 전송이 어떠한 HARQ 프로세스에 속한 것인지와 이 전송이 초기전송인지 재전송인지에 대한 정보를 기지국이 PDCCH (Physical Downlink Control CHannel) 물리채널을 통해 제공한다. 보다 상세히는, 어떠한 HARQ 프로세스에 속한 것인지에 대한 정보는 PDCCH 내에 HARQ Process ID 필드를 통해 전송하며, 초기전송인지 재전송인지에 대한 정보는 PDCCH 내에 NDI (New Data Indicator) 비트를 통해, 해당 비트가 기존 값 대비 변경되지 않은 경우 재전송을 뜻하며, 다른 값으로 변경된 경우 신규 전송임을 뜻한다. 이에 따라, 단말은 기지국이 전송하는 PDCCH 내의 자원할당 정보를 수신하여, 해당 전송에 대한 상세한 사항을 파악하여, 하향링크의 경우 PDSCH (Physical Downlink Shared CHannel) 물리채널을 통해 실제 데이터를 수신하며, 상향링크의 경우 PUSCH (Physical Uplink Shared CHannel) 물리채널을 통해 실제 데이터를 송신한다.

본 도면에 도시하지 않았지만, 단말과 기지국의 PDCP 계층의 상위에는 각각 RRC (Radio Resource Control, 이하 RRC라고 한다) 계층이 존재하며, 상기 RRC 계층은 무선 자원 제어를 위해 접속, 측정 관련 설정 제어 메시지를 주고 받을 수 있다.

도 4c는 본 발명에 참조가 되는 LTE 시스템에서의 랜덤엑세스 절차를 나타내는 도면이다. 본 발명이 적용되는 5G 시스템에서도 유사한 절차와 용어가 사용되므로 이해를 돕기 위해 해당 절차를 간략히 설명한다.

단말 (4c-01)은 기지국에 초기 접속, 재접속, 핸드오버, 그 외에 랜덤 엑세스가 필요한 다양한 경우에 다음과 같은 절차를 수행하여 랜덤 엑세스를 수행한다.

먼저, 단말 (4c-01)은 기지국 (4c-03)으로의 접속을 위해 랜덤 엑세스 프리앰블을 랜덤 엑세스를 위한 물리채널에 전송한다 (4c-11). 상기 물리채널을 LTE 시스템에서는 PRACH (Physical Random Access CHannel)이라 칭하며, 해당 PRACH 자원으로 하나 이상의 단말이 동시에 랜덤 엑세스 프리앰블을 전송하는 경우도 발생할 수 있다. 또한, 상기 랜덤 엑세스 프리앰블은 기지국과 완전히 동기되기 전에 전송하여도 수신이 가능하도록 특별하게 설계된 특정의 시퀀스로 표준에 따라 복수 개의 프리앰블 식별자 (index)가 있을 수 있으며, 만약 복수 개의 프리앰블 식별자가 있는 경우, 상기 단말이 전송하는 프리앰블은 단말이 랜덤하게 선택한 것일 수 있으며, 혹은 기지국이 지정한 특정 프리앰블일 수도 있다.

상기 프리앰블을 기지국이 수신한 경우, 이에 대한 랜덤 엑세스 응답 (Random Access Reponse, 이하 RAR이라 칭함) 메시지를 단말에게 전송한다 (4c-13). 상기 RAR 메시지에는 상기 (4c-01) 단계에 사용된 프리앰블의 식별자 정보를 포함해서, 상향링크 전송 타이밍 보정 정보, 이후 단계 (즉, (4c-15) 단계)에서 사용할 상향링크 자원할당 정보 및 임시 단말 식별자 정보 등이 포함된다. 상기 프리앰블의 식별자 정보는, 예를 들어 (4c-11) 단계에서 복수 개의 단말이 서로 다른 프리앰블을 전송하여 랜덤 엑세스를 시도하는 경우, 상기 RAR 메시지가 어떠한 프리앰블에 대한 응답 메시지인지를 알려주기 위해 전송된다. 상기 상향링크 자원할당 정보는 (4c-15) 단계에서 단말이 사용할 자원의 상세정보 이며, 자원의 물리적 위치 및 크기, 전송시 사용하는 복호화 및 코딩 방법 (modulation and coding scheme), 전송시 전력 조정 정보 등이 포함된다. 상기 임시 단말 식별자 정보는 만약 프리앰블을 전송한 단말이 초기 접속을 하는 경우, 단말이 기지국과의 통신을 위해 기지국에서 할당해준 식별자를 보유하고 있지 않기 때문에, 이를 위해 사용하기 위해 전송되는 값이다.

상기 RAR 메시지는 상기 프리앰블을 보낸 후부터 소정의 시간 이후부터 소정의 기간 내에 전송되어야 하며, 상기의 기간을 RAR window라 한다. 또한 상기 RAR 메시지가 전송될 때에 기지국은 PDCCH를 통해 해당 RAR 메시지를 스케쥴링하며, 해당 스케쥴링 정보는 RA-RNTI (Random Access-Radio Network Temporary Identifier)를 사용해 스크램블링되며, 상기 RA-RNTI는 상기 (4c-11) 메시지를 전송하는데 사용한 PRACH 자원과 매핑되어, 특정 PRACH 자원에 프리앰블을 전송한 단말은, 해당 RA-RNTI를 바탕으로 PDCCH 수신을 시도하여 대응되는 RAR 메시지가 있는지 여부를 판단한다.

상기 RAR 메시지를 수신한 단말은, 상기 RAR 메시지에 할당된 자원에, 전술한 다양한 목적에 따라 다른 메시지를 전송한다 (4c-15). 본 예시 도면에서 세번째 전송되는 메시지로 Msg3라고도 한다 (즉 (4c-11) 단계의 프리앰블을 Msg1, (4c-13) 단계의 RAR을 Msg2라고도 한다.) 단말이 전송하는 상기 Msg3의 예시로는, 초기 접속인 경우 RRC 계층의 메시지인 RRCConnectionRequest 메시지를 전송하며, 재접속인 경우, RRCConnectionReestablishmentRequest 메시지를 전송하며, 핸드오버 시에는, RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지가 전송된다. 혹은 자원요청을 위한 버퍼상태보고 (Buffer Status Report, BSR) 메시지 등이 전송될 수도 있다.

이후, 단말은 만약 초기 전송인 경우에 대해 (즉, Msg3에 단말이 기 할당받은 기지국 식별자 정보가 포함되지 않은 경우 등), 경쟁 해소 메시지를 기지국으로부터 수신받으며 (4c-17), 상기 경쟁 해소 메시지는, 단말이 Msg3에서 전송한 내용이 그대로 포함되어, 만약 (4c-11) 단계에서 동일한 프리앰블을 선택한 복수개의 단말이 있는 경우에도, 어떤 단말에 대한 응답인지에 대해 알릴 수 있다.

도 4d는 본 발명이 적용되는 5G 시스템이 사용하는 프레임 구조의 예시 도면이다.

5G 시스템은 높은 전송속도를 위해 넓은 주파수대역폭을 확보하기 위해 고주파수에서 동작하는 시나리오를 고려할 수 있으며, 고주파수에서는 신호전달에 어려움 때문에 빔 (Beam)을 생성하여 데이터를 전송하는 시나리오를 고려할 수 있다.

이에 따라, 기지국, 혹은 송수신점 (Transmission Reception Point, 이하 TRP) (4d-01)가 셀 내의 단말들 (4d-71)(4d-73)(4d-75)(4d-77)(4d-79)과 통신할 때 서로 다른 빔을 사용하여 통신하는 시나리오를 고려할 수 있다. 즉, 본 예시도면에서는 단말1 (4d-71)은 빔 #1 (4d-51)을 활용하여 통신하며, 단말2 (4d-73)은 빔 #5 (4d-55)을 활용하여 통신하며, 단말3, 4, 5 (4d-75) (4d-77) (4d-79)는 빔 #7 (4d-57)을 통해 통신하는 시나리오를 가정한다.

단말이 TRP와 어떠한 빔을 사용해서 통신하는지를 측정하기 위해, 오버헤드서브프레임 (overhead subframe, osf) (4d-03) 이 시간상으로 존재하며, 상기 osf에서 기지국은 심볼별로 (혹은 여러 심볼에 걸쳐) 각기 다른 빔을 사용하여 기준신호 (reference signal)을 전송한다. 본 예시도면에서는 기지국이 전송하는 빔이 #1 (4d-51) 부터 #12 (4d-62)까지 12개의 빔이 있는 것을 가정하며, 상기 osf에서 매 심볼마다 각기 다른 빔이 스위핑 (sweeping)되어 전송되는 경우를 가정한다. 즉, osf 내에서 각 심볼 별로 (예를 들어 첫번째 심볼 (4d-31)에서 빔#1 (4d-51) 전송) 각각의 빔이 전송되어, 단말은 osf를 측정하여, osf 내에 전송되는 어떤 빔으로부터의 신호가 가장 센지를 측정할 수 있게 된다.

본 예시도면에서는 해당 osf가 25 서브프레임 마다 반복되는 시나리오를 가정하며, 나머지 24개의 서브프레임은 일반 데이터가 송수신되는 데이터 서브프레임 (data subframe, dsf) (4d-05) 이다.

이에 따라, 기지국의 스케쥴링에 따라 상기 단말3, 4, 5 (4d-75) (4d-77) (4d-79)는 빔 #7을 공통으로 사용하여 통신하고 (4d-11), 상기 단말1 (4d-71)은 빔 #1을 사용하여 통신하며 (4d-13), 단말2 (4d-73)은 빔 #5을 활용하여 통신하는 시나리오를 가정한다 (4d-15).

본 예시 도면에서는 기지국의 송신 빔 #1 (4d-51) 부터 #12 (4d-62)에 대해 주로 도식화 하였으나, 상기 기지국의 송신 빔을 수신하기 위한 단말의 수신 빔 (예를 들어, 상기 단말1 (4d-71)의 (4d-81) (4d-83) (4d-85) (4d-87))을 추가로 고려할 수 있다. 본 예시 도면에서 상기 단말1은 4개의 빔 (4d-81) (4d-83) (4d-85) (4d-87)을 갖고 있으며, 어떠한 빔이 가장 좋은 수신 성능을 내는지를 판단하기 위해 빔 스위핑을 수행한다. 이 때, 동시에 여러 빔을 사용할 수 없는 경우, 각 osf에 대해 하나의 수신 빔을 사용하여, 수신 빔 개수 만큼 여러 osf를 수신하여 최적의 기지국의 송신 빔과 단말의 수신 빔을 찾을 수 있다.

도 4e는 본 발명에서 제안하는 랜덤 엑세스를 수행할 때의 프레임 구조의 예시 도면이다. 즉 도 4c에서 전술한 절차를 도 4d와 같은 구조를 갖는 시스템에서 수행하는 절차에 대해 설명한다.

도 4e에서는 TDD를 기준으로 설명하며, 따라서 기지국으로부터의 설정에 따라 하향링크 (DL: 기지국에서 단말로 전송) 서브프레임과 상향링크 (UL: 단말에서 기지국으로 전송) 서브프레임이 동일 주파수에 공존하는 예시 이다. 또한, 특정 UL 서브프레임에서는 도 4c의 (4c-11) 단계의 프리앰블을 전송할 수 있는 PRACH 자원이 존재한다 (4e-11) (4e-13) (4e-15) (4e-17). 상기 PRACH 자원은 한 서브프레임에 걸쳐있을 수 있으며, 혹은 한 서브프레임 내의 일부 심볼 만이 사용될 수 있으며, 본 예시 도면에서는 설명의 편의를 위해 한 서브프레임에 걸쳐있는 경우를 가정하였다.

단말은 랜덤엑세스 절차가 필요할 때 상기 PRACH 자원 가운데 하나를 선택하여 프리앰블을 전송한다. 이에 따라, 기지국은 해당 프리앰블에 대한 응답 메시지 (도 4c의 (4c-13) 단계)를 전송하며, 이는 각 PRACH 자원에 매핑되는 RAR window에서 전송된다. 즉, (4e-11) PRACH 자원에 대응되는 RAR window는 (4e-21) 구간에 해당하며, (4e-13) PRACH 자원에 대응되는 RAR window는 (4e-23) 구간에 해당하며, (4e-15) PRACH 자원에 대응되는 RAR window는 (4e-25) 구간에 해당하며, (4e-17) PRACH 자원에 대응되는 RAR window는 (4e-27) 구간에 해당한다. 상기 각 PRACH 자원과 RAR window까지의 타이밍 (즉, RAR window의 시작점)은 (예를 들어 4e-31) 규격에서 정의한 서브프레임 단위의 길이를 갖는 소정의 값일 수 있으며, 혹은 기지국이 브로드캐스트 하는 시스템정보 메시지 내에서 기지국이 각 PRACH 자원 별로 혹은 하나 이상의 PRACH 자원 세트 (set) 별로 설정하는 소정의 값일 수 있다. 또한, RAR window 크기 역시 규격에서 정의한 서브프레임 단위의 길이를 갖는 소정의 값일 수 있으며, 혹은 기지국이 브로드캐스트 하는 시스템정보 메시지 내에서 기지국이 각 PRACH 자원 별로 혹은 하나 이상의 PRACH 자원 세트 (set) 별로 설정하는 소정의 값일 수 있다. 본 예시 도면에서는 설명의 편의를 위해 각 PRACH 자원이 한 서브프레임에 걸쳐있는 경우를 가정하여, 각각의 PRACH 자원에 대응되는 각각의 RAR window가 서로 다른 시작 시점을 갖는 경우에 대해 도시하였으나, 만약 각 PRACH 자원이 한 서브프레임 내에 서로 다른 심볼에 할당되는 경우, 상기 RAR window는 서로 겹칠 수도 있다 (overlap).

이에 따라, 특정 PRACH 자원에 프리앰블을 전송한 단말은 해당 PRACH 자원에 대응되는 RAR window에서 RAR 메시지를 수신할 수 있다. 상기 RAR 메시지를 수신하기 위해서는 상기 각 PRACH 자원과 대응되는 RA-RNTI를 포함하는 PDCCH 자원 (혹은 그에 상응하는 자원)의 존재 여부를 판단하여, 해당 RAR 메시지가 있는지를 판단한다. 상기 RA-RNTI를 판단하는 방법으로는, 해당 PRACH의 시간상 서브프레임 인덱스 (t_id) 및 주파수 상의 인덱스 (f_id) 등으로 결정할 수 있으며 예를 들어 하기의 수식과 같이 계산할 수 있다.

RA-RNTI = 1 + t_id + 프레임내서브프레임전체갯수*f_id

혹은 상기 각 PRACH 자원에 대응되는 RA-RNTI 값은 기지국이 상기 시스템 정보 메시지 내에서 각 PRACH 자원 혹은 세트 별로 설정하는 소정의 값일 수 있다. 뿐만 아니라, 본 예시 도면에서 도시하지는 않았으나, 만약 각 PRACH 자원이 한 서브프레임 내에 서로 다른 심볼에 할당되는 경우, 각각의 RA-RNTI 값을 계산할 때, 프리앰블을 전송한 PRACH의 심볼 값 (s_id)도 추가적으로 활용될 수 있다. 예를 들어, 하기의 수식과 같이 계산할 수 있다.

