KR20190036160A - 무선 통신 시스템에서 부분적인 주파수 대역을 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents
무선 통신 시스템에서 부분적인 주파수 대역을 제어하는 방법 및 장치 Download PDFInfo
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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 발명의 한 실시 예는 무선 통신 시스템에서 데이터를 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 무선 통신 시스템에서 부분적인 주파수 대역을 효과적으로 제어하는 방법에 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 기술인 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.
차세대 이동통신 시스템에서 네트워크 운용을 효과적으로 할 수 있는 다양한 방법이 모색되고 있다.
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 실시 예에 따르면 차세대 이동통신 시스템의 운용을 효과적으로 수행할 수 있다.
도 1a은 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1b는 차세대 이동통신 시스템에서 부분적인 주파수 대역을 적용하는 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 1c는 본 발명에서 단말이 적용하는 부분적인 주파수 대역을 변경하는 과정의 흐름도이다.
도 1d는 본 발명에서 단말이 적용하는 부분적인 주파수 대역을 변경하는 단말 동작의 순서도이다.
도 1e는 본 발명에서 단말이 적용하는 부분적인 주파수 대역을 변경하는 기지국 동작의 순서도이다.
도 1f은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 1g는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2a은 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2c는 단말에서 캐리어 집적을 설명하기 위한 도면이다.
도 2d는 LTE 및 NR에서 다중 연결 (dual connectivity, DC)의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2e는 차세대 이동통신 시스템에서 부분적인 주파수 대역을 적용하는 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 2f은 단말의 불연속 수신 (Discontinuous Reception, 이하 DRX라 칭함) 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2g는 본 발명에서 제안하는 발명을 적용 시 단말과 기지국간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
도 2h는 본 발명에서 제안하는 발명을 적용 시 단말의 동작 순서 예시 도면이다.
도 2i는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시한다.
도 3a는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3b는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3c는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3d는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. .
도 3e는 본 발명의 차세대 이동 통신 시스템에서 굉장히 넓은 주파수 대역폭을 효율적으로 사용하여 단말에게 서비스하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 3f는 본 발명의 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)로 전환하며, 부분 대역폭을 설정하기 위해 제안하는 네트워크 연결 설정 절차를 설명한 도면이다.
도 3g는 본 발명에서 부분 대역폭을 사용하는 단말의 주파수 측정 보고를 부분 대역폭에서 효율적으로 수행하는 방법을 나타낸 단말 동작을 설명한다.
도 3h에 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 단말의 구조를 도시하였다.
도 3i는 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 TRP의 블록 구성을 도시한다.
도 1b는 차세대 이동통신 시스템에서 부분적인 주파수 대역을 적용하는 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 1c는 본 발명에서 단말이 적용하는 부분적인 주파수 대역을 변경하는 과정의 흐름도이다.
도 1d는 본 발명에서 단말이 적용하는 부분적인 주파수 대역을 변경하는 단말 동작의 순서도이다.
도 1e는 본 발명에서 단말이 적용하는 부분적인 주파수 대역을 변경하는 기지국 동작의 순서도이다.
도 1f은 본 발명을 적용한 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 1g는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2a은 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2c는 단말에서 캐리어 집적을 설명하기 위한 도면이다.
도 2d는 LTE 및 NR에서 다중 연결 (dual connectivity, DC)의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2e는 차세대 이동통신 시스템에서 부분적인 주파수 대역을 적용하는 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 2f은 단말의 불연속 수신 (Discontinuous Reception, 이하 DRX라 칭함) 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2g는 본 발명에서 제안하는 발명을 적용 시 단말과 기지국간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
도 2h는 본 발명에서 제안하는 발명을 적용 시 단말의 동작 순서 예시 도면이다.
도 2i는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시한다.
도 3a는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3b는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3c는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3d는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. .
도 3e는 본 발명의 차세대 이동 통신 시스템에서 굉장히 넓은 주파수 대역폭을 효율적으로 사용하여 단말에게 서비스하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 3f는 본 발명의 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)로 전환하며, 부분 대역폭을 설정하기 위해 제안하는 네트워크 연결 설정 절차를 설명한 도면이다.
도 3g는 본 발명에서 부분 대역폭을 사용하는 단말의 주파수 측정 보고를 부분 대역폭에서 효율적으로 수행하는 방법을 나타낸 단말 동작을 설명한다.
도 3h에 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 단말의 구조를 도시하였다.
도 3i는 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 TRP의 블록 구성을 도시한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 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.
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.
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 현재 존재하는 통신표준 가운데 가장 최신의 표준인 3GPP LTE(2rd 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. 특히 본 발명은 3GPP NR (New Radio: 5세대 이동통신 표준)에 적용할 수 있다.
<제 1 실시 예>
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 차세대 이동통신 시스템에서 부분적인 주파수 대역을 적용하는 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
부분적인 주파수 대역 (BWP, BandWidth Part) 적용 기술이란, 한 단말이 한 셀에 의해 이용되는 시스템 주파수 대역폭 (system bandwidth) 중, 일부 주파수 대역폭만을 이용하여 통신을 수행하는 것을 의미한다. 상기 BWP은 단말 제조 비용 절감 혹은 단말 절전 목적으로 이용된다. 상기 BWP은 이를 지원하는 단말에 한해 기지국에 의해 설정될 수 있다.
도 1b을 참고하면, 크게 3 가지의 BWP 운용 시나리오가 존재한다.
제 1 시나리오는 한 셀에 의해 이용되는 시스템 주파수 대역폭 (1b-05)보다 좁은 주파수 대역폭 (1b-10)만을 지원하는 단말을 위해, BWP을 적용하는 것이다. 제조 비용 절감을 위해, 특정 단말은 제한된 주파수 대역폭을 지원하도록 개발될 수 있다. 상기 단말은 기지국에 상기 제한된 주파수 대역폭만을 지원한다고 보고해야 하며, 상기 기지국은 이에 따라 상기 단말이 지원하는 최대 대역폭 혹은 그 이하의 BWP을 설정한다.
제 2 시나리오는 단말 절전을 목적으로 BWP을 적용하는 것이다. 일 예로, 한 단말이 한 셀에 의해 이용되는 시스템 주파수 대역폭 전체 (1b-15) 혹은, 그 일부 주파수 대역폭 (1b-20)을 이용하여, 통신을 수행하고 있었으나, 절전을 목적으로 통신 기지국이 더 좁은 주파수 대역폭 (1b-25)을 설정할 수 있다.
제 3 시나리오는 각기 다른 Numerology에 대응하는 개별적인 BWP을 적용하는 것이다. 상기 Numerology란 다양한 서비스 요구사항에 맞춰 최적의 데이터 전송을 구현하기 위해, 물리 계층 설정을 다변화하는 것을 의미한다. 일 예로, 복수 개의 서브캐리어로 구성되는 OFDMA 구조에서 상기 서브캐리어간 이격 거리를 소정의 요구사항에 따라 가변적으로 조정할 수 있다. 한 단말은 동시에 복수 개의 Numerology을 적용하여 통신할 수 있다. 이 때, 각 Numerology에 대응하는 물리 계층 설정은 상기하기 때문에, 각 Numerology을 개별적인 BWP (1b-35, 1b-40)로 분리하여 적용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기 BWP을 설정 및 변경하는 방법을 제안한다. 각 단말마다 지원 가능한 대역폭이 상이하기 때문에, 초기 엑세스에서는 모든 단말이 적용 가능한 BWP으로 통신이 이루어져야 하며, 소정의 시점부터 특정 단말을 위한 BWP가 적용된다. 상기 적용된 BWP는 소정의 시그널링을 통해 변경 가능하며, 핸드오버 시 타겟 셀에서 적용될 BWP은 소정의 시그널링 통해 단말에게 지시된다.
도 1c는 본 발명에서 단말이 적용하는 부분적인 주파수 대역을 변경하는 과정의 흐름도이다.
단말 (1c-05)은 특정 주파수 위치에서 기지국 (1c-10)이 브로드캐스팅하는 Minimum System Information (MSI) 정보를 수신한다 (1c-20). 일 예로, 상기 MSI는 상기 셀이 이용하는 시스템 주파수 대역폭에서 중앙 n 개의 PRB (Physical Resource Block)에서 브로드캐스팅될 수 있다. MSI는 미리 정해진 무선 자원 위치에서 주기적으로 브로드캐스팅되며, 상기 셀에 camp-on 하거나 초기 엑세스를 위해 필요한 필수적인 정보를 포함하고 있다. 본 발명에서 상기 MSI는 초기 엑세스를 위해 적용되는 제 1 BWP의 설정 정보를 포함하고 있다. 상기 BWP의 설정 정보에는 중심 주파수 및 주파수 대역폭 정보, 랜덤 엑세스 무선 자원 정보를 포함한다. 이 때, 상기 중심 주파수와 대역폭 정보는 상향링크와 하향링크 별도로 지시될 수 있다. 상기 랜덤 엑세스 무선 자원은 적어도 상기 주파수 대역폭 내에 존재해야 한다. 주파수 대역폭 정보는 PRB 개수 혹은 Hz 단위로 지시될 수 있다. 다른 예로, 제 1 BWP의 하향링크 설정 정보는 MSI의 그것을 따를 수 있다. 이 경우, 상기 MSI는 제 1 BWP의 설정 정보를 별도로 포함할 필요가 없거나, 상향링크 관련 주파수 정보, 랜덤 엑세스 무선 자원 정보만 포함한다.
상기 제 1 BWP와 같이 초기 엑세스를 위해 적용될 수 있는 BWP는 셀 내에 복수 개가 존재할 수 있다. 기지국은 상기 복수 개의 BWP에 대한 설정 정보를 시스템 정보로 제공한다. 이 때, 단말은 이 중 하나의 BWP을 선택해야 한다. 혼잡 현상을 완화시키는 목적으로, 단말은 소정의 규칙에 따라 하나의 BWP을 선택한다. 일 예로, UE_ID가 상기 복수 개의 BWP중 하나를 선택하는데 이용된다. 단말은 유일한 UE_ID 값을 가지며, 상기 UE_ID을 소정의 수식에 대입하면, 하나의 인덱스 값이 도출된다. 상기 복수 개의 BWP는 하나의 인덱스와 일대일 대응된다. 따라서, 상기 단말은 상기 도출한 인덱스 값에 대응하는 하나의 BWP을 선택한다. UE_ID는 단말에 대응하는 인식자 (identifier) 중 하나인 IMSI (International Mobile Subscriber Identity)을 특정 수로 모듈 연산한 것이다. 구체적으로, UE_ID = IMSI mode N 형식의 수식으로 도출된다. 여기서 IMSI는 LTE 사용자를 지시하는 유일무이한 인식자이며, 복수 개의 정보의 조합 (MCC + MNC + MSIN, MCC: 국가코드, MNC: 사업자코드, MSIN: 사용자코드)으로 정의된다. N은 특정 양의 정수이다. 다른 예로, 단말은 랜덤하게 하나의 인덱스 값을 도출된다. 상기 복수 개의 BWP는 하나의 인덱스와 일대일 대응된다. 따라서, 상기 단말은 상기 도출한 인덱스 값에 대응하는 하나의 BWP을 선택한다.
상기 단말은 상기 제 1 BWP을 적용하여 (1c-25), 후속 절차를 수행한다. 상기 후속 절차란 랜덤 엑세스 과정 및 소정의 제어 메시지 수신이다. 상기 랜덤 엑세스 과정은 기지국으로 프리엠블 전송 (1c-30), 단말로 랜덤 엑세스 응답메시지 (RAR) 전송 (1c-35), 기지국으로 msg3 메시지 전송 (1c-40), 단말로 msg4 메시지 전송 (1c-45)으로 이루어진다. 단말은 상기 프리엠블을 상기 MSI에서 제공하는 랜덤 엑세스 무선 자원을 이용하여 전송한다. 단말은 프리엠블 전송 후, 소정의 시간 구간 동안 상기 프리엠블에 대응하는 RAR가 전송되는지 여부를 모니터링한다. 상기 단말이 상기 RAR을 성공적으로 수신하였다면, 상기 RAR에서 지시하는 무선 자원에서 msg3 메시지를 전송한다. 소정의 시간 내, 상기 단말은 msg4을 수신하며, 최종적으로 상기 시도한 랜덤 엑세스가 성공하였는지 여부를 판단한다. 상기 메시지들을 송수신하는데 이용되는 모든 무선 자원은 적어도 제 1 BWP 내에 존재해야 한다.
상기 단말은 상기 랜덤 엑세스를 수행 중 혹은 성공적으로 완료한 직후, 여전히 제 1 BWP을 이용하여 상기 기지국에게 자신의 능력 정보를 보고한다 (1c-47). 상기 능력 정보에는 상기 단말이 지원할 수 있는 최대 주파수 대역폭에 대한 정보를 포함하고 있다. 또한, 제 1 BWP을 이용하여, 상기 기지국으로부터 소정의 RRC 제어 메시지를 수신한다 (1c-50). 상기 메시지에는 제 2 BWP의 설정 정보를 포함한다. 상기 BWP의 설정 정보에는 중심 주파수 및 주파수 대역폭 정보를 포함하며, 각기 정보는 상향링크와 하향링크별로 지시될 수 있다. 이 때, 상기 주파수 대역폭은 상기 단말의 능력 정보에 포함된 최대 주파수 대역폭을 초과하지 않는다. 더불어, 상기 제 2 BWP를 활성화시키는 지시자를 수신한다. 만약 상기 단말이 복수 개의 Numerology을 지원하고, 상기 기지국이 Numerology별로 BWP을 설정하기 원한다면, 상기 RRC 제어 메시지는 복수 개의 BWP에 대한 설정 정보를 포함한다. 상기 BWP는 동일 대역폭을 유지하면서 중심 주파수를 일정 시간 간격으로 소정의 패턴에 따라 이동시킬 수 있다. 이를 frequency hopping이라고 칭하며, 상기 패턴 정보 및 수행 여부를 지시하는 정보가 상기 설정 정보에 포함될 수 있다. 상기 제 2 BWP를 활성화시키는 지시자는 상기 제어 메시지 내에 함께 포함되거나, RRC 계층보다 하위 계층인 MAC 계층에서 트리거되는 제어 메시지 내에 포함될 수 있다. 상기 MAC 제어 메시지는 MAC CE (Control Element) 형태로 MAC PDU에 수납된다. 다른 예로, 상기 활성화 여부가 암시적으로 제 2 BWP의 설정 정보를 상기 RRC 제어 메시지에 수납되는 것으로 지시될 수 있다. 상기 단말은 상기 2 BWP의 설정 정보를 수신한 후, 소정의 시점에서 제 1 BWP에서 제 2 BWP로 전환한다 (1c-55). 일 예로, 상기 시점이란 제 1 BWP에서 상향링크의 HARQ ACK/NACK 전송 무선 자원과 제 2 BWP의 HARQ ACK/NACK 전송 무선 자원이 동일하면 혹은 PUCCH configuration이 동일하면, 상기 RRC 제어 메시지 처리 완료 후 즉시, 상기 두 HARQ ACK/NACK 전송 무선 자원이 변경된다면, 상기 RRC 제어 메시지에 대한 HARQ ACK을 전송한 후를 의미한다.
상기 단말은 연결 모드에서 제 2 BWP에서 다른 제 3 BWP로 전환할 수 있다. 제 2 BWP와 제 3 BWP는 중심 주파수와 주파수 대역폭 중 적어도 하나가 다르다. 제 3 BWP의 설정 정보는 RRC 제어 메시지로 상기 단말에게 미리 제공되며 (1c-60), 상기 단말은 BWP 전환을 지시하는 DCI (Downlink Control Information)을 수신한 후, k 심볼 후 혹은 소정의 시간이 지난 후, 제 3 BWP로 전환한다 (1c-65). 상기 DCI는 L1 시그널링으로 제어 채널에 수납된다. 상기 단말은 제 3 BWP에서 상향링크 동기화 목적으로 랜덤 엑세스를 수행할 수도 있다. 상기 랜덤 엑세스 수행 여부는 기지국이 지시하거나, 혹은 항상 수행하거나, 혹은 소정의 조건을 만족하는 경우, 단말의 판단 하에 수행될 수 있다. 일 예로, 상기 조건이란 제 2 BWP와 제 3 BWP의 중심 주파수간 이격거리가 일정 임계치 이하일 경우이다.
상기 단말은 인접 셀로 핸드오버를 수행한다. 소스 셀은 상기 단말에 대해 핸드오버를 결정하면, 타겟 셀에 상기 단말에 대한 설정 정보를 제공한다. 상기 설정 정보에는 상기 단말이 지원하는 BWP 능력 정보 혹은 현재 상기 단말에 적용 중인 BWP의 설정 정보가 포함된다. 상기 타겟 셀은 상기 정보를 고려하여, 상기 단말이 상기 타겟 셀에서 적용할 BWP의 설정 정보를 상기 소스 셀에 전달한다. 상기 설정 정보를 수신한 소스 셀은 이를 상기 단말에게 RRC 제어 메시지를 이용하여, 전송한다 (1c-70). 상기 타겟 셀에 적용할 BWP의 주파수 대역폭은 상기 단말이 지원하는 BWP 능력을 초과할 수 없다. 또한 상기 타겟 셀에 적용될 BWP는 상기 타겟 셀에서의 랜덤 엑세스를 위한 제 4 BWP (1c-75)와 상기 랜덤 엑세스 후 적용되는 제 5 BWP (1c-80)로 구분될 수 있다.
본 발명에서 제 1 BWP와 제 4 BWP는 초기 엑세스 용도이며, 반면 제 2, 3, 5 BWP는 특정 단말을 위한 dedicated BWP이다. BWP의 목적에 따라, 단말에 제공되는 BWP의 설정 정보는 다소 상이할 수 있다.
초기 엑세스 용도인 BWP의 설정 정보는 상향링크, 하향링크 설정 정보로 구성된다. 구체적으로, 하향링크 설정 정보에는 중심 주파수를 특정하는 ARFCN (Absolute Radio Frequency Channel Number), PRB 개수 혹은 Hz 단위로 지시되는 주파수 대역폭, 주파수 및 시간 정보로 구성된 CORESET 설정 정보가 포함된다. CORESET이란 쉽게 기존 LTE 기술에서 PDCCH와 대응되며, PDSCH 스케줄링 정보 등 제어 정보를 제공하는데 이용된다. CORESET 설정 정보에서 주파수 정보란 CORESET이 전송되는 주파수 대역폭 및 frequency offset (첫번째 PRB의 번호)을 의미한다. CORESET 설정 정보에서 시간 정보란 심볼 수 혹은 time offset, 주기 정보를 의미한다. 반면, 상향링크 설정 정보는 중심 주파수를 특정하는 ARFCN, PRB 개수 혹은 Hz 단위로 지시되는 주파수 대역폭, PUCCH 설정 정보가 포함된다. 이 때, 상향링크 중심 주파수가 하향링크와 동일하거나, 고정된 거리만큼 이격되어 있다면, 상기 상향링크 중심 주파수 정보는 생략될 수 있다. 또한, 상향링크 주파수 대역폭 역시 하향링크와 동일하다면 생략될 수 있다. 일 예로, TDD의 경우, 상, 하향링크 중심 주파수와 대역폭이 동일하므로, 상기 설정 정보에서 중복되는 정보는 생략될 수 있다. 대신, TDD BWP임을 지시하는 지시자 혹은 TDD 설정 정보 (DL, UL 패턴 등)가 상기 BWP의 설정 정보에 포함될 수 있다.
동일하게, Dedicated BWP의 설정 정보도 상향링크, 하향링크 설정 정보로 구성된다. 구체적으로, 하향링크 설정 정보에는 해당 BWP의 아이디, Numerology 아이디 (초기 엑세스 BWP와 동일하면 생략 가능), 중심 주파수를 특정하는 ARFCN 혹은 frequency offset, PRB 개수 혹은 Hz 단위로 지시되는 주파수 대역폭, 주파수 및 시간 정보로 구성된 CORESET 설정 정보, Common Search Space (CSS) Indicator가 포함된다. 상기 CSS indicator는 UE-specific Search Space (USS)만 존재하면 'NO', CSS와 USS가 함께 존재하면 'Yes'로 설정된다. 반면, 상향링크 설정 정보는 중심 주파수를 특정하는 ARFCN, PRB 개수 혹은 Hz 단위로 지시되는 주파수 대역폭, PUCCH 설정 정보가 포함된다. 마찬가지로, 상, 하향링크 중심 주파수와 대역폭이 동일하다면, 상기 설정 정보에서 중복되는 정보는 생략될 수 있다.
도 1d는 본 발명에서 단말이 적용하는 부분적인 주파수 대역을 변경하는 단말 동작의 순서도이다.
1d-05 단계에서 상기 단말은 MSI를 통해 제 1 BWP 설정 정보를 획득한다. 1d-10 단계에서 상기 단말은 제 1 BWP 를 통해 랜덤 엑세스 절차 수행하고, 소정의 RRC 제어 메시지를 수신한다. 1d-15 단계에서 상기 단말은 소정의 수신 메시지로부터 제 2 BWP 설정 정보 및 특정 BWP의 활성화를 지시하는 지시자를 획득한다. 1d-20 단계에서 상기 단말은 소정의 시점에 제 1 BWP에서 활성화된 제 2 BWP로 전환한다. 1d-25 단계에서 상기 단말은 BWP 변경 지시자 수신 시, 소정의 시점에서 제 3 BWP로 전환한다. 1d-30 단계에서 상기 단말은 HO 지시하는 소정의 메시지를 수신한다. 상기 메시지로부터 타겟 셀에서 적용될 BWP의 설정 정보를 획득한다. 상기 BWP는 목적에 따라, 복수 개의 BWP가 제공될 수 있다. 1d-35 단계에서 상기 단말은 타겟 셀에서 제 4 BWP를 통해 랜덤 액세스를 수행하고, 랜덤 액세스 완료 후 제 5 BWP로 전환한다.
도 1e는 본 발명에서 단말이 적용하는 부분적인 주파수 대역을 변경하는 기지국 동작의 순서도이다.