RA-RNTI = 1 + s_id+ 서브프레임내심볼전체갯수*t_id + 프레임내서브프레임전체갯수*f_id)

또한, 본 발명에서는 빔 기반의 시스템을 가정하고 있으므로, 단말은 프리앰블 전송을 위해 복수 개의 빔 (예를 들어, 도 4d의 (4d-81) (4d-83) (4d-85) (4d-87))을 사용하여 동일 혹은 다른 프리앰블을 각기 다른 PRACH 자원에 (예를 들어, 도 4e의 (4e-11) (4e-13) (4e-15) (4e-17)) 전송할 수 있다. 이에 따라, 단말은 해당 RAR 메시지를 각각의 PRACH 자원에 대응되는 RAR window (예를 들어, 도 4e의 (4e-21) (4e-23) (4e-25) (4e-27))에서 수신할 수 있다. 상기 RAR 메시지에서는 도 4c에서 전술한 정보 이외에도, 해당 프리앰블을 수신한 수신세기 정보가 포함될 수 있다.

이후, 단말은 수신한 각 RAR 메시지 별로 동일한 Msg3를 전송할 수 있으며, 혹은 각 RAR 메시지 내에 포함된 기지국이 수신한 프리앰블 수신세기 정보 및 상기 RAR 메시지의 수신세기 등에 따라 선택한 RAR로부터 할당받은 하나의 자원으로 Msg3를 전송할 수 있다.

도 4f는 본 발명을 적용한 경우 단말의 동작 순서 예시 도면이다.

휴지모드에 있는 단말은 도 4d에서 전술한바와 같이 기지국으로부터 전송되는 하향링크 빔신호를 측정하여 소정의 조건을 만족하는 최상의 하향링크 전송 빔과 단말의 하향링크 수신 빔 조합을 선택하고 (4f-03), 단말은 해당 선택한 빔에 캠프-온 (camp-on)을 하여, 이후 해당 빔으로부터 기지국이 전송하는 페이징 메시지를 모니터링 할 수 있다 (4f-05). 상기 페이징 메시지는 네트워크로부터 단말에게 전송하고자 하는 데이터 (전화 포함)이 있는 경우, 이를 단말에게 알려주는데 사용되는 메시지이다.

또한, 단말은 상기 선택한 기지국의 하향링크 빔으로부터 시스템 정보를 수신하여, 랜덤엑세스를 하기 위해 프리앰블을 전송할 수 있는 상향링크 PRACH 자원 정보 (자원의 주파수 및 시간상의 위치 및 크기)와 각 PRACH 자원에 매핑되는 RAR window의 시작 시점 및 시간 상의 크기에 대한 정보를 획득한다 (4f-07). 상기 PRACH 자원은 한 서브프레임에 걸쳐있을 수 있으며, 혹은 한 서브프레임 내의 일부 심볼 만이 사용될 수 있다. RAR window 역시 서브프레임 단위로 시그널링될 수 있다.

이후, 단말이 보낼 데이터가 생기거나, 하향링크로 페이징을 수신하는 등의 경우, 단말은 랜덤엑세스를 수행하기 위해, 상기 시스템 정보로부터 획득한 정보로부터, 사용할 PRACH 자원들을 선택한다 (4f-09). 단말은 선택한 PRACH 자원들에 프리앰블들을 전송하며, 이 때 단말은 각 PRACH 자원에 상향링크 전송 빔을 회전하여 프리앰블을 전송한다 (4f-11).

이후, 단말은 상기 수신한 RAR window의 시작 지점 및 시간상 길이 정보에 따라, 전송한 각 프리앰블에 대해 해당 RAR window 구간 동안 해당 PRACH 자원에 해당하는 RA-RNTI를 사용하여 RAR 이 전송되는 지 여부를 모니터링한다 (4f-13).

이를 통해 단말은 하나 혹은 복수 개의 RAR 메시지를 수신할 수 있다 (4f-15). 상기 RAR 메시지에는 단말이 사용한 상향링크 송신 빔 정보, Msg3 전송을 위한 자원 할당 정보, 상기 (4f-11) 단계에서 전송한 프리앰블에 대한 기지국의 수신 파워정보 등이 포함될 수 있다.

상기 포함된 정보를 활용하여 단말은 만약 복수 개의 RAR을 수신한 경우, 어떤 RAR을 선택할 지를 판단하고 (4f-17), 사용하기로 선택한 RAR 메시지 내의 Msg3 전송을 위한 자원 할당 정보를 사용하여 Msg3를 전송한다 (4f-19). 상기 Msg3 내에는 단말이 선호하는 하향링크 송신 빔에 대한 정보가 포함될 수 있다. 또한, 상기 Msg3는 상기 RAR 메시지 내에 포함된 상향링크 송신 빔을 사용하여 전송할 수 있다.

도 4g는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블록 구성을 도시한다.

상기 도 4g를 참고하면, 상기 단말은 RF (Radio Frequency) 처리부 (4g-10), 기저대역 (baseband) 처리부 (4g-20), 저장부 (4g-30), 제어부 (4g-40)를 포함한다.

상기 RF처리부 (4g-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부 (4g-10)는 상기 기저대역처리부 (4g-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(4g-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도 4g에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부 (4g-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부 (4g-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부 (4g-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다.

상기 기저대역처리부 (4g-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부 (4g-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부 (4g-20)은 상기 RF처리부 (4g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(4g-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(4g-20)은 상기 RF처리부(4g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 기저대역처리부 (4g-20) 및 상기 RF처리부 (4g-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부 (4g-20) 및 상기 RF처리부 (4g-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부 (4g-20) 및 상기 RF처리부(4g-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

상기 저장부 (4g-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다.

상기 제어부 (4g-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부 (4g-40)는 상기 기저대역처리부 (4g-20) 및 상기 RF처리부 (4g-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(4g-40)는 상기 저장부(4g-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부 (4g-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부 (4g-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP (communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP (application processor)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부 (4g-40)는 다중 연결 모드로 동작하기 위한 처리를 수행하는 다중연결처리부 (4g-42)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부(4g-40)는 상기 단말이 상기 도 4f에 도시된 단말의 동작에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라 단말의 제어부 (4g-40)는 단말의 RF 처리부 및 기저대역 처리부로 하여금 선택한 PRACH 자원으로 소정의 프리앰블을 전송하도록 지시하며, 이후 정해진 구간에서 RAR 메시지(들)이 수신된 경우, 하나의 RAR 메시지를 선택하여 해당 자원으로 Msg3를 전송하도록 지시할 수 있다.

본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

<제4실시예>

본 발명은 차세대 이동 통신 시스템(NR or 5G)과 LTE가 인터워킹하여 단말을 서비스하는 통신 환경에서 단말이 NR과 LTE에 Power Headroom Report (이하 PHR)를 효율적으로 구성하여 보고하는 방법 및 장치에 관한 것으로 단말 동작은 아래 단계들로 구성된다

-단말이 RRC 제어 메시지를 LTE의 서빙셀(Serving cell)로부터 수신하여 NR의 서빙 셀 혹은 서빙 빔(Serving cell or Serving beam)을 설정하는 단계 혹은 단말이 RRC 제어 메시지를 NR의 서빙 셀 혹은 서빙 빔(Serving cell or Serving beam)으로부터 수신하여 LTE의 서빙셀(Serving cell)을 설정하는 단계

-단말이 NR에서 사용할 초기 상향 링크 전송 파워를 결정하기 위해서 첫 번째 절차(예를 들면 랜덤액세스)를 NR의 서빙 셀 혹은 서빙 빔에 수행하는 단계 혹은 단말이 LTE에서 사용할 초기 상향 링크 전송 파워를 결정하기 위해서 첫 번째 절차(예를 들면 랜덤액세스)를 LTE의 서빙 셀에 수행하는 단계

-단말의 NR을 위한 엔터티(entity)에서 PHR을 트리거링(Triggering) 하는 조건이 만족하는 단계 혹은 단말의 LTE를 위한 엔터티(entity)에서 PHR을 트리거링하는 조건이 만족하는 단계

-LTE의 서빙 셀에서 미리 설정된 PHR 트리거링 조건이 만족하면 단말이 PHR 포맷 1 혹은 포맷 2 혹은 포맷 3 혹은 포맷 4 혹은 포맷 5를 생성하고 이를 LTE 서빙 셀 중의 하나에 전송하는 단계

-NR의 서빙 빔 혹은 셀에서 미리 설정된 PHR 트리거링 조건이 만족하면 단말이 PHR 포맷 1 혹은 포맷 2 혹은 포맷 3 혹은 포맷 4 혹은 포맷 5를 생성하고 이를 NR 서빙 빔 혹은 셀 중의 하나에 전송하는 단계

-상기 PHR 포맷 1 혹은 포맷 2 혹은 포맷 3 혹은 포맷 4 혹은 포맷 5의 PHR은 단말이 LTE 기지국에게 보고하기 위해서 첫 번째 시간 단위 동안 측정된 LTE의 서빙 셀의 PH(Power Headroom) 혹은 두 번째 시간 단위 동안 측정된 NR의 서빙 빔 혹은 셀의 PH(Power Headroom)을 포함할 수 있다.

-상기 PHR 포맷 1 혹은 포맷 2 혹은 포맷 3 혹은 포맷 4 혹은 포맷 5의 PHR은 단말이 NR 기지국에게 보고하기 위해서 세 번째 시간 단위 동안 측정된 NR의 서빙 빔 혹은 셀의 PH(Power Headroom) 혹은 네 번째 시간 단위 동안 측정된 LTE의 서빙 셀의 PH( Power Headrom)을 포함할 수 있다.

-상기 첫 번째 시간 단위, 두 번째 시간 단위, 세 번째 시간 단위, 네 번째 시간 단위는 서로 모두 같거나, 일부만 같거나, 모두 다 다를 수 있다. 예를 들면 두 번째 시간 단위와 세 번째 시간 단위가 같을 수 있다.

이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 5a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 5a을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하NR NB)(5a-10) 과 NR CN (5a-05, New Radio Core Network)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말)(5a-15)은 NR NB(5a-10) 및 NR CN (5a-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 5a에서 NR NB(5a-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB (Evolved Node B)에 대응된다. NR NB는 NR UE(5a-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR NB(5a-10)가 담당한다. 하나의 NR NB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 기존 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. NR CN (5a-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. NR CN는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME (5a-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB (5a-30)과 연결된다.

NR에서는 기존 LTE 보다 증가된 데이터 전송 속도를 지원하는 것을 목표로 한다. NR에서 데이터 전송 속도를 높이기 위한 방법으로, 6GHz 이상의 주파수 대역에 존재하는 넓은 주파수 대역을 사용하여 신호를 전송하는 방법이 고려되고 있다. 즉, 28GHz 대역, 또는 60GHz 대역과 같이 millimeter wave(이하 mmWave)대역을 사용하여 전송률을 증대하는 것을 고려하고 있다. mmWave를 위해 고려되는 주파수 대역은 거리당 신호 감쇄 크기가 상대적으로 크기 때문에 커버리지 확보를 위해서는 다중 안테나를 사용하여 생성된 지향성 빔(directional beam)기반의 전송이 요구된다. 지향성 빔 기반 전송은 빔이 형성되지 않은 위치에서는 신호를 송신 또는 수신 하기 어려운 문제가 발생하고 이를 극복하기 위해 빔 스위핑이란 기법이 사용된다. 빔 스위핑이란, 송신 장치가 일정한 빔 너비(beam width)를 가지는 지향성 빔을 순차적으로 스위핑해서 혹은 회전시키면서 전송해서 상기 송신 장치의 빔 도달 거리 내에 있는 수신 장치에게 빔이 수신되도록 하는 기법이다. 예를 들어 TRP (5b-05 Transmission Reception Point, 네트워크에서 무선 신호를 송수신하는 장치이며 5G NB일 수도 있고, 5G NB와 연결된 장치일 수도 있다)는 임의의 시점 t1에 소정의 너비를 가지는 지향성 빔을 소정의 방향으로 전송하고, t2에 동일한 너비를 가지는 지향성 빔을 다른 방향으로 전송하는 등 소정의 기간 동안 상기 빔이 전 방향을 망라하도록 한다. 결과적으로 기지국이 전송한 하향 링크 신호는 t9에 단말 (5b-15)에게 도달하고, t4에 단말(5b-10)에 도달한다.

상기 빔 스위핑은 기지국이 단말에게 적용할 지향성 빔의 방향을 모를 때 주로 사용되며, 유휴 상태 단말 (idle 상태 단말)에게 전송할 공통 오버 헤드 신호는 상기 빔 스위핑을 통해 전송된다.

빔의 효율을 높이기 위해 송신 지향성 빔뿐만 아니라 수신 지향성 빔도 사용될 수 있다. 수신 지향성 빔이 사용될 경우 송신 빔의 지향성/방향과 수신 빔의 지향성/방향이 서로 동조되어야 한다. 예컨대, 단말이 송신 빔의 영역에 위치한다 하더라도, 수신 빔의 지향성이 송신 빔의 지향성과 동조되지 않으면(5b-20), 단말은 송신 빔을 수신하지 못한다. 반면 송신 빔의 지향성과 수신 빔의 지향성이 동조될 경우 (5b-25), 수신 빔을 사용하지 않는 경우에 비해 훨씬 높은 효율로 데이터를 송수신할 수 있다.

수신 장치는 송신 빔과 동조하는 수신 빔을 찾기 위해서, 동일한 송신 빔에 대해서 서로 다른 수신 빔을 적용해서 가장 우수한 수신 품질을 제공하는 수신 빔을 탐색한다. 이 과정을 수신 빔 스위핑이라 한다.

지향성 빔 혹은 아날로그 빔 혹은 하이브리드 빔이 사용되는 이동 통신 시스템에서는 상기 공통 오버 헤드 신호를 특정 서브 프레임에서 빔 스위핑 전송하는 한 편, 또 다른 서브 프레임에서는 단일 방향의 지향성 빔을 사용해서 특정 단말과 사용자 데이터를 송수신할 수 있다.

상기 오버헤드 신호를 수납한 서브 프레임 (5c-05 이하 OSF, Overhead subframe)은 일정한 주기(5c-10)로 반복 전송된다. 하나의 서브 프레임은 복수 개의 심볼로 구성되며, OSF에서는 심볼 하나 당 하나의 지향성 빔이 전송된다. 예컨대 OSF의 첫번째 심볼(5c-15)이 t1에, 두번째 심볼(5c-20)이 t2에, 11번째 심볼(5c-25)이 t11에 대응되고 각 심볼 별로 동일한 빔 너비를 가지지만 다른 영역을 커버하고 다른 방향으로 지향성이 설정된 지향성 빔 (혹은 아날로그 빔)이 전송된다.