1e-05 단계에서 상기 기지국은 MSI를 통해 제 1 BWP 설정 정보를 브로드캐스팅한다. 1e-10 단계에서 상기 기지국은 제 1 BWP 를 통해, 특정 단말과 랜덤 엑세스 과정 수행을 수행한다. 1e-15 단계에서 상기 기지국은 제 1 BWP을 통해, 상기 단말에게 능력 정보를 요청한다. 1e-20 단계에서 상기 기지국은 제 1 BWP을 통해, 상기 단말로부터 능력 정보를 수신한다. 1e-25 단계에서 상기 기지국은 상기 능력 정보를 초과하지 않게 제 2 BWP 설정 정보를 구성한다. 1e-30 단계에서 상기 기지국은 제 1 BWP을 통해, 상기 단말에게 상기 제 2 BWP 설정 정보를 전송한다. 1e-35 단계에서 상기 기지국은 소정의 시점부터, 상기 단말과의 송수신 동작에서 제 2 BWP를 적용한다. 1e-40 단계에서 상기 기지국은 상기 단말에 대한, BWP 변경을 결정한다. 1e-45 단계에서 상기 기지국은 제 2 BWP을 통해, 상기 단말에게 제 3 BWP의 설정 정보를 전송한다. 1e-50 단계에서 상기 기지국은 소정의 시점부터, 상기 제 3 BWP를 적용한다. 1e-55 단계에서 상기 기지국은 상기 단말에 대한, 핸드오버를 결정한다. 1e-60 단계에서 상기 기지국은 타겟 셀로부터 BWP 설정 정보를 요청 및 수신한다. 1e-65 단계에서 상기 기지국은 상기 단말에게 상기 BWP 설정 정보를 전송한다.
도 1f에 단말의 구조를 도시하였다.
상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(1f-10), 기저대역(baseband)처리부(1f-20), 저장부(1f-30), 제어부(1f-40)를 포함한다.
상기 RF처리부(1f-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1f-10)는 상기 기저대역처리부(1f-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(1f-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(1f-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(1f-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(1f-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(1f-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1f-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1f-20)은 상기 RF처리부(1f-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(1f-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(1f-20)은 상기 RF처리부(1f-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(1f-20) 및 상기 RF처리부(1f-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1f-20) 및 상기 RF처리부(1f-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(1f-20) 및 상기 RF처리부(1f-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(1f-20) 및 상기 RF처리부(1f-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(1f-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1f-30)는 제2무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1f-30)는 상기 제어부(1f-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(1f-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1f-40)는 상기 기저대역처리부(1f-20) 및 상기 RF처리부(1f-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1f-40)는 상기 저장부(1f-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(1f-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1f-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.
도 1g는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 주기지국의 블록 구성을 도시한다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(1g-10), 기저대역처리부(1g-20), 백홀통신부(1g-30), 저장부(1g-40), 제어부(1g-50)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리부(1g-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1g-10)는 상기 기저대역처리부(1g-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(1g-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(1g-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(1g-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(1g-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(1g-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1g-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1g-20)은 상기 RF처리부(1g-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1g-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(1g-20)은 상기 RF처리부(1g-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(1g-20) 및 상기 RF처리부(1g-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1g-20) 및 상기 RF처리부(1g-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.
상기 백홀통신부(1g-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(1g-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(1g-40)는 상기 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1g-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(1g-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1g-40)는 상기 제어부(1g-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(1g-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1g-50)는 상기 기저대역처리부(1g-20) 및 상기 RF처리부(1g-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(1g-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1g-50)는 상기 저장부(1g-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(1g-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
<제 2 실시 예>
도 2a은 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
상기 도 2a을 참고하면, 상기 무선 통신 시스템은 여러 개의 기지국들 (2a-05)(2a-10)(2a-15)(2a-20)과 MME (Mobility Management Entity)(2a-20) 및 S-GW (Serving-Gateway)(2a-30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(2a-35)은 기지국(2a-05)(2a-10)(2a-15)(2a-20) 및 S-GW(2a-30)을 통해 외부 네트워크에 접속한다.
상기 기지국들(2a-05)(2a-10)(2a-15)(2a-20)은 셀룰러 망의 접속 노드로서 망에 접속하는 단말들에게 무선 접속을 제공한다. 즉, 상기 기지국(2a-05)(2a-10)(2a-15)(2a-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(2a-25)는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국들과 연결되며, S-GW(2a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이다. 또한, 상기 MME(2a-25) 및 S-GW(2a-30)는 망에 접속하는 단말에 대한 인증(authentication), 베어러(bearer) 관리 등을 더 수행할 수 있으며 상기 기지국(2a-05)(2a-10)(2a-15)(2a-20)으로부터 도착한 패킷 또는 상기 기지국 (2a-05)(2a-10)(2a-15)(2a-20)으로 전달할 패킷을 처리한다.
도 2b는 본 발명의 설명을 위해 참고로 하는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(2b-05)(2b-40), RLC(Radio Link Control)(2b-10)(2b-35), MAC (Medium Access Control)(2b-15)(2b-30)으로 이루어진다. PDCP(Packet Data Convergence Protocol) (2b-05)(2b-40)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당하고, 무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다) (2b-10)(2b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성한다. MAC(2b-15)(2b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. 물리 계층(2b-20)(2b-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. 상기 PUCCH는 일반적으로 후술할 PCell의 상향링크에서 전송이 되지만, 기지국은 단말이 지원하는 경우, 해당 단말에게 후술할 SCell에 추가로 전송되는 경우가 있으며, 이를 PUCCH SCell이라 칭한다.
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.
한편 상기 PHY 계층은 하나 혹은 복수 개의 주파수/반송파로 이루어질 수 있으며, 복수 개의 주파수를 동시에 설정하여 사용하는 기술을 반송파 집적 기술 (carrier aggregation, 이하 CA라 칭함)이라 한다. CA 기술이란 단말 (혹은 User Equipment, UE) 과 기지국 (E-UTRAN NodeB, eNB) 사이의 통신을 위해 하나의 반송파만 사용하던 것을, 주반송파와 하나 혹은 복수개의 부차반송파를 추가로 사용하여 부차반송파의 갯수만큼 전송량을 획기적으로 늘릴 수 있다. 한편, LTE에서는 주반송파를 사용하는 기지국 내의 셀을 PCell (Primary Cell)이라 하며, 부차반송파를 SCell (Secondary Cell)이라 칭한다.
한편 LTE 시스템에서 단말은 기지국에게 소정의 조건에 따라 파워헤드룸 정보를 보고 (Power Headroom Report, PHR) 한다. 상기 파워헤드룸 정보란, 단말에게 설정된 최대 전송 전력과 단말이 추정한 전송 전력과의 차이를 의미한다. 상기 단말이 추정한 전송 전력은, 단말이 실제 상향링크를 전송하는 경우에는 전송할 때 사용하는 값을 기반으로 계산 (이때 계산된 값을 Real 값이라 함)되지만, 단말이 실제 전송하지 않는 경우 표준 규격에 정의된 소정의 수식을 기반으로 계산(이때 계산된 값을 Virtual 값이라 함)된다. 상기 파워헤드룸 정보를 보고함으로써, 기지국은 단말의 최대 전송 가능한 전력 치가 어느 정도인지를 판단할 수 있다. 한편, 상기 CA 상황에서 파워헤드룸 정보는 각 부차반송파 별로 전송이 된다.
도 2c는 단말에서 반송파 집적 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 2c를 참조하면, 하나의 기지국에서는 일반적으로 여러 주파수 대역에 걸쳐서 다중 캐리어들이 송출되고 수신된다. 예를 들어 기지국(2c-05)에서 중심 주파수가 f1인 캐리어(2c-15)와 중심 주파수가 f3(2c-10)인 캐리어가 송출될 때, 종래에는 하나의 단말이 상기 두 개의 캐리어 중 하나의 캐리어를 이용해서 데이터를 송수신하였다. 그러나 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말은 동시에 여러 개의 캐리어로부터 데이터를 송수신할 수 있다. 기지국(2c-05)은 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말(2c-30)에 대해서는 상황에 따라 더 많은 캐리어를 할당함으로써 상기 단말(2c-30)의 전송 속도를 높일 수 있다.
전통적인 의미로 하나의 기지국에서 송출되고 수신되는 하나의 순방향 캐리어와 하나의 역방향 캐리어가 하나의 셀을 구성한다고 할 때, 캐리어 집적이란 단말이 동시에 여러 개의 셀을 통해서 데이터를 송수신하는 것으로 이해될 수도 있을 것이다. 이를 통해 최대 전송 속도는 집적되는 캐리어의 수에 비례해서 증가된다.
이하 본 발명을 설명함에 있어서 단말이 임의의 순방향 캐리어를 통해 데이터를 수신하거나 임의의 역방향 캐리어를 통해 데이터를 전송한다는 것은 상기 캐리어를 특징짓는 중심 주파수와 주파수 대역에 대응되는 셀에서 제공하는 제어 채널과 데이터 채널을 이용해서 데이터를 송수신한다는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한 이하 본 발명의 실시 예는 설명의 편의를 위해 LTE 시스템을 가정하여 설명될 것이나, 본 발명은 캐리어 집적을 지원하는 각종 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.
상기 캐리어 집적을 하거나 혹은 하지 않은 경우에도, 역방향 (즉, 단말에서 기지국으로의) 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 파워헤드룸 보고 메시지 (PHR, Power Headroom Report)라는 것을 전송해서 자신의 가용 전송 출력(PH, Power Headroom) 상태를 기지국에 보고한다.
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 등이 있다. 이 중 경로 손실(Path Loss, 이하 PL)이나 누적 출력 조정 명령값은 역방향 캐리어 별로 다를 수 있으므로, 한 단말에 다수의 역방향 캐리어가 집적되면 역방향 캐리어 별로 PHR 전송 여부를 설정하는 것이 올바르다. 그렇지만, 효율적인 PHR 전송을 위해, 하나의 역방향 캐리어에서 다수의 역방향 캐리어에 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 역방향 캐리어에 대한 PH들을 모두 보고하는 방법은 더 효율적일 수 있다. 이를 위해, 기존의 PHR을 확장시켜야 한다. 하나의 PHR에 포함될 다수의 PH들은 미리 정해진 순서에 따라 구성될 것이다.
PHR은 통상 연결된 순방향 캐리어의 경로 손실이 소정의 기준 값 이상으로 변경되거나, prohibit PHR timer가 만료되거나 또는 PHR을 생성한 후 소정의 기간이 경과하면 트리거된다. 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 2d는 LTE 및 NR에서 다중 연결 (dual connectivity, DC)의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2d는 상기 Dual Connectivity의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
Dual connectivity (DC) 기술을 사용하면 단말은 두개의 기지국을 동시에 연결하여 사용할 수 있으며, 본 예시 도면에서는 단말 (2d-05)이 LTE 기술을 사용하는 매크로 기지국 (2d-00)과 NR 기술을 사용하는 스몰셀 기지국 (2d-10)를 동시에 연결하여 데이터를 송수신하는 경우를 도시하였다. 이를 EN-DC 라 칭한다 (E-UTRAN?R Dual Connectivity) 매크로 기지국은 MeNB (Master E-UTRAN NodeB)로 칭하며, 스몰셀 기지국은 SgNB (Secondary 5G NodeB)로 칭한다. MeNB의 서비스 영역 내에 여러 개의 스몰 셀이 존재할 수 있으며, MeNB은 상기 SgNB들과 유선 backhaul 망 (2d-15)로 연결되어 있다. MeNB로부터 제공받는 서빙 셀의 집합을 MCG (Master Cell Group) (2d-20)라고 하며, MCG에서 반드시 하나의 서빙 셀은 connection establishment, connection re-establishment, handover 등 기존 셀이 수행해왔던 기능들을 모두 가지는 PCell (primary Cell) (2d-25) 이다. 또한 상기 PCell에서는 상향링크 제어채널은 PUCCH을 가진다. PCell 이외의 서빙 셀을 SCell (Secondary Cell) (2d-30)이라고 한다. 도 2d에서는 MeNB가 하나의 SCell을, SgNB가 3 개의 SCell들을 제공하는 시나리오를 도시하고 있다. SgNB가 제공하는 서빙 셀의 집합을 SCG (Secondary Cell Group) (2d-40)이라고 칭한다. MeNB은 상기 단말이 두 기지국으로부터 데이터를 송수신할 때, SgNB에서 제공하는 서빙 셀들을 추가, 변경, 제거하는 명령을 SgNB에 내린다. 이러한 명령을 내리기 위해서, MeNB는 단말에게 서빙 셀 및 주변 셀들을 측정하도록 설정 (Configuration)할 수 있다. 단말은 설정 정보에 따라, 측정한 결과를 MeNB에 보고해야 한다. SgNB이 단말에게 효율적으로 데이터를 송수신하기 위해서는 MCG의 PCell과 유사한 역할을 하는 서빙 셀이 필요하며, 본 발명에서는 이를 PSCell (Primary SCell)이라고 칭한다. PSCell은 SCG의 서빙 셀 중, 하나로 정해지며, 상향링크 제어채널인 PUCCH을 가지고 있는 것을 특징으로 한다. PUCCH는 단말이 HARQ ACK/NACK 정보, CSI (Channel Status Information) 정보, SR (Scheduling Request) 등을 기지국에 전달하는데 이용된다.
도 2e는 차세대 이동통신 시스템에서 부분적인 주파수 대역을 적용하는 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 2e는 차세대 이동통신 시스템에서 부분적인 주파수 대역을 적용하는 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
부분적인 주파수 대역 (BWP, BandWidth Part) 적용 기술이란, 한 단말이 한 셀에 의해 이용되는 시스템 주파수 대역폭 (system bandwidth) 중, 일부 주파수 대역폭만을 이용하여 통신을 수행하는 것을 의미한다. 상기 BWP은 단말 제조 비용 절감 혹은 단말 절전 목적으로 이용된다. 상기 BWP은 이를 지원하는 단말에 한해 기지국에 의해 설정될 수 있다.
도 2e을 참고하면, 크게 3 가지의 BWP 운용 시나리오가 존재한다.
제 1 시나리오는 한 셀에 의해 이용되는 시스템 주파수 대역폭 (2e-05)보다 좁은 주파수 대역폭 (2e-10)만을 지원하는 단말을 위해, BWP을 적용하는 것이다. 제조 비용 절감을 위해, 특정 단말은 제한된 주파수 대역폭을 지원하도록 개발될 수 있다. 상기 단말은 기지국에 상기 제한된 주파수 대역폭만을 지원하다고 보고해야 하며, 상기 기지국은 이에 따라 상기 단말이 지원하는 최대 대역폭 혹은 그 이하의 BWP을 설정한다.
제 2 시나리오는 단말 절전을 목적으로 BWP을 적용하는 것이다. 일 예로, 한 단말이 한 셀에 의해 이용되는 시스템 주파수 대역폭 전체 (2e-15) 혹은, 그 일부 주파수 대역폭 (2e-20)을 이용하여, 통신을 수행하고 있었으나, 절전을 목적으로 통신 기지국이 더 좁은 주파수 대역폭 (2e-25)을 설정할 수 있다.
제 3 시나리오는 각기 다른 Numerology에 대응하는 개별적인 BWP을 적용하는 것이다. 상기 Numerology란 다양한 서비스 요구사항에 맞춰 최적의 데이터 전송을 구현하기 위해, 물리 계층 설정을 다변화하는 것을 의미한다. 일 예로, 복수 개의 서브캐리어로 구성되는 OFDMA 구조에서 상기 서브캐리어간 이격 거리를 소정의 요구사항에 따라 가변적으로 조정할 수 있다. 한 단말은 동시에 복수 개의 Numerology을 적용하여 통신할 수 있다. 이 때, 각 Numerology에 대응하는 물리 계층 설정은 상기하기 때문에, 각 Numerology을 개별적인 BWP (2e-35, 2e-40)로 분리하여 적용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기 BWP을 설정 및 변경하는 방법을 제안한다. 각 단말마다 지원 가능한 대역폭이 상이하기 때문에, 초기 엑세스에서는 모든 단말이 적용 가능한 BWP으로 통신이 이루어져야 하며, 소정의 시점부터 특정 단말을 위한 BWP가 적용된다. 상기 적용된 BWP는 소정의 시그널링을 통해 변경 가능하며, 핸드오버 시 타겟 셀에서 적용될 BWP은 소정의 시그널링 통해 단말에게 지시된다.
도 2f은 단말의 불연속 수신 (Discontinuous Reception, 이하 DRX라 칭함) 동작을 설명하기 위한 도면이다.
DRX란 단말의 전력 소모를 최소화하기 위해 기지국의 설정에 따라, 스케줄링 정보를 얻기 위해, 모든 물리 다운링크 제어채널 (Physical Downlink Control Channel, 이하 PDCCH라 칭함)을 모니터링하는 대신, 상기 설정정보에 따라 일부의 PDCCH만을 모니터링하는 기술이다. 기본적인 DRX 동작은 DRX 주기 (2f-00)를 갖고, onDuration (2f-05) 시간 동안만 PDCCH을 모니터링한다. 연결 모드에서 DRX 주기는 long DRX 와 short DRX의 두 가지 값이 설정된다. 일반적인 경우엔 long DRX 주기가 적용되며, 필요에 따라, 기지국은 추가로 short DRX 주기를 설정할 수 있다. Long DRX 주기와 short DRX 주기가 모두 설정된 경우, 단말은 short DRX timer를 시작함과 동시에, short DRX 주기부터 반복하며, short DRX timer가 만료 후까지 신규 트래픽이 없는 경우, 단말은 short DRX 주기에서 long DRX 주기로 변경한다. 만약 on-duration (2f-05) 시간 동안, 새로운 패킷에 대한 스케줄링 정보가 PDCCH에 의해 수신되면 (2f-10), 단말은 DRX inactivity timer (2f-15)을 시작한다. 단말은 DRX inactivity timer 동안 active 상태를 유지한다. 즉, PDCCH 모니터링을 지속한다. 또한 HARQ RTT timer (2f-20)도 시작한다. HARQ RTT timer는 단말이 HARQ RTT (Round Trip Time) 시간 동안, 불필요하게 PDCCH을 모니터링하는 것을 방지하기 위해 적용되며, 상기 타이머 동작 시간 동안, 단말은 PDCCH 모니터링을 수행할 필요가 없다. 단, DRX inactivity timer와 HARQ RTT timer가 동시에 동작하는 동안에는 단말은 DRX inactivity timer을 기준으로 PDCCH 모니터링을 지속한다. HARQ RTT timer가 만료되면, DRX retransmission timer (2f-25)가 시작된다. 상기 DRX retransmission timer가 동작하는 동안엔, 단말은 PDCCH 모니터링을 수행해야 한다. 일반적으로 DRX retransmission timer 동작 시간 동안, HARQ 재전송을 위한 스케줄링 정보가 수신된다 (2f-30). 상기 스케줄링 정보를 수신하면, 단말은 바로 DRX retransmission timer을 중지시키고, 다시 HARQ RTT timer을 시작한다. 위의 동작은 상기 패킷이 성공적으로 수신될 때까지 지속한다 (2f-35). 또한 추가적으로 단말이 on-duration 혹은 DRX inactivity timer가 동작하는 동안에 기지국이 더 이상 해당 단말에게 보낼 데이터가 없는 경우, DRX Command MAC CE 메시지를 전송할 수 있다. 이를 수신한 단말은 동작하고 있는 on-duration 타이머와 DRX inactivity timer를 모두 멈추고, short DRX 가 설정된 경우, short DRX 주기를 우선 사용하고, long DRX 만 설정된 경우, long DRX 주기를 사용한다.
도 2g는 본 발명에서 제안하는 발명을 적용 시 단말과 기지국간의 메시지 흐름 예시 도면이다.
휴면모드 (RRC_IDLE)의 단말 (2g-01)은 현재 머무르고 있는 (camping) 광대역의 기지국 (혹은 셀) (2g-03)로부터 최소한의 시스템 정보가 담겨있는 minimum system information (SI) 메시지를 수신한다 (2g-11). 상기 minimum SI에는 단말이 기지국의 대역폭 (즉 시스템대역폭) 중 어떠한 대역폭 혹은 BWP가 초기 접속을 위해 사용되는지에 대한 정보를 획득할 수 있다 (2g-13).
이후 단말은 보낼 데이터가 발생하거나, 네트워크로부터 수신할 데이터가 있음을 알리는 페이징 메시지를 수신하는 등의 이유로 기지국으로 접속을 수행한다 (2g-21). 상기 휴면 모드에서는 단말의 전력 절약 등을 위해 네트워크와 연결이 되어 있지 않아 데이터를 전송할 수 없는 상태이며, 데이터 전송을 위해서는 연결 모드 (RRC_CONNECTED)로 천이가 필요하다. 단말이 기지국으로 접속 절차를 성공하면, 단말은 연결 모드 (RRC_CONNECTED)로 상태가 변경이 된다.
이후 기지국은 해당 단말의 능력에 따라, 보다 상세히는 단말이 지원할 수 있는 최대 대역폭 정보 등에 따라, 여러 개의 단말전용 BWP 설정 정보 및 설정한 BWP 가운데 특정 BWP의 활성화를 설정할 수 있다 (2g-23). 뿐만 아니라, 상기 설정한 BWP 중 하나가 기본 BWP로 지정될 수 있다. 만약 상기 기본 BWP가 지정되지 않은 경우, 상기 접속을 수행하기 위해 획득한 초기접속 BWP가 기본 BWP로 판단할 수 있다. 상기 설정정보는 RRC 계층의 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 사용하여 전송할 수 있다.
상기 메시지를 수신한 단말은 이를 성공적으로 수신하였음을 알리는 확인 메시지를 전송하며, 이는 RRC 계층의 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 사용하여 전송할 수 있다 (2g-25).
이후, 단말은 기지국으로부터 추가 메시지를 수신하여, 상기 초기접속 BWP로부터 상기 설정받은 BWP 가운데 특정 BWP로 동작대역을 변경할 수 있다 (2g-27). 혹은 소정의 시점에서 초기접속 BWP에서 설정받은 BWP 가운데 상기 설정정보 내에 포함된 시간 정보에 따라 특정 BWP로 동작대역을 변경할 수도 있다.
한편, 이후 혹은 상기 설정정보와 함께, 기지국은 단말에게 전술한 DRX 관련 설정 정보를 전송할 수 있다 (2g-31). 상기 DRX 관련 설정 정보는 전술한 DRX 관련 타이머들 뿐만 아니라, 소정의 조건에 따라 기본 BWP로 대역폭 변경을 할 수 있는 조건 정보를 포함한다. 상기 조건 정보는 DRX inactivity timer 만료 시 대역폭 변경 혹은 short DRX timer 만료 시 대역폭 중 하나 혹은 둘 모두를 지시할 수 있다. 상기 설정정보는 RRC 계층의 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 사용하여 전송할 수 있다.
상기 메시지를 수신한 단말은 이를 성공적으로 수신하였음을 알리는 확인 메시지를 전송하며, 이는 RRC 계층의 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 사용하여 전송할 수 있다 (2g-33).