OSF의 각 심볼 별로 아래 오버 헤드 신호가 전송될 수 있다.

-PSS(Primary Synchronization Signal), SSS (Secondary Synchronization signal) 등 하향 링크 동기 수립을 위한 신호

-각 빔 별 수신 신호 세기 혹은 수신 신호 품질을 측정할 수 있는 빔 기준 신호 (이하 Beam Reference Signal, BRS)

-시스템 정보, MIB(Master Information Block) 혹은 PBCH (Physical Broadcast Channel)

-PBCH에는 단말이 시스템에 액세스하기 위해 필수적인 정보, 예를 들어 하향 링크 빔의 대역폭, 시스템 프레임 번호 등이 수납된다.

참고로 PLMN 식별자는 MIB가 아닌 다른 채널을 통해 방송될 수 있다.

상기 주기적으로 전송되는 OSF가 아닌 서브 프레임에서는 연속된 여러 개의 심볼에 걸쳐서 동일한 빔이 전송되고 상기 빔을 통해 특정 연결 상태 단말에 대한 사용자 데이터가 전송될 수 있다. 이하 상기 서브 프레임을 DSF (5c-30, Data Subframe)이라 명명한다.

도 5d은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템에서 기지국 내 캐리어 어그리게이션(carrier aggregation) 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5d을 참조하면, 하나의 기지국은 일반적으로 여러 주파수 대역에 걸쳐서 다중 캐리어들을 송출하고 수신할 수 있다. 예를 들어 기지국(5d-01)으로부터 순방향 중심 주파수가 f1인 캐리어(5d-05)와 순방향 중심 주파수가 f2인 캐리어(5d-10)가 송출될 때, 하나의 단말이 상기 두 개의 캐리어들 중 하나의 캐리어를 이용해서 데이터를 송/수신할 수 있다. 또한 캐리어 어그리게이션 능력을 가지고 있는 단말은 동시에 여러 개의 캐리어들을 통해 데이터를 송/수신할 수 있다. 기지국(5d-01)은 캐리어 어그리게이션 능력을 가지고 있는 단말(5d-02)에 대해서는 상황에 따라 더 많은 캐리어들을 할당함으로써 상기 단말(5d-02)의 전송 속도를 높일 수 있다. 상기와 같이 하나의 기지국이 송출하고 수신하는 순방향 캐리어와 상향 링크 캐리어들을 어그리게이션하는 것을 “기지국 내 캐리어 어그리게이션”이라고 한다. 그러나 경우에 따라서 도 5d에 도시된 바와는 달리 서로 다른 기지국들에서 송출되고 수신되는 순방향 캐리어들과 역방향 캐리어들을 어그리게이션하는 것이 필요할 수 있다.

도 5d에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템에서 기지국 내 캐리어 어그리게이션 동작에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 5e를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템에서 기지국간 캐리어 어그리게이션 동작에 대해서 설명하기로 한다.

도 5e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템에서 기지국 간 캐리어 어그리게이션 동작을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 5e를 참조하면, 기지국1(5e-01)은 중심 주파수가 f1인 캐리어를 송/수신하고 기지국2(5e-02)는 중심 주파수가 f2인 캐리어를 송/수신할 때, 단말(5e-03)이 순방향 중심 주파수가 f1인 캐리어와 순방향 중심 주파수가 f2 캐리어를 어그리게이션(결합)하면, 하나의 단말이 둘 이상의 기지국으로부터 송/수신되는 캐리어들을 어그리게이션하는 결과로 이어진다. 본 발명의 일 실시 예에서는 이를 “기지국 간(inter-ENB) 캐리어 어그리게이션(혹은 기지국 간 CA(Carrier Aggregation))”이라고 명명한다. 본 발명의 일 실시 예에서는 기지국간 캐리어 어그리게이션을 다중 연결 (Dual Connectivity; DC, 이하 “DC”라 칭하기로 한다)이라 한다.

예를 들어 다중 연결(DC)이 설정되었다는 것은 기지국 간 캐리어 어그리게이션이 설정되었다는 것, 하나 이상의 셀 그룹이 설정되었다는 것, 보조 셀 그룹(SCG: Secondary Cell Group)가 설정되었다는 것, 서빙 기지국이 아닌 다른 기지국의 제어를 받는 세컨더리 셀(SCell: Secondary Cell, 이하 “SCell”이라 칭하기로 한다)이 적어도 하나 설정되었다는 것, pSCell(primary SCell)이 설정되어 있다는 것, 서빙 eNB (SeNB: Serving eNB, 이하 “SeNB“라 칭하기로 한다)를 위한 MAC 엔터티(entity)가 설정되어 있다는 것, 단말에 2 개의 MAC 엔터티들이 설정되어 있다는 것 등을 의미한다.

한편, 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 빈번하게 사용될 용어들에 대해서 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

전통적인 의미로 하나의 기지국이 송출하는 하나의 순방향 캐리어와 상기 기지국이 수신하는 하나의 상향 링크 캐리어가 하나의 셀을 구성한다고 할 때, 캐리어 어그리게이션이란 단말이 동시에 여러 개의 셀을 통해서 데이터를 송수신하는 것으로 이해될 수도 있다. 이때, 최대 전송 속도와 어그리게이트되는 캐리어들의 수는 양의 상관 관계를 가진다.

이하 본 발명의 실시 예들에 있어서 단말이 임의의 순방향 캐리어를 통해 데이터를 수신하거나 임의의 상향 링크 캐리어를 통해 데이터를 전송한다는 것은 상기 캐리어를 특징짓는 중심 주파수와 주파수 대역에 대응되는 셀에서 제공하는 제어 채널과 데이터 채널을 이용해서 데이터를 송/수신한다는 것과 동일한 의미를 가진다. 본 발명의 실시 예들에서는 특히 캐리어 어그리게이션을 '다수의 서빙 셀이 설정된다'는 것으로 표현할 것이며, 프라이머리 서빙 셀(이하 PCell)과 세컨더리 서빙 셀(이하 SCell), 혹은 활성화된 서빙 셀 등의 용어를 사용할 것이다. 상기 용어들은 LTE 이동 통신 시스템에서 사용되는 그대로의 의미를 가진다. 본 발명의 실시 예들에서는 캐리어, 컴포넌트(component) 캐리어, 서빙 셀 등의 용어가 혼용된다는 점에 유의하여야만 한다.

본 발명의 실시 예들에서는 동일한 기지국에 의해서 제어되는 서빙 셀들의 집합을 셀 그룹 혹은 캐리어 그룹 (Cell Group, Carrier Group; CG, 이하 “CG”라 칭하기로 한다)으로 정의한다. 상기 셀 그룹은 다시 마스터 셀 그룹 (Master Cell Group; MCG, 이하 “MCG”라 칭하기로 한다)과 세컨더리 셀 그룹 (Secondary Cell Group; SCG, 이하 “SCG”라 칭하기로 한다)로 구분된다.

상기 MCG란 PCell을 제어하는 기지국(이하 마스터 기지국, MeNB)에 의해서 제어되는 서빙 셀들의 집합을 의미하며, 상기 SCG란 PCell을 제어하는 기지국이 아닌 기지국, 다시 말해서 SCell들만을 제어하는 기지국(이하 슬레이브 기지국, SeNB)에 의해서 제어되는 서빙 셀들의 집합을 의미한다. 특정 서빙 셀이 MCG에 속하는지 SCG에 속하는지는 해당 서빙 셀을 설정하는 과정에서 기지국이 단말에게 알려준다.

하나의 단말에는 하나의 MCG와 하나 혹은 하나 이상의 SCG가 설정될 수 있으며, 본 발명의 실시예들에서는 설명의 편의상 하나의 SCG가 설정되는 경우만 고려하지만, 하나 이상의 SCG가 설정되더라도 본 발명의 내용이 별다른 가감 없이 그대로 적용될 수 있다. PCell과 SCell은 단말에 설정되는 서빙 셀의 종류를 나타내는 용어이다. PCell과 SCell 사이에는 몇 가지 차이점이 있는데, 예를 들어 PCell은 항상 활성화 상태를 유지하지만, SCell은 기지국의 지시에 따라 활성화 상태와 비활성화 상태를 반복한다. 단말의 이동성은 PCell을 중심으로 제어되며, SCell은 데이터 송수신을 위한 부가적인 서빙 셀로 이해할 수 있다. 본 발명의 실시 예들에서의 PCell과 SCell은 LTE 규격 36.331이나 36.321 등에서 정의된 PCell과 SCell을 의미한다.

본 발명의 실시 예들에서는 매크로 셀(macro cell)과 피코 셀(pico cell)이 혼재한 상황을 고려한다. 상기 매크로 셀은 매크로 기지국에 의해서 제어되는 셀로서, 비교적 넓은 영역에서 서비스를 제공한다. 반면, 상기 피코 셀은 SeNB에 의해서 제어되는 셀로서, 통상적으로 매크로 셀에 비해서 현저하게 좁은 영역에서 서비스를 제공한다. 상기 매크로 셀과 피코 셀을 구분하는 엄격한 기준이 있는 것은 아니지만 예를 들어 매크로 셀의 영역은 반경 500 m 정도, 피코 셀의 영역은 반경 수십 m 정도로 가정할 수 있다. 본 발명의 실시 예들에서는 피코 셀과 스몰 셀을 혼용한다.

다시, 도 5e를 참조하면, 기지국1(5e-01)이 MeNB이고, 기지국2(5e-02)가 SeNB라면, 중심 주파수 f1인 서빙 셀(5e-05)이 MCG에 속하는 서빙 셀이고 중심 주파수 f2인 서빙 셀(5e-10)이 SCG에 속하는 서빙 셀이다. 이러한 용어들의 주요한 사용 목적은 어떠한 셀이 특정 단말의 PCell을 제어하는 기지국의 제어를 받는지 구분하기 위한 것이며, 상기 셀이 특정 단말의 PCell을 제어하는 기지국의 제어를 받는 경우와 그렇지 않은 경우에 대해 단말과 해당 셀의 동작 방식이 달라질 수 있다. 단말에는 하나 혹은 하나 이상의 SCG가 설정될 수 있다.

통상적인 기지국 내 CA에서 단말은 PCell의 물리 업링크 제어 채널(PUCCH: Physical Uplink Control Channel, 이하 “PUCCH”라 칭하기로 한다)를 통해, PCell에 대한 하이브리드 자동 반복 요구(HARQ: Hybrid Automatic Repeat reQuest, 이하 “HARQ”라 칭하기로 한다) 피드백과 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information, 이하 “CSI”라 칭하기로 한다) 뿐만 아니라 SCell에 대한 HARQ 피드백과 CSI도 전송한다. 이는 상향 링크 동시 전송이 불가능한 단말에 대해서도 CA 동작을 적용하기 위해서이다.

기지국 간 CA 동작(다중 연결 (Dual connectivity))의 경우, SCG SCell들의 HARQ 피드백과 CSI를 PCell의 PUCCH를 통해 전송하는 것은, 현실적으로 불가능할 수 있다. HARQ 피드백은 HARQ 라운드 트립 시간(RTT: Round Trip Time, 이하 “RTT “라 칭하기로 한다)(통상 8 ms) 내에 전달되어야 하는데, MeNB와 SeNB 사이의 전송 지연이 HARQ RTT 보다 길 수도 있기 때문이다. 상기 문제점 때문에 SCG에 속하는 SCell 중 한 셀에 PUCCH 전송 자원이 설정되고, 상기 PUCCH를 통해 SCG SCell들에 대한 HARQ 피드백과 CSI 등이 전송된다. 상기 특별한 SCell을 pSCell (primary SCell)로 명명한다.

본 발명에서 기지국 간 CA 동작는 서로 다른 기지국 간 다중 연결(Dual connectivity)과 혼용되어 사용될 수 있다. 서로 다른 기지국이랑 LTE 시스템 간의 서로 다른 기지국 일 수 있으며, NR 시스템 간의 서로 다른 기지국일 수 있으며, LTE 시스템과 NR 시스템 간의 서로 다른 기지국을 나타낼 수 있다.

도 5f와 도 5g는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간 다중 연결 동작을 개략적으로 도시하는 도면이다.

차세대 이동 통신 시스템(이하 NR 시스템)에서는 하나의 기지국이 여러 개의 TRP(Transmission and Reception point)를 가지고 있을 수 있다. 각 TRP는 디지털 빔형성 혹은 하이브리드 빔 형성 혹은 아날로그 빔형성 기술을 통해 NR 시스템의 기지국이 단말에게 보내려고 하는 데이터를 전송할 수 있다. 각 TRP는 한 시간 단위에 하나의 빔을 형성할 수 있으며, 여러 개의 빔을 형성할 수 있다. 하지만 본 발명에서는 설명의 편의를 위해서 각 TRP는 한 시간 단위에 하나의 빔을 형성할 수 있다고 가정한다. 각 TRP가 형성하는 빔은 같은 주파수를 사용할 수도 있고, 서로 다른 주파수를 사용할 수도 있다.

도 5f와 도 5g를 참조하면, NR TRP1(5f-01) 혹은 NR TRP2(5f-02)가 다중 연결 기술의 MeNB일 수 있고, LTE 기지국(5f-03)이 다중 연결 기술의 SeNB일 수 있다. 반대로 NR TRP1(5f-01) 혹은 NR TRP2(5f-02)가 다중 연결 기술의 SeNB일 수 있고, LTE 기지국(5f-03)이 다중 연결 기술의 MeNB일 수 있다. 각 TRP에서 생성된 빔들(5f-05, 5f-10)은 MCG에 속하는 서빙 빔들일 수 있고, 중심 주파수 f1인 서빙 셀(5f-15)는 SCG에 속하는 서빙 셀일 수 있다. 반대로 각 TRP에서 생성된 빔들(5f-05, 5f-10)은 SCG에 속하는 서빙 빔들일 수 있고, 중심 주파수 f1인 서빙 셀(5f-15)는 MCG에 속하는 서빙 셀일 수 있다. 단말(5f-04)는 다중 접속 기술을 이용하여 하나 이상의 LTE 시스템의 기지국들과 하나 이상의 NR 시스템의 TRP들로부터 동시에 서비스 받을 수 있다. 단말(5f-04)은 여러 개의 송수신 빔을 형성할 수 있다.