상기 설정정보를 수신한 단말은 전술한 DRX 동작을 수행하여, 단말의 PDCCH 수신시점을 조절한다 (2g-35). 이 때, 만약 상기 DRX 설정 정보 내에, 대역폭 변경과 관련된 타이머가 만료되거나, DRX Command MAC CE를 수신하거나, 혹은 상기 타이머가 만료되고 현재 사용하고 있는 (serving) BWP와 기본 BWP가 소정의 조건을 충족하면, 단말은 상기 설정받은 기본 BWP로 대역폭을 변경한다. 상기 소정의 조건은 기본 WP의 중심 주파수와 serving BWP의 중심 주파수가 같아서 별도의 RF 재정렬 등이 필요없는 경우를 가정할 수 있다. 뿐만 아니라, 기지국이 PDCCH 내에 전송하는 하향링크제어정보 (DCI, Downlink Control Information)로 기본 BWP로의 변경, 혹은 기본 BWP에서 설정된 다른 BWP로의 변경을 지시할 수도 있다.
만약 단말이 기지국으로부터 DRX Command MAC CE를 수신하여 대역폭을 변경하는 경우, 단말은 상기 short DRX timer 를 재구동하고, 상기 short DRX timer가 만료되는 시점에서 기본 BWP로 변경할 수 있다. 혹은 상기 DRX 설정 정보 내에 시간 정보가 포함되어 (예를 들어, N 슬롯), 해당 시간 이후 대역폭 변경을 수행할 수 있다. 만약, 단말이 상기 대역폭 변경과 관련된 타이머가 만료되는 경우, 단말은 만료되는 시점으로부터 k 심볼 후 기본 BWP로 대역폭 변경을 수행할 수 있다. 상기 k 심볼은 규격에서 정의되는 값이거나 상기 DRX 설정 정보에 포함되는 정보일 수 있다.
만약 단말이 기본 BWP로 동작하는 중에 서빙 BWP를 소정의 BWP로 변경 (swithching)할 것을 지시하는 DCI를 수신할 수 있으며, 이 경우, 단말은 상기 k 심볼 후 기본 BWP에서 새로운 서빙 BWP로 스위칭을 수행한다. 뿐만 아니라, 단말이 상기 기본 BWP로 동작하는 중에 하향링크 트래픽 발생으로 인해 inactivity timer 가 시작되는 경우, 단말은 기지국이 전송할 데이터가 많다고 판단하여, 상기 기본 BWP에서 RRC로 설정되는 소정의 BWP, 혹은 기지국 전체 대역, 혹은 단말이 지원하는 최대 대역폭으로 대역을 변경할 수 있다. 상기의 동작을 통해 DRX 동작 중에도 대역폭을 변경하여 단말은 전력 소모를 줄임과 동시에 데이터 발생 시에 대역폭을 충분히 활용하여 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
도 2h는 본 발명에서 제안하는 발명을 적용 시 단말의 동작 순서 예시 도면이다. 본 예시도면에서는 단말은 이미 기지국에 연결되어 데이터 송수신을 할 수 있는 상황을 가정한다.
즉 전술한 바와 같이 단말이 기지국의 minimum system information (SI) 메시지를 수신하여 기지국의 대역폭 (즉 시스템대역폭) 중 어떠한 대역폭 혹은 BWP가 초기 접속을 위해 사용되는지에 대한 정보를 획득하고, 해당 기지국으로 접속을 수행한다.
이후 단말은 기지국으로부터 단말의 능력에 따라, 보다 상세히는 단말이 지원할 수 있는 최대 대역폭 정보 등에 따라, 여러 개의 단말전용 BWP 설정 정보 및 설정한 BWP 가운데 특정 BWP의 활성화를 설정받을 수 있다 (2h-03). 뿐만 아니라, 상기 설정한 BWP 중 하나가 기본 BWP로 지정될 수 있다. 만약 상기 기본 BWP가 지정되지 않은 경우, 상기 접속을 수행하기 위해 획득한 초기접속 BWP가 기본 BWP로 판단할 수 있다. 또한 단말은 기지국으로부터 상기 설정정보와 함께, 기지국은 단말에게 전술한 DRX 관련 설정 정보를 수신할 수 있다. 상기 DRX 관련 설정 정보는 전술한 DRX 관련 타이머들 뿐만 아니라, 소정의 조건에 따라 기본 BWP로 대역폭 변경을 할 수 있는 조건 정보를 포함한다. 상기 조건 정보는 DRX inactivity timer 만료 시 대역폭 변경 혹은 short DRX timer 만료 시 대역폭 중 하나 혹은 둘 모두를 지시할 수 있다. 상기 설정정보는 RRC 계층의 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 사용하여 전송할 수 있다.
상기 메시지를 수신한 단말은 이를 성공적으로 수신하였음을 알리는 확인 메시지를 전송하며, 이는 RRC 계층의 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지를 사용하여 전송할 수 있다 (2h-05).
상기 설정정보를 수신한 단말은 전술한 DRX 동작을 수행하여, 단말의 PDCCH 수신시점을 조절한다 (2h-07). 이 때, 단말은 상기 설정 정보에 따라, 설정된 조건에 부합하는 경우 BWP1 혹은 BWP2로 동작 대역폭을 변경한다 (2h-09). 상기의 BWP1은 전술한 기본 BWP일 수 있으며, 상기의 BWP2는 기지국이 상기 RRC로 설정하는 설정정보 내에 포함한 BWP이거나, 혹은 기지국 전체 대역, 혹은 단말이 지원하는 최대 대역폭일 수 있다.
예를 들어, 단말은 하기의 조건일 때, 현재 사용하는 대역폭에서 BWP1로 대역폭을 변경할 수 있다 (2h-11). 만약 상기 DRX 설정 정보 내에, 대역폭 변경과 관련된 타이머가 만료되거나, DRX Command MAC CE를 수신하거나, 혹은 상기 타이머가 만료되고 현재 사용하고 있는 (serving) BWP와 기본 BWP가 소정의 조건을 충족하면, 단말은 상기 설정받은 기본 BWP로 대역폭을 변경한다. 상기 소정의 조건은 기본 WP의 중심 주파수와 serving BWP의 중심 주파수가 같아서 별도의 RF 재정렬 등이 필요없는 경우를 가정할 수 있다. 뿐만 아니라, 기지국이 PDCCH 내에 전송하는 하향링크제어정보 (DCI, Downlink Control Information)로 기본 BWP로의 변경, 혹은 기본 BWP에서 설정된 다른 BWP로의 변경을 지시할 수도 있다.
만약 단말이 기지국으로부터 DRX Command MAC CE를 수신하여 대역폭을 변경하는 경우, 단말은 상기 short DRX timer 를 재구동하고, 상기 short DRX timer가 만료되는 시점에서 기본 BWP로 변경할 수 있다. 혹은 상기 DRX 설정 정보 내에 시간 정보가 포함되어 (예를 들어, N 슬롯), 해당 시간 이후 대역폭 변경을 수행할 수 있다. 만약, 단말이 상기 대역폭 변경과 관련된 타이머가 만료되는 경우, 단말은 만료되는 시점으로부터 k 심볼 후 기본 BWP로 대역폭 변경을 수행할 수 있다. 상기 k 심볼은 규격에서 정의되는 값이거나 상기 DRX 설정 정보에 포함되는 정보일 수 있다.
예를 들어, 단말은 하기의 조건일 때, 현재 사용하는 대역폭에서 BWP2로 대역폭을 변경할 수 있다 (2h-13). 만약 단말이 기본 BWP로 동작하는 중에 서빙 BWP를 소정의 BWP로 변경 (swithching)할 것을 지시하는 DCI를 수신할 수 있으며, 이 경우, 단말은 상기 k 심볼 후 기본 BWP에서 새로운 서빙 BWP로 스위칭을 수행한다. 뿐만 아니라, 단말이 상기 기본 BWP로 동작하는 중에 하향링크 트래픽 발생으로 인해 inactivity timer 가 시작되는 경우, 단말은 기지국이 전송할 데이터가 많다고 판단하여, 상기 기본 BWP에서 RRC로 설정되는 소정의 BWP, 혹은 기지국 전체 대역, 혹은 단말이 지원하는 최대 대역폭으로 대역을 변경할 수 있다.
상기의 동작을 통해 DRX 동작 중에도 대역폭을 변경하여 단말은 전력 소모를 줄임과 동시에 데이터 발생 시에 대역폭을 충분히 활용하여 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
도 2i는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시한다.
상기 도 2i를 참고하면, 상기 단말은 RF (Radio Frequency) 처리부 (2i-10), 기저대역 (baseband) 처리부 (2i-20), 저장부 (2i-30), 제어부 (2i-40)를 포함한다.
상기 RF처리부 (2i-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부 (2i-10)는 상기 기저대역처리부 (2i-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(2i-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 2i에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부 (2i-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부 (2i-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부 (2i-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다.
상기 기저대역처리부 (2i-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부 (2i-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부 (2i-20)은 상기 RF처리부 (2i-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(2i-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(2i-20)은 상기 RF처리부(2i-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 (2i-20) 및 상기 RF처리부 (2i-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부 (2i-20) 및 상기 RF처리부 (2i-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(2i-20) 및 상기 RF처리부 (2i-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부 (2i-20) 및 상기 RF처리부(2i-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: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.
상기 저장부 (2i-30)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부 (2i-30)는 무선랜 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 무선랜 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부 (2i-30)는 상기 제어부 (2i-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부 (2i-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부 (2i-40)는 상기 기저대역처리부 (2i-20) 및 상기 RF처리부 (2i-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(2i-40)는 상기 저장부(2i-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부 (2i-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부 (2i-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 (2i-40)는 다중 연결 모드로 동작하기 위한 처리를 수행하는 다중연결처리부 (2i-42)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부(2i-40)는 상기 단말이 상기 도 2e에 도시된 단말의 동작에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부(2i-40)는 기지국으로부터 수신한 설정 정보에 따라, DRX 동작시 소정의 조건에 따라 대역폭을 조정하여 단말의 전력 소모를 줄일 수 있다.
<제 3 실시 예>
도 3a는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3a을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB, Node B 또는 기지국)(3a-05, 3a-10, 3a-15, 3a-20)과 MME (3a-25, Mobility Management Entity) 및 S-GW(3a-30, Serving-Gateway)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(3a-35)은 ENB(3a-05 ~ 3a-20) 및 S-GW(3a-30)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
도 3a에서 ENB(3a-05 ~ 3a-20)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. ENB는 UE(3a-35)와 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 ENB(3a-05 ~ 3a-20)가 담당한다. 하나의 ENB는 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(3a-30)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(3a-25)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다.
도 3b는 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3b를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 PDCP (Packet Data Convergence Protocol 3b-05, 3b-40), RLC (Radio Link Control 3b-10, 3b-35), MAC (Medium Access Control 3b-15, 3b-30)으로 이루어진다. PDCP (Packet Data Convergence Protocol)(3b-05, 3b-40)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당한다. PDCP의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- 헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)
- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)
- 순서 재정렬 기능(For split bearers in DC (only support for RLC AM): PDCP PDU routing for transmission and PDCP PDU reordering for reception)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs at PDCP re-establishment procedure for RLC AM)
- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs at handover and, for split bearers in DC, of PDCP PDUs at PDCP data-recovery procedure, for RLC AM)
- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)
- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)
무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다)(3b-10, 3b-35)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. RLC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)
- ARQ 기능(Error Correction through ARQ (only for AM data transfer))
- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs (only for UM and AM data transfer))
- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs (only for AM data transfer))
- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs (only for UM and AM data transfer)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection (only for UM and AM data transfer))
- 오류 탐지 기능(Protocol error detection (only for AM data transfer))
- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard (only for UM and AM data transfer))
- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)
MAC(3b-15, 3b-30)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. MAC의 주요 기능은 하기와 같이 요약된다.
- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)
- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs belonging to one or different logical channels into/from transport blocks (TB) delivered to/from the physical layer on transport channels)
- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)
- HARQ 기능(Error correction through HARQ)
- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)
- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)
- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)
- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)
- 패딩 기능(Padding)
물리 계층(3b-20, 3b-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 3c는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3c을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 이동통신 시스템(이하 NR 혹은 5G)의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하 NR gNB 혹은 NR 기지국)(3c-10) 과 NR CN (3c-05, New Radio Core Network)로 구성된다. 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE 또는 단말)(3c-15)은 NR gNB(3c-10) 및 NR CN (3c-05)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
도 3c에서 NR gNB(3c-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB (Evolved Node B)에 대응된다. NR gNB는 NR UE(3c-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(3c-10)가 담당한다. 하나의 NR gNB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 현재 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 (3c-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 (3c-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 기존 기지국인 eNB (3c-30)와 연결된다.
도 3d는 본 발명이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다. .
도 3d를 참조하면, 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 NR 기지국에서 각각 NR PDCP(3d-05, 3d-40), NR RLC(3d-10, 3d-35), NR MAC(3d-15, 3d-30)으로 이루어진다. NR PDCP (3d-05, 3d-40)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)
- 사용자 데이터 전송 기능 (Transfer of user data)
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)
- 비순차적 전달 기능 (Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)
- 순서 재정렬 기능(PDCP PDU reordering for reception)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs)
- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs)
- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)
- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)
상기에서 NR PDCP 장치의 순서 재정렬 기능(reordering)은 하위 계층에서 수신한 PDCP PDU들을 PDCP SN(sequence number)을 기반으로 순서대로 재정렬하는 기능을 말하며, 재정렬된 순서대로 데이터를 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 순서를 고려하지 않고, 바로 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 PDCP PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있다.
NR RLC(3d-10, 3d-35)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)
- 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)
- ARQ 기능(Error Correction through ARQ)
- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs)
- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs)
- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection)
- 오류 탐지 기능(Protocol error detection)
- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard)
- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)
상기에서 NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 말하며, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 수신한 RLC PDU들을 RLC SN(sequence number) 혹은 PDCP SN(sequence number)를 기준으로 재정렬하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC SDU가 있을 경우, 유실된 RLC SDU 이전까지의 RLC SDU들만을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 타이머가 시작되기 전에 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 혹은 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 현재까지 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다. 또한 상기에서 RLC PDU들을 수신하는 순서대로 (일련번호, Sequence number의 순서와 상관없이, 도착하는 순으로) 처리하여 PDCP 장치로 순서와 상관없이(Out-of sequence delivery) 전달할 수도 있으며, segment 인 경우에는 버퍼에 저장되어 있거나 추후에 수신될 segment들을 수신하여 온전한 하나의 RLC PDU로 재구성한 후, 처리하여 PDCP 장치로 전달할 수 있다. 상기 NR RLC 계층은 접합(Concatenation) 기능을 포함하지 않을 수 있고 상기 기능을 NR MAC 계층에서 수행하거나 NR MAC 계층의 다중화(multiplexing) 기능으로 대체할 수 있다.
상기에서 NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서와 상관없이 바로 상위 계층으로 전달하는 기능을 말하며, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 수신한 RLC PDU들의 RLC SN 혹은 PDCP SN을 저장하고 순서를 정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록해두는 기능을 포함할 수 있다.
NR MAC(3d-15, 3d-30)은 한 단말에 구성된 여러 NR RLC 계층 장치들과 연결될 수 있으며, NR MAC의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)
- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs)
- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)
- HARQ 기능(Error correction through HARQ)
- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)
- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)
- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)
- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)
- 패딩 기능(Padding)
NR PHY 계층(3d-20, 3d-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 수행할 수 있다.
본 발명에서는 차세대 이동 통신 시스템에서 전체 시스템 대역폭으로 굉장히 넓은 대역폭을 사용하는 경우에 효율적으로 많은 단말을 지원할 수 있는 방법을 제안한다. 단말은 단말의 능력 혹은 종류(capability 혹은 category)에 따라 읽어 들이고 해석할 수 있는 주파수 대역폭이 서로 다를 수 있다. 따라서 단말은 초기 접속에서 단말의 capability를 RRC 메시지로 네트워크 혹은 기지국에게 이를 보고할 수 있다. 상기 RRC 메시지에서 기지국이 단말의 능력(capability)를 알게 되면 이에 맞게 부분 대역폭(Bandwidth part, BWP)을 설정해줄 수 있다. 예를 들어 단말의 능력이 최대 20Mhz까지 지원한다면 기지국은 10Mhz 부분 대역폭을 할당하여 단말이 읽어 들여야 하는 주파수 대역폭을 적게 할당함으로써 배터리를 절감할 수 있으며, 높은 데이터 전송량을 요구하는 서비스에 대해서는 최대 대역폭 20Mhz를 할당하여 높은 전송율을 지원할 수 있도록 한다. 또한 전체 시스템 대역폭을 단말 별로(UE specific) 능력을 확인하여 그에 맞게 서로 다른 넓이를 갖고 서로 다른 시간/주파수 자원을 갖는 부분 대역폭을 할당하여 다양한 단말을 기지국이 지원할 수 있도록 할 수 있다.
도 3e는 본 발명의 차세대 이동 통신 시스템에서 굉장히 넓은 주파수 대역폭을 효율적으로 사용하여 단말에게 서비스하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 3e에서 차세대 이동 통신 시스템이 굉장히 넓은 주파수 대역폭을 어떻게 효율적으로 사용하여 여러 서로 다른 능력(capability 혹은 category)을 가지는 단말들에게 서비스를 제공하고, 배터리를 절감할 수 있도록 하는 지 설명한다.
기지국이 서비스를 제공하는 하나의 셀은 3e-05와 같이 굉장히 넓은 주파수 대역을 서비스할 수 있다. 먼저 단말은 일정한 자원 블록 단위로(예를 들면 12RB(Resource block)단위로) 사업자(PLMN)가 제공하는 전체 주파수 대역을 탐색할 수 있다. 즉, 상기 자원 블록 단위로 PSS(Primary synchronization sequence)/SSS(Secondary Synchronization Sequence)를 전체 시스템 대역폭에서 단말은 찾기 시작할 수 있다(3e-10). 만약 상기 자원 블록 단위로 PSS/SSS를 찾다가 상기 신호들을 탐지하면 상기 신호들을 읽어 들이고 해석하여(디코딩하여) 서브 프레임(subframe)과 무선 전송 자원 프레임(Radio frame)의 경계를 확인할 수 있다. 따라서 1ms 단위로 서브 프레임을 구별할 수 있게 되고, 기지국과 하향 링크 신호의 동기를 맞춘다. 상기에서 RB(Resource block)는 소정의 주파수 자원과 소정의 시간 자원의 크기로 이차원 상의 단위로 정의될 수 있다. 예를 들면 시간 자원으로는 1ms 단위, 주파수 자원으로는 12개의 서브캐리어(1캐리어 x 15kHz = 180kHz)로 정의될 수 있다. 상기에서 단말은 동기화를 완료하면 MIB(Master system Information block) 혹은 MSI(Minimum system information)를 확인하여 CORESEST (Control Resource Set)의 정보와 초기 접속 부분 대역폭(Initial access Bandwidth Part, BWP 혹은 default BWP라 부를 수도 있음.) 정보를 확인할 수 있다(3e-15, 3e-20). 상기에서 CORESET 정보라는 것은 제어 신호가 기지국으로부터 전송되는 시간/주파수 전송 자원의 위치를 말하는 것이며, 예를 들면 PDCCH 채널이 전송되는 자원 위치를 나타내는 것이다. 그리고 상기에서 초기 접속 부분 대역폭 정보는 단말이 읽어낼 수 있어야 하는 혹은 단말이 지원해야 하는 최소 대역폭 정보를 나타내며, 상기 CORESET에서 제어 신호가 데이터가 전송되는 전송자원의 위치를 상기 초기 부분 대역폭 내에서 결정하여 지시할 수 도 있다(예를 들면 PDSCH의 위치를 지시할 수 있다). 상기 초기 부분 대역폭은 MIB 혹은 MSI에서 전송될 수 있으며, 단말이 지원하는 최소 대역폭으로 결정될 수도 있다. 상기와 같이 단말이 기지국과 하향 링크 신호의 동기화를 완료하고, 제어 신호를 수신할 수 있게 되면 단말은 랜덤 액세스 절차를 수행하고, 랜덤 액세스 응답을 수신하고, RRC 연결 설정을 요청하고, RRC 메시지를 수신하여 RRC 연결 설정을 수행할 수 있다.
상기 RRC 연결 설정은 RRC Connection Reconfiguration 메시지로 설정될 수 있으며, 상기 메시지에서 여러 개의 개별적인 부분 대역폭(dedicated BWP)을 설정할 수 있으며(여러 개의 부분 대역폭을 설정해줄 때 어떤 부분 대역폭이 디폴트 부분 대역폭(default BWP)인지를 지시하는 지시자를 상기 메시지에 포함하여 디폴트 부분 대역폭을 지시해줄 수 있다), 단말이 비활성화 모드 혹은 단말이 유휴 모드에서 재접속시에 사용할 부분 대역폭을 설정해줄 수 도 있으며(빠른 연결을 수행할 수 있도록 하기 위해서), 상기 부분 대역폭을 설정하는 설정 정보에서는 상기 부분 대역폭이 활성화되어 있는지 비활성화 되어 있는지를 나타내는 지시자를 포함할 수 있으며, 상기 부분 대역폭에 해당하는 제어 신호가 전송되는 CORESET 정보를 포함할 수 있으며, 상기 부분 대역폭에 해당하는 SS 블록(PSS/SSS)가 전송되는 전송 자원 정보(시간/주파수 자원)를 포함할 수 있다. 상기에서 디폴토 부분 대역폭은 단말이 항상 활성화를 시켜야 하는 부분 대역폭을 의미할 수 있으며, 혹은 다른 대역폭에서 연결을 실패하거나 링크가 끊겼을 때 연결을 다시 시도할 수 있도록 폴백(fallback)하기 위한 디폴트 부분 대역폭 용도일 수 있다. 또한 상기 부분 대역폭 설정 정보에는 초기 접속 부분 대역폭(initial access BWP)을 읽고 있는 단말이 옮겨가야 할 새로운 부분 대역폭에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 새로운 부분 대역폭으로 부분 대역폭을 변경하라는 것을 지시하는 정보를 포함할 수 있다(초기 부분 대역폭은 많은 단말들이 초기 접속에 사용할 수 있기 때문에 연결이 완료되면 개별적인 부분 대역폭(dedicated BWP)으로 옮겨서 관리할 수 있다).