역방향 전송은 다른 셀의 역방향에 간섭을 초래하기 때문에 역방향 전송 출력은 적절한 수준으로 유지되어야 한다. 이를 위해서 단말은 역방향 전송을 수행함에 있어서 소정의 함수를 이용해서 역방향 전송 출력을 산출하고, 산출된 역방향 전송 출력으로 역방향 전송을 수행한다. 예컨대, 단말은 할당 받은 전송 자원의 양과 적용할 MCS (Modulation Coding Scheme) 레벨 등의 스케줄링 정보와 경로 손실 값 등의 채널 상황을 추정할 수 있는 입력 값들을 상기 소정의 함수에 입력해서 요구 역방향 전송 출력 값을 산출하고, 상기 계산된 요구 역방향 전송 출력 값을 적용해서 역방향 전송을 수행한다. 단말이 적용할 수 있는 역방향 전송 출력 값은 단말의 최대 전송 값에 의해서 제한되며 계산된 요구 전송 출력 값이 단말의 최대 전송 값을 초과하면 단말은 최대 전송 값을 적용해서 역방향 전송을 수행한다. 이 경우 충분한 역방향 전송 출력을 적용하지 못하기 때문에 역방향 전송 품질 열화가 발생할 수 있다. 기지국은 요구 전송 출력이 최대 전송 출력을 초과하지 않도록 스케줄링을 수행하는 것이 바람직하다. 그러나 경로 손실 등의 몇 몇 파라미터는 기지국이 파악할 수 없기 때문에, 단말은 필요시 가용 전송 출력 메시지 (PHR, Power Headroom Report, 이하 PHR)라는 것을 전송해서 자신의 가용 전송 출력(PH, Power Headroom, 이하 PH) 상태를 기지국에 보고한다.

LTE 시스템 혹은 NR 시스템의 가용 전송 출력에 영향을 미치는 요소로는 1) 할당 받은 전송 자원의 양, 2) 역방향 전송에 적용할 MCS, 3) 연관된 순방향 캐리어의 경로 손실, 4) 출력 조정 명령의 누적값, 5) 기지국 혹은 단말이 형성할 수 있는 빔 개수, 6) 기지국 혹은 단말이 형성할 수 있는 빔의 폭(Width), 7) 기지국 혹은 단말의 (최대) 빔 이득(gain), 8) 기지국 혹은 단말의 안테나 이득(antenna gain or array gain), 9) 기지국 혹은 단말의 안테나 패턴(antenna pattern or antenna configuration), 10) 기지국 혹은 단말의 빔 형성 세밀함(resolution), 11) 기지국 혹은 단말의 최대 전송 파워, 12) 기지국 혹은 단말의 빔 스위핑 길이(sweeping length) 등을 포함할 수 있다. 상기 값들은 역방향 캐리어 별로 다를 수 있으므로, 한 단말에 다수의 역방향 캐리어들 혹은 빔들이 집적되면 역방향 캐리어 별로 혹은 역방향 빔별로 PHR 전송 여부를 설정하는 것이 올바르다. 그렇지만, 효율적인 PHR 전송을 위해, 하나의 역방향 캐리어 혹은 빔에서 다수의 역방향 캐리어들 혹은 빔들에 대한 PH들을 모두 보고할 수도 있다. 운용 전략에 따라, 실제 PUSCH 전송이 일어나지 않은 캐리어에 대한 PH가 필요할 수도 있다. 따라서, 이와 같은 경우에 하나의 역방향 캐리어에서 다수의 약방향 캐리어에 대한 PH들을 모두 보고하는 방법은 더 효율적일 수 있다. 예를 들어 설명하면 하나의 PHR에 포함될 다수의 PH들은 미리 정해진 순서에 따라 구성될 것이다. 만약 한 단말에 5개의 역방향 캐리어들 혹은 빔들이 집적되어 있고, 이 중 하나의 역방향 캐리어 혹은 빔에만 해당 5개의 역방향 캐리어에 대한 PH을 모두 전송할 수 있도록 설정할 수 있다.

LTE 시스템에서 PHR은 연결된 순방향 캐리어의 경로 손실이 소정의 기준 값 이상으로 변경되거나, prohibit PHR timer가 만료되거나 또는 PHR을 생성한 후 소정의 기간이 경과하면 트리거될 수 있다. NR 시스템에서 PHR은 1) 경로 손실(path loss) 변경, 2) 소정의 타이머 만료, 3) 빔의 변경(빔 식별자로 구분할 수 있다), 4) 빔의 폭 변경, 5) 빔의 이득 변경, 6) 안테나 패턴의 변경, 7) 기타 빔 관련 설정 변경이 있을 경우, PHR이 트리거될 수 있다. 단말은 PHR이 트리거 (trigger)되더라도 PHR을 즉시 전송하지 않고, 역방향 전송이 가능한 시점, 예를 들어 역방향 전송 자원이 할당되는 시점까지 대기한다. 이는 PHR이 아주 신속하게 처리되어야 하는 정보는 아니기 때문이다.

도 5h는 본 발명의 실시 예 1로서 LTE 시스템 혹은 NR 시스템으로부터 하나의 서빙 셀(캐리어) 혹은 하나의 서빙 빔으로부터 서비스를 받고 있을 때 하나의 서빙 셀 혹은 하나의 서빙 빔으로 보내는 PHR 구성을 나타낸 도면이다.

도 5h에서 단말은 PHR이 트리거된 후 첫 번째 역방향 전송에 상기 PHR을 포함시켜서 전송한다. PHR은 MAC 계층의 제어 정보(MAC CE, MAC control element)이며 크기는 8 비트이다. PHR의 첫 번째 2 비트는 사용되지 않으며 나머지 6 비트는 -23 dB에서 40 dB 사이의 범위 중 하나를 지시하는 용도로 사용되며 이것이 단말의 가용 전송 출력을 지시할 수 있다. 도 5h는 본 발명의 일 실시 예로서 PHR 구성을 보이고 있다. MAC PDU는 크게 header 부분 (5h-05)과 payload 부분 (5h-10) 으로 나누어진다. 또한 header 부분은 여러 sub-header들로 구성되며, 각 sub-header들은 payload에 포함된 데이터에 대한 정보, 즉 데이터의 종류을 나타내는 아이디 (LCID), 데이터의 크기 (L) 등을 지시한다. PHR 역시 MAC PDU에 포함되어 기지국에 전달된다. PHR이 전달하기 위해, header에는 PHR와 관련된 하나의 sub-header (5h-15)가 추가된다. 이 sub-header에는 LTE 시스템 혹은 NR 시스템의 하나의 서빙 셀(캐리어) 혹은 하나의 서빙 빔에 대한 PHR을 나타내는 첫 번째 PHR 포맷 1(PHR Format 1)로 특정 LCID가 할당될 수 있다. PHR의 크기가 고정된 값일 경우, PHR을 위한 sub-header에는 데이터의 크기를 나타내는 정보는 포함되지 않을 수 있다. Sub-header와 함께, payload에는 1 바이트의 PHR (5h-20)이 포함된다. PHR의 첫 번째 2 비트는 사용되지 않으며 나머지 6 비트는 -23 dB에서 40 dB 사이의 범위 중 하나를 지시하는 용도로 사용되며 이것이 단말의 가용 전송 출력을 지시할 수 있다.

만약 여러 개의 셀(캐리어)들 혹은 여러 개의 빔들이 집적(aggregation)된 LTE 시스템 혹은 NR 시스템에서 여러 개의 서빙 셀(캐리어)들 혹은 여러 개의 서빙 빔들에 대한 PH을 보고해야 할 경우, 이들을 하나의 PHR에 모아서 전송할 수 있다. 이러한 방법은 각 셀(캐리어) 별 혹은 각 빔별로 PH을 전송하는 것에 비교하여 시그널 오버헤드를 줄일 수 있으며, 실제 PUSCH 전송이 없는 셀(캐리어) 혹은 빔에 대해서도 PH 정보를 얻을 수도 있다.

도 5i는 본 발명의 일 실시 예로서 LTE 시스템 혹은 NR 시스템으로부터 여러 개의 서빙 셀(캐리어)들 혹은 여러 개의 서빙 빔들로부터 서비스를 받고 있을 때 하나의 PHR에 다수의 서빙 셀(캐리어)들 혹은 다수의 서빙 빔들에 대한 PH들을 한꺼번에 수납하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5i은 하나의 PHR에 다수의 셀(캐리어)들 혹은 다수의 빔들에 대한 PH들을 한꺼번에 수납하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 한 단말이 4개의 셀(캐리어)들 혹은 빔들을 이용할 때, CC1 혹은 빔1(5i-15)에서 다른 3개의 CC들 혹은 빔들에 대한 PH들까지 함께 전달될 수 있다. CC1 혹은 빔1(5i-15)에서 전송되는 MAC PDU (5i -10)에는 하나의 PHR(5i-05)이 포함되며, 그 PHR에는 CC1(혹은 빔1)~CC4(혹은 빔4)까지의 모든 PH들이 포함될 수 있다.

본 발명에서는 일 실시 예로서 도 5f와 도 5g에서처럼 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간의 다중 연결 기술을 통해 단말이 서비스 받을 때 단말이 PH 정보를 효율적으로 구성하여 전송하는 방법을 제안한다.

도 5j는 본 발명의 실시 예 2로서 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간의 다중 연결 기술을 통해 단말이 서비스를 받고 있을 때 단말이 LTE 기지국의 다수의 서빙 셀(캐리어)들 혹은 NR 기지국의 다수의 서빙 빔들에 대한 PHR을 LTE 기지국 혹은 NR 기지국에게 전송할 때 PH 정보를 구성하는 PHR 포맷 2(PHR Format 2)를 나타낸 도면이다.

도 5j에서는 도 f와 도 g와 같은 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간의 다중 연결 시나리오를 고려한다. 상기 시나리오에서 단말은 LTE 기지국을 위한 MAC 엔터티(entity)와 NR 기지국을 위한 MAC 엔터티를 독립적으로 가질 수 있다. 따라서 LTE 기지국을 위한 PHR을 트리거링 하는 조건과 NR 기지국을 위한 PHR을 트리거링하는 조건이 다를 수 있다. LTE 기지국을 위한 PHR을 트리거링 하는 조건은 서비스 받는 순방향 셀(캐리어)의 경로 손실이 소정의 기준 값 이상으로 변경되거나, prohibit PHR timer가 만료되거나 또는 PHR을 생성한 후 소정의 기간이 경과하는 경우일 수 있다. NR 기지국을 위한 PHR을 트리거링 하는 조건은 1) 서비스 받는 셀(캐리어) 혹은 빔의 경로 손실(path loss) 변경, 2) 소정의 타이머 만료, 3) 빔의 변경(빔 식별자로 구분할 수 있다), 4) 빔의 폭 변경, 5) 빔의 이득 변경, 6) 안테나 패턴의 변경, 7) 기타 빔 관련 설정 변경이 있을 경우가 될 수 있다. 또한 LTE 기지국으로 보내기 위한 PHR의 구성에서 LTE 기지국의 셀(캐리어)의 PH를 계산하기 위한 시간 단위를 시간 단위 1(Time unit 1)이라고 NR 기지국으로 보내기 위한 PHR의 구성에서 NR 기지국의 빔 혹은 셀의 PH를 계산하기 위한 시간 단위를 시간 단위 3(Time unit 3)이라고 할 수 있다. 이 때 시간 단위 1, 시간 단위 3는 서로 다를 수 있으며 같을 수도 있다.

단말에서 LTE 기지국을 위한 PHR이 트리거링되면 단말은 PHR 정보를 LTE 기지국에게 전송하기 위해 PHR 정보를 구성할 수 있다. 상기 PHR 정보는 실시 예 2(도 5j)에서 PHR 포맷 2(PHR Format 2)로 정의될 수 있다. 상기 포맷 2에서는 LTE 기지국의 셀(캐리어)에 대한 PH만을 포함할 수 있다. 상기 PHR 포맷 2(PHR Format 2)은 다수의 셀(캐리어)에 대한 PH 정보로 구성되며, 각 셀(캐리어)에 대한 PH 정보는 선별적으로 요구될 수 있다. 따라서 PHR의 크기는 상황에 따라 변화할 수 있다. 실시 예 2에서는 이러한 특징을 고려하여, PHR 서브 헤더(sub-header)에 크기를 나타내는 값 L필드를 새로 정의할 수 있다(5j-15). 또한 뒷 부분에 또 다른 헤더의 유무를 지시해주는 E 필드를 정의할 수 있으며, 서브 헤더에 상응하는 데이터 혹은 MAC CE(control element)의 크기가 소정의 값보다 크고 작음을 지시하는 F필드 값이 정의될 수도 있다(5j-15). 또한 실시 예 2에서는 이에 추가하여 페이로드(payload, 5j-10)의 PHR 구성에 비트맵을 추가시켜 실제 활성화된(activated) 셀(캐리어)들 중, PH 정보 전송이 이루어지는 셀(캐리어)을 표기할 수 있다(5j-20). 이는 좀 더 효율적으로 PH 정보를 전달할 수 있도록 도와준다. PHR 서브 헤더(sub-header)에는 실시 예 2의 PHR(PHR Format 2)임을 지시하는 새로운 LCID를 정의하고 적용할 수 있다. 또한 앞서 설명하였듯이, 확장된 PHR의 크기는 가변적이므로 그 크기를 가늠할 수 있도록, 첫번째 소정의 바이트(5j-20)에 각 셀(캐리어)의 PH 정보의 포함 여부를 나타내는 정보가 포함될 수 있다. 이는 비트맵 형태로 구성되며, 제어 정보와 데이터를 송수신하는 셀(예를 들면 PCell)의 PH가 포함되는지와 PCell의 Type2 PH가 포함되는지를 나타낼 수 있다. 본 발명에서 타입 1(Type 1)의 PH를 그냥 편의상 PH라고 지칭하며 타입 2(Type 2) PH는 타입 2(Type 2) PH라고 지칭한다. 본 발명에서 타입 1과 타입 2는 다음과 같이 정의될 수 있다. 타입 2 PH의 경우, PUCCH 채널과 PUSCH 채널에 신호를 동시에 전송하는 경우로써, 이 두 채널의 송신 전력을 고려하여 가용 전송 전력 (PH)를 계산한다. 따라서 제어 정보와 데이터를 송수신할 수 있는 셀(예를 들면 PCell)의 Type 2 PH는 역방향 링크에서 제어 정보 전송 채널(PUCCH 채널)과 데이터 전송 채널(PUSCH 채널)을 동시에 사용할 때 적용되며 아래 수식과 같이 정의될 수 있다. .

Type 2 PH = P_cmax - P_PUSCH - P_PUCCH (수식 1)

타입 1 PH의 경우, PUSCH 채널에서만 신호를 전송하는 송신 전력을 고려하여 가용 전송 전력(PH)를 계산한다. 따라서 제어 정보와 데이터를 송신하는 셀(예를 들면 PCell) 및 데이터를 송수신하는 셀(예를 들면 SCell)의 Type 1 PH는 역방향 링크에서 PUSCH 하나만 사용될 때 적용되며 아래 수식과 같이 정의될 수 있다.

Type 1 PH = P_cmax - P_PUSCH (수식 2)

일반적으로 제어 정보를 송수신하는 셀(예를 들면 PCell)의 PH는 항상 포함된다고 가정할 수 있으며, 이 경우에는 이를 위한 비트맵을 따로 할당할 필요가 없을 수도 있다(5j-20). 또한, 데이터를 송수신하는 셀(예를 들면 SCell)들의 PH가 포함되는지도 비트맵으로 나타낼 수 있다. 데이터를 송수신하는 셀(예를 들면 SCell)에서는 제어 정보와 데이터를 송수신하는 셀(예를 들면 PCell)과 달리 PUSCH와 PUCCH을 동시에 전송할 수 없기 때문에 타입 2(Type 2) PH가 존재하지 않고 타입 1(Type 1) PH만을 가질 수 있다. 하지만 필요에 따라 네트워크에 의해 설정된다면 데이터를 송수신하는 셀(SCell)에서도 타입 2(Type 2) PH를 가질 수 있다. 연속된 바이트에서 각 셀(캐리어)의 PH 정보를 수록하는 순서는 [제어 정보와 데이터를 송수신하는 셀(예를 들면 PCell)의 타입 2 PH → 제어 정보와 데이터를 송수신하는 셀(예를 들면 PCell)의 타입 1 PH → 데이터를 송수신하는 셀(예를 들면 SCell) index의 오름차순으로 해당 PH들]로 할 수 있다(5j-25, 5j-30, 5j-35, 5j-40).

상기 PHR 포맷 2에서 PH를 포함하는 5j-25, 5j-30, 5j-35, 5j-40와 같은 소정의 바이트들은 각각 Pcmax를 포함할 수 있다. 상기 Pcmax는 상기 보고되는 PH에 해당하는 셀(캐리어)에서 사용될 수 있는 단말의 최대 파워를 나타낼 수 있다. 또한 상기 PHR 포맷 2에서 PH를 포함하는 5j-25, 5j-30, 5j-35, 5j-40와 같은 소정의 바이트들은 각각 특정 비트들을 포함할 수 있다. 상기 특정 비트들은 PH를 보고하려 하는 셀(캐리어)의 실제 전송 파워에 대한 측정값을 사용할 수 없는 경우, 참조값(reference value)을 사용하는 지 여부를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 단말기의 근접 센서를 통해 인체에 가까워졌을 때 전자파의 피해를 감소시키기 위해 전송파워를 줄였는지 여부를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 보고하려는 PH가 LTE 시스템의 셀(캐리어)에 대한 것인지 NR 시스템의 빔 혹은 셀에 관한 것인지를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 보고하려는 PH가 어떤 시간 단위로 계산되었는 지를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 보고하려는 PH의 계산 방법에 대한 정보를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며 나중에 사용되기 위해 예약된 비트들을 포함할 수 있다. 상기 도면에서 RAT1은 단말이 LTE 기지국에게 PHR을 보고할 때는 LTE 시스템을 나타내며, 단말이 NR 기지국에게 PHR을 보고할 때는 NR 시스템을 나타낼 수 있다. .

단말에서 NR 기지국을 위한 PHR이 트리거링되면 단말은 PHR 정보를 NR 기지국에게 전송하기 위해 PHR 정보를 구성할 수 있다. 상기 PHR 정보는 실시 예 2(도 5j)에서 PHR 포맷 2(PHR Format 2)로 정의될 수 있다. 상기 포맷 2에서는 NR 기지국의 빔 혹은 셀에 대한 PH만을 포함할 수 있다. 상기 PHR 포맷 2(PHR Format 2)은 다수의 빔 혹은 셀에 대한 PH 정보로 구성되며, 각 빔 혹은 셀에 대한 PH 정보는 선별적으로 요구될 수 있다. 따라서 PHR의 크기는 상황에 따라 변화할 수 있다. 실시 예 2에서는 이러한 특징을 고려하여, PHR 서브 헤더(sub-header)에 크기를 나타내는 값 L필드를 새로 정의할 수 있다(5j-15). 또한 뒷 부분에 또 다른 헤더의 유무를 지시해주는 E 필드를 정의할 수 있으며, 서브 헤더에 상응하는 데이터 혹은 MAC CE(control element)의 크기가 소정의 값보다 크고 작음을 지시하는 F필드 값이 정의될 수도 있다(5j-15). 또한 실시 예 2에서는 이에 추가하여 페이로드(payload, 5j-10)의 PHR 구성에 비트맵을 추가시켜 실제 활성화된(activated) 빔 혹은 셀들 중, PH 정보 전송이 이루어지는 빔 혹은 셀을 표기할 수 있다(5j-20). 이는 좀 더 효율적으로 PH 정보를 전달할 수 있도록 도와준다. PHR 서브 헤더(sub-header)에는 실시 예 2의 PHR(PHR Format 2)임을 지시하는 새로운 LCID를 정의하고 적용할 수 있다. 또한 앞서 설명하였듯이, 확장된 PHR의 크기는 가변적이므로 그 크기를 가늠할 수 있도록, 첫번째 소정의 바이트(5j-20)에 각 빔 혹은 셀의 PH 정보의 포함 여부를 나타내는 정보가 포함될 수 있다. 이는 비트맵 형태로 구성되며, 제어 정보와 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀의 PH가 포함되는지와 상기 빔 혹은 셀의 Type2 PH가 포함되는지를 나타낼 수 있다. 본 발명에서 타입 1(Type 1)의 PH를 그냥 편의상 PH라고 지칭하며 타입 2(Type 2) PH는 타입 2(Type 2) PH라고 지칭한다. 본 발명에서 타입 1과 타입 2는 다음과 같이 정의될 수 있다. 타입 2 PH의 경우, 제어 정보 전송 채널(PUCCH 채널)과 데이터 전송 채널(PUSCH 채널)에 신호를 동시에 전송하는 경우로써, 이 두 채널의 송신 전력을 고려하여 가용 전송 전력 (PH)을 계산한다. 따라서 제어 정보와 데이터를 송수신할 수 있는 빔 혹은 셀의 Type 2 PH는 역방향 링크에서 제어 정보 전송 채널(PUCCH 채널)과 데이터 전송 채널(PUSCH 채널)을 동시에 사용할 때 적용되며 아래 수식과 같이 정의될 수 있다. .

Type 2 PH = P_cmax - P_PUSCH - P_PUCCH (수식 1)

타입 1 PH의 경우, PUSCH 채널에서만 신호를 전송하는 송신 전력을 고려하여 가용 전송 전력(PH)를 계산한다. 따라서 제어 정보와 데이터를 송신하는 빔 혹은 셀 및 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀의 Type 1 PH는 역방향 링크에서 PUSCH 채널 하나만 사용될 때 적용되며 아래 수식과 같이 정의될 수 있다.

Type 1 PH = P_cmax - P_PUSCH (수식 2)

일반적으로 제어 정보와 데이터 정보를 송수신하는 빔 혹은 셀의 PH는 항상 포함된다고 가정할 수 있으며, 이 경우에는 이를 위한 비트맵을 따로 할당할 필요가 없을 수도 있다(5j-20). 또한, 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀들의 PH가 포함되는지도 비트맵으로 나타낼 수 있다. 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀에서는 제어 정보와 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀과 달리 PUSCH와 PUCCH을 동시에 전송할 수 없기 때문에 타입 2(Type 2) PH가 존재하지 않고 타입 1(Type 1) PH만을 가질 수 있다. 하지만 필요에 따라 네트워크에 의해 설정된다면 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀에서도 타입 2(Type 2) PH를 가질 수 있다. 연속된 바이트에서 각 빔 혹은 셀의 PH 정보를 수록하는 순서는 [제어 정보와 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀의 타입 2 PH → 제어 정보와 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀의 타입 1 PH → 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀 index의 오름차순으로 해당 PH들]로 할 수 있다(5j-25, 5j-30, 5j-35, 5j-40).

상기 PHR 포맷 2에서 PH를 포함하는 5j-25, 5j-30, 5j-35, 5j-40와 같은 소정의 바이트들은 각각 Pcmax를 포함할 수 있다. 상기 Pcmax는 상기 보고되는 PH에 해당하는 빔 혹은 셀에서 사용될 수 있는 단말의 최대 파워를 나타낼 수 있다. 또한 상기 PHR 포맷 2에서 PH를 포함하는 5j-25, 5j-30, 5j-35, 5j-40와 같은 소정의 바이트들은 각각 특정 비트들을 포함할 수 있다. 상기 특정 비트들은 PH를 보고하려 하는 빔 혹은 셀의 실제 전송 파워에 대한 측정값을 사용할 수 없는 경우, 참조값(reference value)을 사용하는 지 여부를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 단말기의 근접 센서를 통해 인체에 가까워졌을 때 전자파의 피해를 감소시키기 위해 전송파워를 줄였는지 여부를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 보고하려는 PH가 LTE 시스템의 셀(캐리어)에 대한 것인지 NR 시스템의 빔 혹은 셀에 관한 것인지를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 보고하려는 PH가 어떤 시간 단위로 계산되었는 지를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 보고하려는 PH의 계산 방법에 대한 정보를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 단말기의 송수신 빔의 방향, 빔의 폭, 빔의 이득, 안테나 패턴 등 빔 관련 정보를 포함하는 비트들을 포함할 수 있으며, PH가 측정되거나 혹은 PHR을 보내는 서브프레임 번호, 심볼 번호 등의 정보를 포함할 수 있으며, 나중에 사용되기 위해 예약된 비트들을 포함할 수 있다. 상기 도면에서 RAT1은 단말이 LTE 기지국에게 PHR을 보고할 때는 LTE 시스템을 나타내며, 단말이 NR 기지국에게 PHR을 보고할 때는 NR 시스템을 나타낼 수 있다.

도 5k는 본 발명의 실시 예 3으로서 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간의 다중 연결 기술을 통해 단말이 서비스를 받고 있을 때 단말이 LTE 기지국의 다수의 서빙 셀(캐리어)들 혹은 NR 기지국의 다수의 서빙 빔들에 대한 PHR을 LTE 기지국 혹은 NR 기지국에게 전송할 때 PH 정보를 구성하는 PHR 포맷 3(PHR Format 3)를 나타낸 도면이다.

도 5k에서는 도 f와 도 g와 같은 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간의 다중 연결 시나리오를 고려한다. 상기 시나리오에서 단말은 LTE 기지국을 위한 MAC 엔터티(entity)와 NR 기지국을 위한 MAC 엔터티를 독립적으로 가질 수 있다. 따라서 LTE 기지국을 위한 PHR을 트리거링 하는 조건과 NR 기지국을 위한 PHR을 트리거링하는 조건이 다를 수 있다. LTE 기지국을 위한 PHR을 트리거링 하는 조건은 서비스 받는 순방향 셀(캐리어)의 경로 손실이 소정의 기준 값 이상으로 변경되거나, prohibit PHR timer가 만료되거나 또는 PHR을 생성한 후 소정의 기간이 경과하는 경우일 수 있다. NR 기지국을 위한 PHR을 트리거링 하는 조건은 1) 서비스 받는 셀(캐리어) 혹은 빔의 경로 손실(path loss) 변경, 2) 소정의 타이머 만료, 3) 빔의 변경(빔 식별자로 구분할 수 있다), 4) 빔의 폭 변경, 5) 빔의 이득 변경, 6) 안테나 패턴의 변경, 7) 기타 빔 관련 설정 변경이 있을 경우가 될 수 있다. 또한 LTE 기지국으로 보내기 위한 PHR의 구성에서 LTE 기지국의 셀(캐리어)의 PH를 계산하기 위한 시간 단위를 시간 단위 1(Time unit 1)이라고 하고 NR 기지국의 빔 혹은 셀의 PH를 계산하기 위한 시간 단위를 시간 단위 2(Time unit 2)라고 할 수 있다. NR 기지국으로 보내기 위한 PHR의 구성에서 NR 기지국의 빔 혹은 셀의 PH를 계산하기 위한 시간 단위를 시간 단위 3(Time unit 3)이라고 하고 LTE 기지국의 셀(캐리어)의 PH를 계산하기 위한 시간 단위를 시간 단위 4(Time unit 4)라고 할 수 있다. 이 때 시간 단위 1, 시간 단위 2, 시간 단위 3, 시간 단위 4는 서로 다 다를 수 있으며, 일부 혹은 전부는 같을 수도 있다. 예를 들면 시간 단위 2와 시간 단위 3은 같을 수 있다.

단말에서 LTE 기지국 혹은 NR 기지국을 위한 PHR이 트리거링되면 단말은 PHR 정보를 LTE 기지국 혹은 NR 기지국에게 전송하기 위해 PHR 정보를 구성할 수 있다. 상기 PHR 정보는 실시 예 3(도 5k)에서 PHR 포맷 3(PHR Format 3)으로 정의될 수 있다. 상기 포맷 3에서는 LTE 기지국의 셀(캐리어)에 대한 PH 혹은 NR 기지국의 빔 혹은 셀에 대한 PH를 포함할 수 있다. 상기 PHR 포맷 3(PHR Format 3)은 다수의 빔 혹은 셀에 대한 PH 정보로 구성되며, 각 빔 혹은 셀에 대한 PH 정보는 선별적으로 요구될 수 있다. 따라서 PHR의 크기는 상황에 따라 변화할 수 있다. 실시 예 3에서는 이러한 특징을 고려하여, PHR 서브 헤더(sub-header)에 크기를 나타내는 값 L필드를 새로 정의할 수 있다(5k-15). 또한 뒷 부분에 또 다른 헤더의 유무를 지시해주는 E 필드를 정의할 수 있으며, 서브 헤더에 상응하는 데이터 혹은 MAC CE(control element)의 크기가 소정의 값보다 크고 작음을 지시하는 F필드 값이 정의될 수도 있다(5k-15). 또한 실시 예 3에서는 이에 추가하여 페이로드(payload, 5k-10)의 PHR 구성에 비트맵을 추가시켜 실제 활성화된(activated) 빔 혹은 셀들 중, PH 정보 전송이 이루어지는 빔 혹은 셀을 표기할 수 있다(5k-20). 이는 좀 더 효율적으로 PH 정보를 전달할 수 있도록 도와준다. PHR 서브 헤더(sub-header)에는 실시 예 3의 PHR(PHR Format 3)임을 지시하는 새로운 LCID를 정의하고 적용할 수 있다. 또한 앞서 설명하였듯이, 확장된 PHR의 크기는 가변적이므로 그 크기를 가늠할 수 있도록, 첫번째 소정의 바이트(5k-20)에 각 빔 혹은 셀의 PH 정보의 포함 여부를 나타내는 정보가 포함될 수 있다. 이는 비트맵 형태로 구성되며, 제어 정보와 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀의 PH가 포함되는지와 Type2 PH가 포함되는지를 나타낼 수 있다. 본 발명에서 타입 1(Type 1)의 PH를 그냥 편의상 PH라고 지칭하며 타입 2(Type 2) PH는 타입 2(Type 2) PH라고 지칭한다. 본 발명에서 타입 1과 타입 2는 다음과 같이 정의될 수 있다. 타입 2 PH의 경우, PUCCH 채널과 PUSCH 채널에 신호를 동시에 전송하는 경우로써, 이 두 채널의 송신 전력을 고려하여 가용 전송 전력 (PH)를 계산한다. 따라서 제어 정보와 데이터를 송수신할 수 있는 빔 혹은 셀의 Type 2 PH는 역방향 링크에서 제어 정보 전송 채널(PUCCH 채널)과 데이터 전송 채널(PUSCH 채널)을 동시에 사용할 때 적용되며 아래 수식과 같이 정의될 수 있다. .