또한 상기 RRC 연결 설정 정보에서는 주파수 측정 설정 정보(measurement configuration) 및 주파수 측정 갭 설정 정보(measurement gap information) 등을 설정해줄 수 있으며, 주파수 측정 대상(measurement object) 정보를 포함할 수 있다. 상기 주파수 측정 보고 대상에는 측정용 RS(Reference Signal)/SS(Synchronization Signal)가 설정된 부분 대역폭 정보가 포함될 수 있으며, 중심 주파수(center frequency), 부분 대역폭에 해당하는 대역폭(bandwidth), 측정할 때 적용해야 하는 타임 패턴(time pattern) 등이 포함될 수 있다. 상기 측정 보고 갭 정보에는 얼마만큼의 시간동안 측정할지에 해당하는 측정 갭(measurement gap) 길이, 측정 갭 주기(period), 측정 갭 시작 시점 정보가 포함될 수 있다. 상기에서 RS는 제어 신호 혹은 데이터 신호가 전송되는 서브 프레임의 전송 자원에서 부분적으로 시간/주파수 패턴을 가지고 송신되는 기지국의 신호를 말하며, 해당 부분 대역폭 혹은 해당 셀의 신호의 세기를 판단하는 데에 사용될 수 있다. 상기 SS 신호는 PSS 혹은 SSS 와 같이 주기적으로 송신되는 동기화 신호로서 이것 또한 해당 부분 대역폭 혹은 해당 셀의 신호의 세기를 판단하는 데에 사용될 수 있다.
상기와 같이 RRC 연결 설정이 완료되면 단말은 RRC 메시지로 설정된 지시에 따라서 복수 개의 부분 대역폭을 설정할 수 있다(3e-25, 3e-30). 그리고 배터리를 절감하기 위해서 상기 설정된 복수 개의 부분 대역폭 중에 하나 혹은 적은 수의 대역폭을 활성화할 수 있다. 예를 들면 활성화할 하나의 부분 대역폭을 지시해줄 수 있다. 그리고 기지국은 RRC 메시지로 혹은 MAC 제어 정보(MAC CE)로(예를 들면 비트맵 정보로 활성화 비활성화 여부를 지시할 수 있다) 혹은 L1 시그날링(PDCCH 등 PHY 계층 제어 시그널)로 부분 대역폭의 활성화를 지시하여 초기 접속 부분 대역폭에서 새로운 부분 대역폭으로 전환(switch)하는 것을 지시할 수 있다(3e-35, 3e-45). 상기 초기 접속 부분 대역폭에는 또 다른 새로 접속하는 사용자들이 많이 있을 수 있기 때문에 스케쥴링 측면에서 새로운 부분 대역폭을 할당하고 연결된 사용자들을 따로 관리하는 것이 훨씬 유리할 수 있다. 왜냐하면 초기 접속 부분 대역폭은 단말 별로 설정되는 것이 아니라 모든 단말들에게 공통으로 공유되어 사용될 수 있기 때문이다.
상기에서 단말은 새로운 부분 대역폭으로 전환할 때(주파수/시간 전송 자원에서 단말이 제어 신호와 데이터 신호를 읽어 들일 대역폭의 범위를 바꾸는 것을 의미한다) 새로운 부분 대역폭은 PSS/SSS 혹은 RS/SS를 전송하고 있는 대역폭일 수도 있고(즉, 부분 대역폭 내에서 PSS/SSS 혹은 RS/SS가 전송되고 있는 대역폭) PSS/SSS 혹은 RS/SS를 전송하고 있지 않는 부분 대역폭일 수도 있다(3e-40, 3e-50). 상기에서 PSS/SSS의 구조는 제 1의 구조(3e-01)가 같은 구조를 가질 수 있으며, 제 2의 구조(3e-02)와 같은 구조를 가질 수도 있다.
본 발명에서는 상기와 같이 굉장히 넓은 주파수 대역을 부분 대역폭이라는 새로운 개념을 도입하고 정의하여 RRC 메시지로 설정하고 효율적으로 여러 단말들을 지원하고 배터리를 절감할 수 있는 방안을 제시하였다. 다음에서는 단말의 주파수 측정 보고를 부분 대역폭에서 효율적으로 수행하는 방법을 제안한다. 특히 주파수 측정을 부분 대역폭에 포함되어 있는 RS/SS 혹은 PSS/SSS 신호의 존재 여부로 활성화하는 방안을 제시한다. 이렇게 함으로써, RS/SS 혹은 PSS/SSS가 포함되어 있지 않은 부분 대역폭에서 단말이 서비스를 받을 때 미리 설정된 다른 부분 대역폭에 대한 측정을 동시에 수행하도록 함으로써, 새로운 부분 대역폭으로의 전환을 빠르게 수행할 수 있도록 한다.
본 발명에서 제안하는 주파수 측정 보고 방법 제 1실시 예는 다음과 같다.
만약 단말은 설정된 측정 보고 정보 혹은 측정 보고 갭 정보 중에서 주파수간 주파수 측정(inter-frequency measurement) 설정이 하나라도 존재하면 주파수 측정 갭(measurement gap)을 활성화한다.
만약 단말은 설정된 측정 보고 정보 중에 주파수 내 주파수 측정(intra-frequency measurement)만 설정이 되어 있고, 현재 서비스 받고 있는 서빙 부분 대역폭(serving BWP)이 측정용 RS/SS 혹은 PSS/SSS 신호가 설정된 주파수 대역을 포함하고 있지 않으면 측정 보고 갭을 활성화한다.
만약 단말은 설정된 측정 보고 정보 중에 주파수 내 주파수 측정(intra-frequency measurement)만 설정이 되어 있고, 현재 서비스 받고 있는 서빙 부분 대역폭(serving BWP)이 측정용 RS/SS 혹은 PSS/SSS 신호가 설정된 주파수 대역을 포함하고 있으면 측정 보고 갭을 비활성화한다.
상기에서 서빙 부분 대역폭에 대해서 RS/SS 혹은 PSS/SSS 신호가 설정된 경우에는 서비스 받고 있는 대역폭 내에서 신호의 세기 측정이 바로 가능한 반면, RS/SS 혹은 PSS/SSS 신호가 서빙 부분 대역폭 밖에서 설정되어 있는 경우에는 일정 시간을 두고 따로 신호의 세기 측정을 수행해야 하기 때문에 측정 보고 갭을 활성화해서 나중에 이동할지도 모르는 부분 대역폭에 대해서 측정 보고를 해두고 이를 기지국에게 보고하면 추후에 빠르게 부분 대역폭을 전환할 수 있다.
도 3f는 본 발명의 차세대 이동 통신 시스템에서 단말이 RRC 유휴 모드(RRC idle mode)에서 RRC 연결 모드(RRC connected mode)로 전환하며, 부분 대역폭을 설정하기 위해 제안하는 네트워크 연결 설정 절차를 설명한 도면이다.
기지국이 서비스를 제공하는 하나의 셀은 굉장히 넓은 주파수 대역을 서비스할 수 있다. 먼저 단말은 일정한 자원 블록 단위로(예를 들면 12RB(Resource block)단위로) 사업자(PLMN)가 제공하는 전체 주파수 대역을 탐색할 수 있다. 즉, 상기 자원 블록 단위로 PSS(Primary synchronization sequence)/SSS(Secondary Synchronization Sequence)를 전체 시스템 대역폭에서 단말은 찾기 시작할 수 있다. 만약 상기 자원 블록 단위로 PSS/SSS를 찾다가 상기 신호들을 탐지하면 상기 신호들을 읽어 들이고 해석하여(디코딩하여) 서브 프레임(subframe)과 무선 전송 자원 프레임(Radio frame)의 경계를 확인할 수 있다. 따라서 1ms 단위로 서브 프레임을 구별할 수 있게 되고, 기지국과 하향 링크 신호의 동기를 맞춘다. 상기에서 RB(Resource block)는 소정의 주파수 자원과 소정의 시간 자원의 크기로 이차원 상의 단위로 정의될 수 있다. 예를 들면 시간 자원으로는 1ms 단위, 주파수 자원으로는 12개의 서브캐리어(1캐리어 x 15kHz = 180kHz)로 정의될 수 있다. 상기에서 단말은 동기화를 완료하면 현재 캠프온하고 있는 셀의 시스템 정보를 읽어 들일 수 있다. 즉, MIB(Master system Information block) 혹은 MSI(Minimum system information)를 확인하여 CORESEST (Control Resource Set)의 정보와 초기 접속 부분 대역폭(Initial access Bandwidth Part, BWP) 정보를 확인할 수 있다(3f-01). 상기에서 CORESET 정보라는 것은 제어 신호가 기지국으로부터 전송되는 시간/주파수 전송 자원의 위치를 말하는 것이며, 예를 들면 PDCCH 채널이 전송되는 자원 위치를 나타내는 것이다. 그리고 상기에서 초기 접속 부분 대역폭 정보는 단말이 읽어낼 수 있어야 하는 혹은 단말이 지원해야 하는 최소 대역폭 정보를 나타내며, 상기 CORESET에서 제어 신호가 데이터가 전송되는 전송자원의 위치를 상기 초기 부분 대역폭 내에서 결정하여 지시할 수 도 있다(예를 들면 PDSCH의 위치를 지시할 수 있다). 상기 초기 부분 대역폭은 MIB 혹은 MSI에서 전송될 수 있으며, 단말이 지원하는 최소 대역폭으로 자동적으로 결정될 수도 있다. 상기와 같이 단말이 기지국과 하향 링크 신호의 동기화를 완료하고, 제어 신호를 수신할 수 있게 되면 단말은 CORESET(제어 신호 전송 자원)과 초기 접속 부분 대역폭(initial access bandwidth part, initial BWP)을 설정하고(3f-05) 랜덤 액세스 절차를 수행하고, 랜덤 액세스 응답을 수신하고, RRC 연결 설정을 요청하고, RRC 메시지를 수신하여 RRC 연결 설정을 수행할 수 있다(3f-10 , 3f-15, 3f-20, 3f-25, 3f-30).
상기에서 기본적인 RRC 연결 설정을 완료하면 기지국은 단말에게 단말의 성능(UE capability)을 확인하기 위해서 단말의 성능을 물어보는 RRC 메시지를 보낼 수 있다(UECapabilityEnquiry, 3f-35). 상기 기지국이 단말에게 단말의 성능을 확인하기 위해 RRC 메시지를 보내는 이유는 단말의 성능을 확인하고, 예를 들면 어느 정도의 주파수 대역을 단말이 읽어 들일 수 있는 지 혹은 읽어 들일 수 있는 주파수 대역의 영역을 파악할 수 있다. 그리고 상기 단말의 성능을 확인한 후, 단말에게 적절한 부분 대역폭(BWP) 혹은 CORESEST을 설정해줄 수 있다. 단말은 상기에서 단말의 성능을 물어보는 RRC 메시지를 수신하게 되면 이에 대한 응답으로 단말이 지원하는 대역폭의 범위 혹은 현재 시스템 대역폭에서 어느 범위까지 대역폭을 지원하는 지 등을 기준 중심 주파수로부터 오프셋으로 지시하거나 혹은 지원하는 주파수 대역폭의 시작점과 마지막점을 직접 지시하거나 혹은 중심 주파수와 대역폭으로 지시할 수 있다(3f-40).