Type 2 PH = P_cmax - P_PUSCH - P_PUCCH (수식 1)

타입 1 PH의 경우, PUSCH 채널에서만 신호를 전송하는 송신 전력을 고려하여 가용 전송 전력(PH)를 계산한다. 따라서 제어 정보와 데이터를 송신하는 빔 혹은 셀 및 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀의 Type 1 PH는 역방향 링크에서 PUSCH 하나만 사용될 때 적용되며 아래 수식과 같이 정의될 수 있다.

Type 1 PH = P_cmax - P_PUSCH (수식 2)

일반적으로 제어 정보를 송수신하는 빔 혹은 셀의 PH는 항상 포함된다고 가정할 수 있으며, 이 경우에는 이를 위한 비트맵을 따로 할당할 필요가 없을 수도 있다(5k-20). 또한, 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀들의 PH가 포함되는지도 비트맵으로 나타낼 수 있다. 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀에서는 제어 정보와 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀과 달리 PUSCH와 PUCCH을 동시에 전송할 수 없기 때문에 타입 2(Type 2) PH가 존재하지 않고 타입 1(Type 1) PH만을 가질 수 있다. 하지만 필요에 따라 네트워크에 의해 설정된다면 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀에서도 타입 2(Type 2) PH를 가질 수 있다. 연속된 바이트에서 각 셀(캐리어)의 PH 정보를 수록하는 순서는 [제어 정보와 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀의 타입 2 PH → 제어 정보와 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀의 타입 1 PH → 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀 index의 오름차순으로 해당 PH들]로 할 수 있다(5k-25, 5k-30, 5k-35, 5k-40, 5k-45, 5k-50).

상기 PHR 포맷 3에서 PH를 포함하는 5k-25, 5k-30, 5k-35, 5k-40, 5k-45, 5k-50와 같은 소정의 바이트들은 각각 Pcmax를 포함할 수 있다. 상기 Pcmax는 상기 보고되는 PH에 해당하는 빔 혹은 셀에서 사용될 수 있는 단말의 최대 파워를 나타낼 수 있다. 또한 상기 PHR 포맷 3에서 PH를 포함하는 5k-25, 5k-30, 5k-35, 5k-40, 5k-45, 5k-50와 같은 소정의 바이트들은 각각 특정 비트들을 포함할 수 있다. 상기 특정 비트들은 PH를 보고하려 하는 셀(캐리어)의 실제 전송 파워에 대한 측정값을 사용할 수 없는 경우, 참조값(reference value)을 사용하는 지 여부를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 단말기의 근접 센서를 통해 인체에 가까워졌을 때 전자파의 피해를 감소시키기 위해 전송파워를 줄였는지 여부를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 보고하려는 PH가 LTE 시스템의 셀(캐리어)에 대한 것인지 NR 시스템의 빔 혹은 셀에 관한 것인지를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 보고하려는 PH가 어떤 시간 단위로 계산되었는 지를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 보고하려는 PH의 계산 방법에 대한 정보를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 단말기의 송수신 빔의 방향, 빔의 폭, 빔의 이득, 안테나 패턴 등 빔 관련 정보를 포함하는 비트들을 포함할 수 있으며, PH가 측정되거나 혹은 PHR을 보내는 서브프레임 번호, 심볼 번호 등의 정보를 포함할 수 있으며, 나중에 사용되기 위해 예약된 비트들을 포함할 수 있다. 상기 도면에서 RAT1과 RAT2는 각각 LTE 시스템 혹은 NR 시스템을 나타낼 수 있다. 예를 들면 단말이 LTE 기지국에게 PHR을 보낼 때 RAT1은 LTE 시스템을 나타내고, RAT2는 NR 시스템을 나타낼 수 있다. 반대로 단말이 NR 기지국에게 PHR을 보낼 때 RAT1의 NR 시스템을 나타내고, RAT2는 LTE 시스템을 나타낼 수 있다.

도 5l은 본 발명의 실시 예 4로서 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간의 다중 연결 기술을 통해 단말이 서비스를 받고 있을 때 단말이 LTE 기지국의 다수의 서빙 셀(캐리어)들 혹은 NR 기지국의 다수의 서빙 빔들에 대한 PHR을 LTE 기지국 혹은 NR 기지국에게 전송할 때 PH 정보를 구성하는 PHR 포맷 4(PHR Format 4)를 나타낸 도면이다.

도 5l의 PHR 포맷 4는 도 5k의 PHR 포맷 3과 비교할 때 5l-20과 5l-25를 제외한 나머지가 모두 동일하다. 다른 점은 도 5k의 PHR 포맷 3에서는 RAT1과 RAT2의 실제 활성화된(activated) 빔 혹은 셀들 중, PH 정보 전송이 이루어지는 빔 혹은 셀을 비트맵으로 표시할 때 5k-20의 소정의 바이트에 모두 함께 표시를 하는 반면, 도 5l의 PHR 포맷 4에서는 RAT1의 실제 활성화된(activated) 빔 혹은 셀들 중, PH 정보 전송이 이루어지는 빔 혹은 셀과 RAT2의 실제 활성화된(activated) 빔 혹은 셀들 중, PH 정보 전송이 이루어지는 빔 혹은 셀들에 대한 표시를 각각 5l-20 과 5l-25와 같이 구분하여 표시할 수 있는 점이 다르다. 상기 도면에서 RAT1과 RAT2는 각각 LTE 시스템 혹은 NR 시스템을 나타낼 수 있다.

도 5m은 본 발명의 실시 예 5로서 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간의 다중 연결 기술을 통해 단말이 서비스를 받고 있을 때 단말이 LTE 기지국의 다수의 서빙 셀(캐리어)들 혹은 NR 기지국의 다수의 서빙 빔들에 대한 PHR을 LTE 기지국 혹은 NR 기지국에게 전송할 때 PH 정보를 구성하는 PHR 포맷 5(PHR Format 5)를 나타낸 도면이다.

도 5m에서는 도 f와 도 g와 같은 LTE 시스템의 기지국과 NR 시스템의 기지국 간의 다중 연결 시나리오를 고려한다. 상기 시나리오에서 단말은 LTE 기지국을 위한 MAC 엔터티(entity)와 NR 기지국을 위한 MAC 엔터티를 독립적으로 가질 수 있다. 따라서 LTE 기지국을 위한 PHR을 트리거링 하는 조건과 NR 기지국을 위한 PHR을 트리거링하는 조건이 다를 수 있다. LTE 기지국을 위한 PHR을 트리거링 하는 조건은 서비스 받는 순방향 셀(캐리어)의 경로 손실이 소정의 기준 값 이상으로 변경되거나, prohibit PHR timer가 만료되거나 또는 PHR을 생성한 후 소정의 기간이 경과하는 경우일 수 있다. NR 기지국을 위한 PHR을 트리거링 하는 조건은 1) 서비스 받는 셀(캐리어) 혹은 빔의 경로 손실(path loss) 변경, 2) 소정의 타이머 만료, 3) 빔의 변경(빔 식별자로 구분할 수 있다), 4) 빔의 폭 변경, 5) 빔의 이득 변경, 6) 안테나 패턴의 변경, 7) 기타 빔 관련 설정 변경이 있을 경우가 될 수 있다. 또한 LTE 기지국으로 보내기 위한 PHR의 구성에서 LTE 기지국의 셀(캐리어)의 PH를 계산하기 위한 시간 단위를 시간 단위 1(Time unit 1)이라고 하고 NR 기지국의 빔 혹은 셀의 PH를 계산하기 위한 시간 단위를 시간 단위 2(Time unit 2)라고 할 수 있다. NR 기지국으로 보내기 위한 PHR의 구성에서 NR 기지국의 빔 혹은 셀의 PH를 계산하기 위한 시간 단위를 시간 단위 3(Time unit 3)이라고 하고 LTE 기지국의 셀(캐리어)의 PH를 계산하기 위한 시간 단위를 시간 단위 4(Time unit 4)라고 할 수 있다. 이 때 시간 단위 1, 시간 단위 2, 시간 단위 3, 시간 단위 4는 서로 다 다를 수 있으며, 일부 혹은 전부는 같을 수도 있다. 예를 들면 시간 단위 2와 시간 단위 3은 같을 수 있다.

단말에서 LTE 기지국 혹은 NR 기지국을 위한 PHR이 트리거링되면 단말은 PHR 정보를 LTE 기지국 혹은 NR 기지국에게 전송하기 위해 PHR 정보를 구성할 수 있다. 상기 PHR 정보는 실시 예 5(도 5m)에서 PHR 포맷 5(PHR Format 5)으로 정의될 수 있다. 상기 포맷 5에서는 LTE 기지국의 셀(캐리어)에 대한 PH 혹은 NR 기지국의 빔 혹은 셀에 대한 PH를 포함할 수 있다. 상기 PHR 포맷 5(PHR Format 5)은 다수의 빔 혹은 셀에 대한 PH 정보로 구성되며, 각 빔 혹은 셀에 대한 PH 정보는 선별적으로 요구될 수 있다. 따라서 PHR의 크기는 상황에 따라 변화할 수 있다. 실시 예 5에서는 이러한 특징을 고려하여, PHR 서브 헤더(sub-header)에 크기를 나타내는 값 L필드를 새로 정의할 수 있다(5m-15). 또한 뒷 부분에 또 다른 헤더의 유무를 지시해주는 E 필드를 정의할 수 있으며, 서브 헤더에 상응하는 데이터 혹은 MAC CE(control element)의 크기가 소정의 값보다 크고 작음을 지시하는 F필드 값이 정의될 수도 있다(5m-15). 또한 실시 예 2에서는 이에 추가하여 페이로드(payload, 5m-10)의 PHR 구성에 비트맵을 추가시켜 실제 활성화된(activated) 빔 혹은 셀들 중, PH 정보 전송이 이루어지는 빔 혹은 셀을 표기할 수 있다(5m-20). 이는 좀 더 효율적으로 PH 정보를 전달할 수 있도록 도와준다. PHR 서브 헤더(sub-header)에는 실시 예 5의 PHR(PHR Format 3)임을 지시하는 새로운 LCID를 정의하고 적용할 수 있다. 또한 앞서 설명하였듯이, 확장된 PHR의 크기는 가변적이므로 그 크기를 가늠할 수 있도록, 첫번째 소정의 바이트(5m-20)에 각 빔 혹은 셀의 PH 정보의 포함 여부를 나타내는 정보가 포함될 수 있다. 이는 비트맵 형태로 구성되며, 제어 정보와 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀의 PH가 포함되는지와 Type2 PH가 포함되는지를 나타낼 수 있다. 본 발명에서 타입 1(Type 1)의 PH를 그냥 편의상 PH라고 지칭하며 타입 2(Type 2) PH는 타입 2(Type 2) PH라고 지칭한다. 본 발명에서 타입 1과 타입 2는 다음과 같이 정의될 수 있다. 타입 2 PH의 경우, PUCCH 채널과 PUSCH 채널에 신호를 동시에 전송하는 경우로써, 이 두 채널의 송신 전력을 고려하여 가용 전송 전력 (PH)를 계산한다. 따라서 제어 정보와 데이터를 송수신할 수 있는 빔 혹은 셀의 Type 2 PH는 역방향 링크에서 제어 정보 전송 채널(PUCCH 채널)과 데이터 전송 채널(PUSCH 채널)을 동시에 사용할 때 적용되며 아래 수식과 같이 정의될 수 있다. .

Type 2 PH = P_cmax - P_PUSCH - P_PUCCH (수식 1)

타입 1 PH의 경우, PUSCH 채널에서만 신호를 전송하는 송신 전력을 고려하여 가용 전송 전력(PH)를 계산한다. 따라서 제어 정보와 데이터를 송신하는 빔 혹은 셀 및 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀의 Type 1 PH는 역방향 링크에서 PUSCH 하나만 사용될 때 적용되며 아래 수식과 같이 정의될 수 있다.

Type 1 PH = P_cmax - P_PUSCH (수식 2)

일반적으로 제어 정보를 송수신하는 빔 혹은 셀의 PH는 항상 포함된다고 가정할 수 있으며, 이 경우에는 이를 위한 비트맵을 따로 할당할 필요가 없을 수도 있다(5m-20). 또한, 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀들의 PH가 포함되는지도 비트맵으로 나타낼 수 있다. 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀에서는 제어 정보와 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀과 달리 PUSCH와 PUCCH을 동시에 전송할 수 없기 때문에 타입 2(Type 2) PH가 존재하지 않고 타입 1(Type 1) PH만을 가질 수 있다. 하지만 필요에 따라 네트워크에 의해 설정된다면 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀에서도 타입 2(Type 2) PH를 가질 수 있다. 연속된 바이트에서 각 셀(캐리어)의 PH 정보를 수록하는 순서는 [제어 정보와 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀의 타입 2 PH → 제어 정보와 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀의 타입 1 PH → 데이터를 송수신하는 빔 혹은 셀 index의 오름차순으로 해당 PH들]로 할 수 있다(5m-25, 5m-30, 5m-35).

상기 PHR 포맷 3에서 PH를 포함하는 5m-25, 5m-30, 5m-35와 같은 소정의 바이트들은 각각 Pcmax를 포함할 수 있다. 상기 Pcmax는 상기 보고되는 PH에 해당하는 빔 혹은 셀에서 사용될 수 있는 단말의 최대 파워를 나타낼 수 있다. 또한 상기 PHR 포맷 3에서 PH를 포함하는 5m-25, 5m-30, 5m-35와 같은 소정의 바이트들은 각각 특정 비트들을 포함할 수 있다. 상기 특정 비트들은 PH를 보고하려 하는 셀(캐리어)의 실제 전송 파워에 대한 측정값을 사용할 수 없는 경우, 참조값(reference value)을 사용하는 지 여부를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 단말기의 근접 센서를 통해 인체에 가까워졌을 때 전자파의 피해를 감소시키기 위해 전송파워를 줄였는지 여부를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 보고하려는 PH가 LTE 시스템의 셀(캐리어)에 대한 것인지 NR 시스템의 빔 혹은 셀에 관한 것인지를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 보고하려는 PH가 어떤 시간 단위로 계산되었는 지를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 보고하려는 PH의 계산 방법에 대한 정보를 나타내는 비트들을 포함할 수 있으며, 단말기의 송수신 빔의 방향, 빔의 폭, 빔의 이득, 안테나 패턴 등 빔 관련 정보를 포함하는 비트들을 포함할 수 있으며, PH가 측정되거나 혹은 PHR을 보내는 서브프레임 번호, 심볼 번호 등의 정보를 포함할 수 있으며, 나중에 사용되기 위해 예약된 비트들을 포함할 수 있다. 상기 도면에서 RAT1과 RAT2는 각각 LTE 시스템 혹은 NR 시스템을 나타낼 수 있다. 예를 들면 단말이 LTE 기지국에게 PHR을 보낼 때 RAT1은 LTE 시스템을 나타내고, RAT2는 NR 시스템을 나타낼 수 있다. 반대로 단말이 NR 기지국에게 PHR을 보낼 때 RAT1의 NR 시스템을 나타내고, RAT2는 LTE 시스템을 나타낼 수 있다.

5m-40의 RAT2에 대한 PHR의 요약 정보(summary report)는 소정의 정보들을 포함할 수 있다.

RAT2가 LTE 시스템을 나타낸 경우, 상기 소정의 정보는 LTE 시스템의 셀(캐리어)에 대한 PH를 계산하기 위해 사용된 시간 단위의 정보를 포함할 수 있으며, 소정의 시간 단위 동안 측정되고 계산된 PH들의 평균값 혹은 최대값 혹은 최소값에 대한 정보를 포함할 수 있으며, LTE 시스템에서 활성화되어 사용되고 있는 셀(캐리어)의 개수 혹은 주파수 영역 혹은 최대 전송 파워 등의 정보 포함할 수 있으며, 보고하려는 PH의 계산 방법에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 각 셀(캐리어)의 PH를 위한 계산에서 실제 측정된 값을 사용했는지 참조값(reference value)을 사용했는지 여부 등의 정보를 포함할 수 있으며, 인체의 전자파 피해를 줄이기 위해 전송 파워를 줄였는지 여부 등의 정보를 포함할 수 있다.

RAT2가 NR 시스템을 나타낸 경우, 상기 소정의 정보는 NR 시스템의 빔 혹은 셀에 대한 PH를 계산하기 위해 사용된 시간 단위의 정보를 포함할 수 있으며, 소정의 시간 단위 동안 측정되고 계산된 PH들의 평균값 혹은 최대값 혹은 최소값에 대한 정보를 포함할 수 있으며, NR시스템에서 활성화되어 사용되고 있는 빔 혹은 셀의 개수 혹은 주파수 영역 혹은 최대 전송 파워 등의 정보 포함할 수 있으며, 보고하려는 PH의 계산 방법에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 각 빔 혹은 셀의 PH를 위한 계산에서 실제 측정된 값을 사용했는지 참조값(reference value)을 사용했는지 여부 등의 정보를 포함할 수 있으며, 인체의 전자파 피해를 줄이기 위해 전송 파워를 줄였는지 여부 등의 정보를 포함할 수 있으며, 단말기의 송수신 빔의 방향, 빔의 폭, 빔의 이득, 안테나 패턴 등 빔 관련 정보를 포함할 수 있다.

도 5n은 상기 실시 예 1, 2, 3, 4, 5에서의 단말 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

도 5n에서 5n-05 단계에서 PHR이 트리거된다. 단말은 해당 PHR이 LTE 기지국을 위한 PHR인지 또는 NR 기지국을 위한 PHR인지를 5n-10 단계에서 확인한다. 만약 LTE 기지국을 위한 PHR이라면 5n-15 단계에서 상기 본 발명의 실시 예 1 혹은 2 혹은 3 혹은 4 혹은 5의 형식에 따라서 sub-header와 PHR을 구성한다. 만약 NR 기지국을 위한 PHR이라면, 5n-20 단계에서 본 발명에서 제안한 상기 실시 예 1 혹은 2 혹은 3 혹은 4 혹은 5의 형식에 따라서 sub-header 및 PHR을 구성한다. 이렇게 구성된 sub-header와 PHR은 5n-25 단계에서 MAC PDU에 포함시켜서 LTE 기지국 혹은 NR 기지국으로 전송하게 된다.

도 5o에 단말의 구조를 도시하였다.

상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(5o-10), 기저대역(baseband)처리부(5o-20), 저장부(5o-30), 제어부(5o-40)를 포함한다.

상기 RF처리부(5o-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(5o-10)는 상기 기저대역처리부(5o-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(5o-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(5o-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(5o-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(5o-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 상기 RF 처리부는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다. 상기 RF처리부(5o-10)는 제어부의 제어에 따라 다수의 안테나 또는 안테나 요소들을 적절하게 설정하여 수신 빔 스위핑을 수행하거나, 수신 빔이 송신 빔과 공조되도록 수신 빔의 방향과 빔 너비를 조정할 수 있다.

상기 기저대역처리부(5o-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(5o-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(5o-20)은 상기 RF처리부(5o-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(5o-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(5o-20)은 상기 RF처리부(5o-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 기저대역처리부(5o-20) 및 상기 RF처리부(5o-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(5o-20) 및 상기 RF처리부(5o-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(5o-20) 및 상기 RF처리부(5o-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(5o-20) 및 상기 RF처리부(5o-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 LTE 망, NR 망 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

상기 저장부(5o-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 상기 저장부(5o-30)는 상기 제어부(5o-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(5o-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(5o-40)는 상기 기저대역처리부(5o-20) 및 상기 RF처리부(5o-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(5o-40)는 상기 저장부(5o-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(5o-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(5o-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.

도 5p는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 TRP의 블록 구성을 도시한다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(5p-10), 기저대역처리부(5p-20), 백홀통신부(5p-30), 저장부(5p-40), 제어부(5p-50)를 포함하여 구성된다.

상기 RF처리부(5p-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(5p-10)는 상기 기저대역처리부(5p-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(5p-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 제1접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(5p-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(5p-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(5p-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 상기 RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.

상기 기저대역처리부(5p-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(5p-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(5p-20)은 상기 RF처리부(5p-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(5p-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(5p-20)은 상기 RF처리부(5p-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(5p-20) 및 상기 RF처리부(5p-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(5p-20) 및 상기 RF처리부(5p-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.

상기 통신부(5p-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다.

상기 저장부(5p-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(5p-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(5p-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(5p-40)는 상기 제어부(5p-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(5p-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(5p-50)는 상기 기저대역처리부(5p-20) 및 상기 RF처리부(5p-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(5p-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(5p-50)는 상기 저장부(5p-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(5p-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

<제5실시예>

본 발명은 이동통신 시스템에서 핸드오버 도중에도 데이터를 전송하기 위한 방법과 상기 방법을 수행할 경우의 데이터를 전달하는 방법을 구체화한다.

도 6a는 본 발명이 적용되는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 6a을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB, 기지국, 6a-05, 6a-10, 6a-15, 6a-20)과 MME (Mobility Management Entity, 6a-25) 및 S-GW(Serving-Gateway, 6a-30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말, 6a-35)은 기지국(6a-05 ~ 6a-20) 및 S-GW(6a-30)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

도 6a에서 기지국(6a-05 ~ 6a-20)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. 기지국은 단말(6a-35)과 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 기지국(6a-05 ~ 6a-20)이 담당한다. 하나의 기지국은 통상 다수의 셀들을 제어한다. 예컨대, 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 예컨대, 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. S-GW(6a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(6a-25)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결된다.

도 6b는 본 발명이 적용되는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

도 6b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 기지국에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol, 6b-05, 6b-40), RLC(Radio Link Control, 6b-10, 6b-35), MAC(Medium Access Control, 6b-15, 6b-30)으로 이루어진다. PDCP(6b-05, 6b-40)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당하고, 무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다, 6b-10, 6b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ(Automatic repeat request) 동작 등을 수행한다. MAC(6b-15, 6b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. 물리 계층(6b-20, 6b-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다.

도 6c는 기존 LTE 시스템에서 핸드오버 수행 과정을 설명하기 위한 도면이다.

연결 모드 상태인 단말(6c-01)은 현재 소스 기지국(Source eNB, 6c-02)에게 주기적 혹은 특정 이벤트가 만족할 때, 셀 측정 정보(Measurement Report)를 보고한다(6c-05). 상기 소스 기지국은 상기 측정 정보를 토대로, 상기 단말이 인접 셀로 핸드오버(Handover)를 진행할지 여부를 결정한다. 핸드오버는 연결 모드 상태인 단말에게 서비스를 제공하는 서빙 셀을 다른 기지국으로 변경하는 기술이다. 서빙 셀이 핸드오버를 결정하였다면 상기 서빙 셀은 상기 단말에게 서비스를 제공할 새로운 기지국, 즉 타겟 셀(Traget eNB, 6c-03)에게 HO(Handover) request 메시지를 보내어 핸드오버를 요청한다(6c-10). 상기 타겟 셀이 상기 핸드오버 요청을 수락한다면 서빙 셀에게 HO request Ack 메시지를 전송한다(6c-15). 상기 메시지를 수신한 상기 서빙 셀은 단말에게 HO command 메시지를 전송한다(6c-20). HO command을 수신하기 전에, 상기 단말은 상기 서빙 셀로부터 하향링크 채널 PDCCH/PDSCH/PHICH을 지속적으로 수신하면서, 상향링크 채널 PUSCH/PUCCH을 송신한다. 상기 HO command 메시지는 서빙 셀이 상기 단말에게 RRC Connection Reconfiguration 메시지를 이용하여 전달된다(6c-20). 단말은 상기 메시지를 수신하면 서빙 셀과의 데이터 송수신을 중지하고 T304 타이머를 시작한다. T304는 소정의 시간동안 단말이 타겟 셀에게 핸드오버를 성공하지 못할 경우, 단말의 원래 설정으로 되돌리고 RRC Idle 상태로 전환하도록 한다. 서빙 셀은 상향/하향 링크 데이터에 대한 시퀀스 번호 상태(Sequence number(SN) status)를 전달하고 하향 링크 데이터가 있다면 타겟 셀로 전달해준다(6c-30, 6c-35). 상기 단말은 서빙 셀로부터 지시받은 타겟 셀로 랜덤 액세스(Random Access)를 시도한다(6c-40). 랜덤 엑세스는 타겟 셀에게 상기 단말이 핸드오버를 통해, 이동한다는 것을 알림과 동시에, 상향링크 동기를 맞추기 위함이다. 상기 랜덤 엑세스를 위해, 상기 단말은 상기 서빙 셀로부터 제공받은 프리앰블 ID 혹은 랜덤하게 선택된 프리앰블 ID에 대응되는 프리앰블을 상기 타겟 셀에게 전송한다. 프리앰블 전송 후, 특정 수의 서브프레임이 지난 후, 상기 단말은 상기 타겟 셀로부터 랜덤 엑세스 응답 메시지(Random Access Response, RAR)가 전송되는지 여부를 모니터링한다. 상기 모니터링하는 시간 구간을 랜덤 액세스 응답 윈도우(Random Access Response Window, RAR window)라고 칭한다. 상기 특정 시간 동안, RAR이 수신되면(6c-45), 상기 단말은 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지에 HO complete 메시지를 실어서 상기 타겟 셀에게 전송한다(6c-55). 이후 상기 단말은 상기 타겟 셀로부터 하향링크 채널 PDCCH/PDSCH/PHICH을 지속적으로 수신하면서, 상향링크 채널 PUSCH/PUCCH을 송신한다. 상기와 같이 타겟 셀로부터 랜덤 액세스 응답을 성공적으로 수신하면 단말은 T304 타이머를 종료한다(6c-50). 타겟 셀은 서빙 셀로 설정되어 있던 베어러들의 경로를 수정하기 위해 경로 수정을 요청하고(6c-60, 6c-65) 서빙 셀로 상기 단말의 UE 컨텍스트를 삭제할 것을 통보한다(6c-70). 따라서 상기 단말은 타겟 셀에 대해, RAR window 시작 시점부터 데이터 수신을 시도하며, RAR 수신 이후, RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 전송하면서 상기 타겟 셀로 전송을 시작한다.

상기 도 6c의 LTE 시스템에서 이루어지는 핸드오버 절차를 살펴보면, 특정 단말이 서빙 셀로부터 HO command 메시지(RRCConnectionReconfiguration)를 수신하는 시점부터 타겟 셀로의 핸드오버가 완료되어 HO complete 메시지(RRCConnectionReconfigurationComplete)를 전송하는 시점까지는 자신의 데이터를 송신하거나 수신할 수 없다. 이러한 데이터 송수신 단절 상태는 단말이 데이터 송수신하는데 일정 시간 지연을 일으킨다. 본 발명에서는 이러한 데이터 전송 중단 시간을 최소화하는 방법을 제안하고 그에 상응하는 단말의 동작을 구체화한다. 본 발명에서는 상기 신규 방법을 seamless handover라고 칭한다. seamless handover 방법에서는 단말이 서빙 셀에서 타겟 셀로 핸드오버를 수행하는 도중에도 데이터를 송수신하는 방법이다. 본 발명에서 제안하는 seamless handover 구체적인 동작은 하기 실시 예에서 설명한다.

도 6d는 LTE 시스템에서 seamless handover 방법을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

현재 서빙 셀(6d-02)은 단말(6d-01)에게 단말의 능력 정보(6d-05)를 UECapabilityEnquiry 메시지를 이용하여 요청한다(6d-05). 상기 단말은 band 혹은 band combination 별로 seamless handover을 지원하는지 여부를 UECapabilityInformation 메시지를 이용하여 보고한다(6d-10). 상기 서빙 셀도 상기 band 혹은 band combination 별로 seamless handover을 지원한다면 상기 seamless handover을 이용할 수 있다. 상기 서빙 셀은 상기 단말로부터 보고되는 셀 측정 정보를 토대로, 인접한 타겟 셀(6d-03)로 핸드오버 시키는 것을 결정하며, 상기 타겟 셀로 핸드오버를 요청한다(6d-15). 또한, 상기 타겟 셀이 seamless handover을 지원한다면, 상기 서빙 셀은 상기 단말에 대해, seamless handover을 적용할지 여부도 추가적으로 결정한 후, 상기 타겟 셀로 핸드오버를 요청한다. 또한, 상기 핸드오버 요청 시, seamless handover 적용 여부도 함께 지시한다. 상기 타겟 셀은 상기 핸드오버 요청을 받아드린다면, 상기 서빙 셀로 HO command을 전송한다. 상기 HO command에는 핸드오버 시, 필요한 타겟 셀의 설정 정보가 포함되어 있다. 상기 서빙 셀은 RRC Connection Reconfiguration 메시지를 이용하여 상기 단말에게 상기 타겟 셀로의 핸드오버를 지시한다(6d-20). 이 때, 상기 RRC 메시지에는 seamless handover의 수행을 지시하는 하나의 지시자가 포함된다. 상기 지시자를 수신한 상기 단말은 seamless handover 동작을 수행한다(6d-25). 상기 seamless handover는 구체적인 동작 과정에 따라 여러 실시 예가 존재할 수 있다. 본 발명에서는 seamless handover 동작으로써, 실시 예를 수행하는 것을 특징으로 하고 자세한 동작은 하기에 상세히 설명한다. 만약 상기 RRC 메시지에 상기 seamless handover의 수행을 지시하는 지시자가 포함되어 있지 않으면 상기 단말은 기존 핸드오버 동작을 수행한다(6d-30).

도 6e는 LTE 시스템에서 seamless handover 동작의 실시 예에 따라 동작 시 발생하는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

도 6c에서 설명한 기존 LTE에서의 핸드오버 동작과 seamless handover의 신호 흐름은 같다. 두 동작에서의 차이점은 단말이 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 수신한 후에도 서빙 셀과의 연결을 끊지 않고 서빙 셀과 데이터를 송수신한다는 점이다. 서빙 셀은 가지고 있는 보낼 데이터를 타겟 셀로 전달하고 SN STATUS TRANSFER 메시지에 다음 번에 타겟 셀에서 받게 되는 PDCP SDU(Service Data Unit)의 번호를 포함시킨다. 만약 서빙 셀이 S-GW로부터 더 많은 데이터를 수신하게 되면, 서빙 셀은 이 패킷을 반영해서 SN을 할당해야 한다. 하지만 이 경우, 이전에 수신한 SN STATUS TRANSFER 메시지에 포함된 SN와 충돌이 나게 된다. 본 도면에서는 상기 설명한 동작이 발생하는 경우를 실시 예를 통해 설명한다.

6e-05 단계에서 서빙 셀(6e-02)은 S-GW(6e-04)로부터 6 SDU를 수신한다. 이때 수신한 PDCP SN이 10~15라고 가정한다면 서빙 셀은 해당 PDCP SDU 중 일부인 SN가 10~12인 3 SDU를 단말(6e-01)에게 전달한다. 연결 모드 상태인 단말은 현재 서빙 셀에게 주기적 혹은 특정 이벤트가 만족할 때, 셀 측정 정보(Measurement Report)를 보고한다(6e-15). 상기 서빙 셀은 상기 측정 정보를 토대로, 상기 단말이 인접 셀로 핸드오버를 진행할지 여부를 결정한다. 핸드오버는 연결 모드 상태인 단말에게 서비스를 제공하는 서빙 셀을 다른 기지국으로 변경하는 기술이다. 서빙 셀이 핸드오버를 결정하였다면 상기 서빙 셀은 상기 단말에게 서비스를 제공할 새로운 기지국, 즉 타겟 셀(6e-03)에게 HO(Handover) request 메시지를 보내어 핸드오버를 요청한다(6e-20). 상기 타겟 셀이 상기 핸드오버 요청을 수락한다면 서빙 셀에게 HO request Ack 메시지를 전송한다(6e-25). 상기 메시지를 수신한 상기 서빙 셀은 단말에게 HO command 메시지를 전송한다(6e-30). 상기 HO command 메시지는 서빙 셀이 상기 단말에게 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 이용하여 전달된다(6e-30). 핸드오버 동작이 트리거되면 서빙 셀은 버퍼에 저장되어 있는 보낼 데이터(SN가 10~15인 PDCP SDU)를 타겟 셀에게 전달한다(6e-35). 또한, 서빙 셀은 타겟 셀에게 상향/하향 링크 데이터에 대한 시퀀스 번호 상태(Sequence number(SN) status)를 전달한다. 즉, 타겟 셀이 받을 것으로 예상되는 PDCP SN가 16임을 전달한다(6e-40). 단말은 seamless handover로 동작하고 있기 때문에 연결 상태를 유지하고 있고, 서빙 셀은 계속해서 단말에게 SDU를 전달할 수 있다. 6e-45 단계에서 서빙 셀은 단말에게 SN가 13, 14인 PDCP SDU를 전달한다. 상기 단말은 상기 서빙 셀로부터 하향링크 채널 PDCCH/PDSCH/PHICH을 지속적으로 수신하면서, 상향링크 채널 PUSCH/PUCCH을 송신한다. 6e-50 단계에서 서빙 셀이 S-GW로부터 3 SDU를 더 수신하게 되면, 서빙 셀은 해당 SDU를 단말에게 전달하도록 SN를 스케쥴링 해야 한다. 이 때 추가로 할당된 SDU의 SN는 16~18이 될 수 있다. 동시에 상기의 PDCP SDU는 타겟 셀로 전달된다. 하지만 타겟 셀이 서빙 셀로부터 수신한 SN status는 16이기 때문에 실제로 서빙 셀로부터 수신한 PDCP SDU의 SN로 계산할 수 있는 19와 차이를 가진다. 이는 서빙 셀이 SN가 16~18인 SDU를 타겟 셀에게 전달할 때 SN을 할당하지 않고 전달하기 때문에 타겟 셀이 SN STATUS TRANSFER에서 수신한 SN을 할당하게 됨으로써 발생하는 문제이다.

타겟 셀은 소스 기지국으로부터 수신한 모든 데이터의 SN와 SN STATUS TRANSFER의 값을 비교한 후 값이 다를 경우 수신한 SDU의 SN값으로 업데이트함으로써 이를 해결할 수 있다. 상기의 동작은 암시적으로 O&M(Operation and Maintenance) 설정으로 결정되거나 타겟 셀로부터 명시적으로 지시됨으로써 수행될 수 있다.

6e-55 단계에서 상기 단말은 서빙 셀로부터 지시받은 타겟 셀로 랜덤 액세스(Random Access)를 시도한다. 랜덤 엑세스는 타겟 셀에게 상기 단말이 핸드오버를 통해, 이동한다는 것을 알림과 동시에, 상향링크 동기를 맞추기 위함이다. 상기 랜덤 엑세스를 위해, 상기 단말은 상기 서빙 셀로부터 제공받은 프리앰블 ID 혹은 랜덤하게 선택된 프리앰블 ID에 대응되는 프리앰블을 상기 타겟 셀에게 전송한다. 프리앰블 전송 후, 특정 수의 서브프레임이 지난 후, 상기 단말은 상기 타겟 셀로부터 랜덤 엑세스 응답 메시지(Random Access Response, RAR)가 전송되는지 여부를 모니터링한다. 상기 모니터링하는 시간 구간을 랜덤 액세스 응답 윈도우(Random Access Response Window, RAR window)라고 칭한다. 상기 특정 시간 동안, RAR이 수신되면(6e-60), 상기 단말은 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지에 HO complete 메시지를 실어서 상기 타겟 셀에게 전송한다(6e-65). 이후 상기 단말은 상기 타겟 셀로부터 하향링크 채널 PDCCH/PDSCH/PHICH을 지속적으로 수신하면서, 상향링크 채널 PUSCH/PUCCH을 송신한다. 타겟 셀은 서빙 셀로 설정되어 있던 베어러들의 경로를 수정하기 위해 경로 수정을 요청하고(6e-70, 6e-75) 서빙 셀로 상기 단말의 UE 컨텍스트를 삭제할 것을 통보한다(6e-80). 따라서 상기 단말은 타겟 셀에 대해, RAR window 시작 시점부터 데이터 수신을 시도하며, RAR 수신 이후, RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 전송하면서 상기 타겟 셀로 전송을 시작한다.

도 6f는 본 발명에서 제안하는 서빙 셀의 동작을 설명하기 위한 도면으로, 하기와 같은 동작을 수행하는 블록으로 구성되어 있다.

상기 서빙 셀이 S-GW 로부터 PDCP SDU를 수신하는 단계 (6f-05);

상기 서빙 셀이 상기 S-GW로부터 수신한 PDCP SDU를 단말에게 송신하는 단계 (6f-10);

상기 서빙 셀이 상기 단말로부터 seamless handover 능력 정보를 획득하는 단계 (6f-15);

상기 서빙 셀이 상기 단말로부터 셀 측정 정보를 획득하는 단계 (6f-20);

상기 서빙 셀이 상기 단말로부터 수신한 단말 능력 정보와 셀 측정 정보를 바탕으로 seamless handover 동작을 결정하는 단계 (6f-25);

상기 서빙 셀이 타겟 셀의 seamless handover 가능 여부를 확인 후 seamless handover 동작을 결정하는 단계 (6f-30);

만약, 상기 타겟 셀이 seamless handover 동작을 지원하지 않는 경우 기존의 LTE 핸드오버를 수행한다. 또한, 상기 서빙 셀에게 seamless handover 동작을 지원하지 않음을 지시하는 지시자를 전달할 수 있다.

상기 서빙 셀이 seamless handover 동작을 수행하는 단계 (6f-35);

상기의 seamless handover 동작은 S-GW로부터 수신한 데이터 및 SN STATUS TRANSFER를 타겟 셀로 전달하고, 단말과 계획된 데이터를 송수신하는 것을 포함한다.

상기 서빙 셀이 핸드오버 완료 메시지 수신 시 단말로의 하향링크 데이터 전송 혹은 상향링크 데이터 수신을 중지하는 단계 (6f-40);

상기 서빙 셀이 타겟 셀로부터 단말의 UE 컨텍스트 삭제를 요청받는 단계 (6f-45);

도 6g는 본 발명에서 제안하는 타겟 셀의 동작을 설명하기 위한 도면으로 하기와 같은 동작을 수행하는 블록으로 구성되어 있다.

타겟 셀이 서빙 셀로부터 seamless handover 요청을 수신하는 단계 (6g-05);

상기 요청은 Handover Request에 포함될 수 있고 다른 메시지를 통해 전달될 수 있다.

상기 타겟 셀이 seamless handover 능력을 체크한 뒤 상기 서빙 셀에게 응답하는 단계 (6g-10);

상기 타겟 셀이 핸드오버 동작을 수행하는 단계 (6g-15);

상기 단계에서 타겟 셀은 서빙 셀로부터 SN STATUS TRANSFER 및 단말에게 보낼 데이터 수신한다.

상기 타겟 셀이 상기 서빙 셀로부터 수신한 데이터의 SN와 SN STATUS TRANSFER의 값을 비교하고, 만약 값이 다를 경우 수신한 SDU의 SN값으로 업데이트하는 단계 (6g-20);

상기의 동작은 암시적으로 O&M 설정으로 결정되거나 타겟 셀로부터 명시적으로 지시됨으로써 수행될 수 있다.

상기 타겟 셀이 핸드오버 완료 이후, 수신 SDU의 SN와 SN STATUS TRANSFER의 PDCP SN 값이 같으면 SN 값 1 증가 시킨 뒤 단말에게 데이터와 함께 전달하는 단계 (6g-25);

상기 타겟 셀이 S-GW에게 베어러 정보 수정을 요청하는 단계 (6g-30);

상기 타겟 셀이 서빙 셀에게 단말의 UE 컨텍스트 삭제를 통보하는 단계 (6g-35);

도 6h는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블록 구성을 나타낸 도면이다.

도 6h에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 단말은 송수신부(6h-05), 제어부(6h-10), 다중화 및 역다중화부(6h-15), 각 종 상위 계층 처리부(6h-20, 6h-25), 제어 메시지 처리부(6h-30)를 포함한다.

상기 송수신부(6h-05)는 서빙 셀의 순방향 채널로 데이터 및 소정의 제어 신호를 수신하고 역방향 채널로 데이터 및 소정의 제어 신호를 전송한다. 다수의 서빙 셀이 설정된 경우, 송수신부(6h-05)는 상기 다수의 서빙 셀을 통한 데이터 송수신 및 제어 신호 송수신을 수행한다. 다중화 및 역다중화부(6h-15)는 상위 계층 처리부(6h-20, 6h-25)나 제어 메시지 처리부(6h-30)에서 발생한 데이터를 다중화하거나 송수신부(6h-05)에서 수신된 데이터를 역다중화해서 적절한 상위 계층 처리부(6h-20, 6h-25)나 제어 메시지 처리부(6h-30)로 전달하는 역할을 한다. 제어 메시지 처리부(6h-30)는 기지국으로부터의 제어메시지를 송수신하여 필요한 동작을 취한다. 여기에는 RRC 메시지 및 MAC CE와 같은 제어 메시지를 처리하는 기능을 포함한다. 상위 계층 처리부(6h-20, 6h-25)는 DRB 장치를 의미하며 서비스 별로 구성될 수 있다. FTP(File Transfer Protocol)나 VoIP(Voice over Internet Protocol) 등과 같은 사용자 서비스에서 발생하는 데이터를 처리해서 다중화 및 역다중화부(6h-15)로 전달하거나 상기 다중화 및 역다중화부(6h-15)로부터 전달된 데이터를 처리해서 상위 계층의 서비스 어플리케이션으로 전달한다. 제어부(6h-10)는 송수신부(6h-05)를 통해 수신된 스케줄링 명령, 예를 들어 역방향 그랜트들을 확인하여 적절한 시점에 적절한 전송 자원으로6i 역방향 전송이 수행되도록 송수신부(6h-05)와 다중화 및 역다중화부(6h-15)를 제어한다. 한편, 상기에서는 단말이 복수 개의 블록들로 구성되고 각 블록이 서로 다른 기능을 수행하는 것으로 기술되었지만, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 역다중화부(6h-15)가 수행하는 기능을 제어부(6h-10) 자체가 수행할 수도 있다.

도 6i는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 블록 구성을 나타낸 도면이다.

도 6g의 기지국 장치는 송수신부 (6i-05), 제어부(6i-10), 다중화 및 역다중화부 (6i-20), 제어 메시지 처리부 (6i-35), 각 종 상위 계층 처리부 (6i-25, 6i-30), 스케줄러(6i-15)를 포함한다.

송수신부(6i-05)는 순방향 캐리어로 데이터 및 소정의 제어 신호를 전송하고 역방향 캐리어로 데이터 및 소정의 제어 신호를 수신한다. 다수의 캐리어가 설정된 경우, 송수신부(6i-05)는 상기 다수의 캐리어로 데이터 송수신 및 제어 신호 송수신을 수행한다. 다중화 및 역다중화부(6i-20)는 상위 계층 처리부(6i-25, 6i-30)나 제어 메시지 처리부(6i-35)에서 발생한 데이터를 다중화하거나 송수신부(6i-05)에서 수신된 데이터를 역다중화해서 적절한 상위 계층 처리부(6i-25, 6i-30)나 제어 메시지 처리부(6i-35), 혹은 제어부 (6i-10)로 전달하는 역할을 한다. 제어부(6i-10)는 band-specific measurement gap을 특정 단말에게 적용할지를 결정하고, 상기 설정 정보를 RRCConnectionReconfiguration 메시지에 포함시킬지를 결정한다. 제어 메시지 처리부(6i-35)는 제어부의 지시를 받아, 단말에게 전달할 RRCConnectionRecnofiguraiton을 생성해서 하위 계층으로 전달한다. 상위 계층 처리부(6i-25, 6i-30)는 단말 별 서비스 별로 구성될 수 있으며, FTP나 VoIP 등과 같은 사용자 서비스에서 발생하는 데이터를 처리해서 다중화 및 역다중화부(6i-20)로 전달하거나 다중화 및 역다중화부(6i-20)로부터 전달한 데이터를 처리해서 상위 계층의 서비스 어플리케이션으로 전달한다. 스케줄러(6i-15)는 단말의 버퍼 상태, 채널 상태 및 단말의 Active Time 등을 고려해서 단말에게 적절한 시점에 전송 자원을 할당하고, 송수신부에게 단말이 전송한 신호를 처리하거나 단말에게 신호를 전송하도록 처리한다.

상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (1)

1. 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서,
   기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계;
   상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및
   상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 신호 처리 방법.

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