상기 부분 대역폭은 RRC 연결 설정의 RRC Connection Reconfiguration 메시지로 설정될 수 있으며, 상기 메시지에서 여러 개의 개별적인 부분 대역폭(dedicated BWP)을 설정할 수 있으며(여러 개의 부분 대역폭들중에서 어떤 대역폭이 디폴트 대역폭(default BWP)인지를 지시하는 지시자를 포함할 수 있다), 단말이 비활성화 모드(RRC inactive 모드) 혹은 단말이 유휴 모드(RRC idle 모드)에서 재접속시에 사용할 부분 대역폭을 설정해줄 수 도 있으며 혹은 핸드오버 시에 타겟 기지국으로의 접속을 위한 부분 대역폭을 설정해줄 수도 있으며(빠른 연결을 수행할 수 있도록 하기 위해서), 상기 부분 대역폭을 설정하는 설정 정보에서는 상기 부분 대역폭이 활성화되어 있는지 비활성화 되어 있는지를 나타내는 지시자를 포함할 수 있으며, 상기 부분 대역폭에 해당하는 제어 신호가 전송되는 CORESET 정보를 포함할 수 있으며, 상기 부분 대역폭에 해당하는 SS 블록(PSS/SSS)가 전송되는 전송 자원 정보(시간/주파수 자원)를 포함할 수 있다. 상기에서 디폴토 부분 대역폭은 단말이 항상 활성화를 시켜야 하는 부분 대역폭을 의미할 수 있으며, 혹은 다른 대역폭에서 연결을 실패하거나 링크가 끊겼을 때 연결을 다시 시도할 수 있도록 폴백(fallback)하기 위한 부분 대역폭 용도일 수 있다. 또한 상기 부분 대역폭 설정 정보에는 초기 접속 부분 대역폭(initial access BWP)을 읽고 있는 단말이 옮겨가야 할 새로운 부분 대역폭에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 새로운 부분 대역폭으로 부분 대역폭을 변경하라는 것을 지시하는 정보를 포함할 수 있다(초기 부분 대역폭은 많은 단말들이 초기 접속에 사용할 수 있기 때문에 연결이 완료되면 개별적인 부분 대역폭(dedicated BWP)으로 옮겨서 관리할 수 있다, 3f-45). 상기에서 단말은 상기 RRC 메시지를 수신하면 부분 대역폭의 설정을 완료하고 그에 대한 응답으로 RRC Connection Reconfiguration Complete 메시지를 기지국에게 전송할 수 있다. 그리고 새로운 부분 대역폭 혹은 CORESET으로 전환(스위칭, switching)할 수 있다. 그리고 상향 링크 혹은 하향 링크의 데이터를 송수신할 수 있다. 기지국은 전송할 데이터의 양 혹은 전송율에 따라서 단말의 부분 대역폭을 더 넓게(더 높은 데이터 전송량을 지원하기 위해서 ) 혹은 부분 대역폭을 더 좁게(배터리를 절감할 수 있도록 하기 위해서) 설정해줄 수 있으며, RRC 메시지 혹은 MAC 제어 정보(MAC CE)를 보내어 이를 설정해줄 수 있다. 상기에서 MAC 제어 정보는 부분 대역폭을 정의하고 이에 따른 비트맵 형식으로 활성화/비활성화를 지시해줄 수 있으며, 혹은 구체적으로 활성화/비활성화할 부분 대역폭(영역, 중심주파수, 대역폭, 오프셋 등을 이용)을 지시해줄 수도 있다(3f-70, 3f-75, 3f-80). 또한 핸드오버를 수행할 때도 타겟 기지국에 접속할 때 사용해야 하는 CORESET 과 초기 접속 부분 대역폭(Initial access BWP)을 미리 RRC 메시지로 알려주고 설정해줄 수 있다(3f-95, 3f-100).
또한 상기 RRC 연결 설정 정보에서는 주파수 측정 설정 정보(measurement configuration) 및 주파수 측정 갭 설정 정보(measurement gap information) 등을 설정해줄 수 있으며, 주파수 측정 대상(measurement object) 정보를 포함할 수 있다. 상기 주파수 측정 보고 대상에는 측정용 RS(Reference Signal)/SS(Synchronization Signal)가 설정된 부분 대역폭 정보가 포함될 수 있으며, 중심 주파수(center frequency), 부분 대역폭에 해당하는 대역폭(bandwidth), 측정할 때 적용해야 하는 타임 패턴(time pattern) 등이 포함될 수 있다. 상기 측정 보고 갭 정보에는 얼마만큼의 시간동안 측정할지에 해당하는 측정 갭(measurement gap) 길이, 측정 갭 주기(period), 측정 갭 시작 시점 정보가 포함될 수 있다. 상기에서 RS는 제어 신호 혹은 데이터 신호가 전송되는 서브 프레임의 전송 자원에서 부분적으로 시간/주파수 패턴을 가지고 송신되는 기지국의 신호를 말하며, 해당 부분 대역폭 혹은 해당 셀의 신호의 세기를 판단하는 데에 사용될 수 있다. 상기 SS 신호는 PSS 혹은 SSS 와 같이 주기적으로 송신되는 동기화 신호로서 이것 또한 해당 부분 대역폭 혹은 해당 셀의 신호의 세기를 판단하는 데에 사용될 수 있다.
상기와 같이 RRC 연결 설정이 완료되면 단말은 RRC 메시지로 설정된 지시에 따라서 복수 개의 부분 대역폭을 설정할 수 있다. 그리고 배터리를 절감하기 위해서 상기 설정된 복수 개의 부분 대역폭 중에 하나 혹은 적은 수의 대역폭을 활성화할 수 있다. 예를 들면 활성화할 하나의 부분 대역폭을 지시해줄 수 있다. 그리고 기지국은 RRC 메시지로 혹은 MAC 제어 정보(MAC CE) 혹은 L1 시그날링(PDCCH 등 PHY 계층 제어 시그널)로(예를 들면 비트맵 정보로 활성화 비활성화 여부를 지시할 수 있다) 부분 대역폭의 활성화를 지시하여 초기 접속 부분 대역폭에서 새로운 부분 대역폭으로 전환(switch)하는 것을 지시할 수 있다. 상기 초기 접속 부분 대역폭에는 또 다른 새로 접속하는 사용자들이 많이 있을 수 있기 때문에 스케쥴링 측면에서 새로운 부분 대역폭을 할당하고 연결된 사용자들을 따로 관리하는 것이 훨씬 유리할 수 있다. 왜냐하면 초기 접속 부분 대역폭은 단말 별로 설정되는 것이 아니라 모든 단말들에게 공통으로 공유되어 사용될 수 있기 때문이다. 또한 상기 MAC 제어 정보 혹은 L1 시그널링 혹은 시스템 정보로 디폴트 부분 대역폭을 동적으로 지시할 수도 있다(시그널링 오버헤드를 줄이기 위해서).
도 3g는 본 발명에서 부분 대역폭을 사용하는 단말의 주파수 측정 보고를 부분 대역폭에서 효율적으로 수행하는 방법을 나타낸 단말 동작을 설명한다.
구체적으로 주파수 측정을 부분 대역폭에 포함되어 있는 RS/SS 혹은 PSS/SSS 신호의 존재 여부로 활성화하는 방안을 제시한다. 이렇게 함으로써, RS/SS 혹은 PSS/SSS가 포함되어 있지 않은 부분 대역폭에서 단말이 서비스를 받을 때 미리 설정된 다른 부분 대역폭에 대한 측정을 동시에 수행하도록 함으로써, 새로운 부분 대역폭으로의 전환을 빠르게 수행할 수 있도록 한다.
본 발명에서 제안하는 주파수 측정 보고 방법의 단말 동작은 다음과 같다.
만약 단말(3g-01)은 설정된 측정 보고 정보 혹은 측정 보고 갭 정보 중에서 주파수간 주파수 측정(inter-frequency measurement) 설정이 하나라도 존재하면(3g-05) 주파수 측정 갭(measurement gap)을 활성화한다(3g-10).
만약 주파수간 주파수 측정(inter-frequency measurement) 설정이 없고(3g-05), 단말은 설정된 측정 보고 정보 중에 주파수 내 주파수 측정(intra-frequency measurement)만 설정이 되어 있고, 현재 서비스 받고 있는 서빙 부분 대역폭(serving BWP)이 측정용 RS/SS 혹은 PSS/SSS 신호가 설정된 주파수 대역을 포함하고 있지 않으면(3g-15) 측정 보고 갭을 활성화한다(3g-20).
만약 주파수간 주파수 측정(inter-frequency measurement) 설정이 없고(3g-05) 단말은 설정된 측정 보고 정보 중에 주파수 내 주파수 측정(intra-frequency measurement)만 설정이 되어 있고, 현재 서비스 받고 있는 서빙 부분 대역폭(serving BWP)이 측정용 RS/SS 혹은 PSS/SSS 신호가 설정된 주파수 대역을 포함하고 있으면(3g-15) 측정 보고 갭을 비활성화한다(3g-25).
상기에서 서빙 부분 대역폭에 대해서 RS/SS 혹은 PSS/SSS 신호가 설정된 경우에는 서비스 받고 있는 대역폭 내에서 신호의 세기 측정이 바로 가능한 반면, RS/SS 혹은 PSS/SSS 신호가 서빙 부분 대역폭 밖에서 설정되어 있는 경우에는 일정 시간을 두고 따로 신호의 세기 측정을 수행해야 하기 때문에 측정 보고 갭을 활성화해서 나중에 이동할지도 모르는 부분 대역폭에 대해서 측정 보고를 해두고 이를 기지국에게 보고하면 추후에 빠르게 부분 대역폭을 전환할 수 있다.
본 발명은 다음과 같이 요약될 수 있다.
<intra-frequency measurement using dynamic measurement gap>
-
intra-frequency 용 measurement gap 설정
-
serving BWP에 intra-frequency 측정 용 RS/SS 신호 유무로 measurement gap enable/disable
동작
1: MSI를 통해 CORESET 정보 지시, initial access BWP 설정 정보 획득
2: initial access BWP를 통해 RAR, Contention Resolution 메시지, RRC connection reconfiguration 메시지 수신
3: RRC connection reconfiguration 메시지에 여러 개의 dedicate BWP 설정 정보 및 특정 BWP의 활성화를 지시하는 지시자 포함.
4: RRC connection reconfiguration 메시지 수신하면 소정의 시점에 initial access BWP에서 activate된 dedicate BWP로 switching.
5: Measurement configuration 정보 및 measurement gap 정보 수신. measurement object에는 measurement 용 RS/SS가 설정된 BWP 정보 (center-frequency, bandwdith, time-pattern)가 포함된다. measurement gap 설정 정보는 measurement gap 길이, measurement gap 주기, measurement gap 시작 시점 정보가 포함된다.
6: 단말은 아래 조건에 따라 measurement gap을 활성화 혹은 비활성화
설정된 measurement 중, inter-frequency measurement가 하나라도 존재하면 measurement gap을 활성화
intra-frequency만 설정되어 있으며, serving BWP가 measurement용 RS/SS 신호가 설정된 주파수 대역을 포함하지 않으면 measurement gap 활성화
intra-frequency만 설정되어 있으며, serving BWP가 measurement용 RS/SS 신호가 설정된 주파수 대역을 포함하면 measurement gap 비활성화
혹은 measurement object를 DL BWP 별로 설정할 수 있고,. 하나의 carrier frequency에 대해서 여러 개의 measurement object가 설정될 수 있다.
도 3h에 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 단말의 구조를 도시하였다.
상기 도면을 참고하면, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(3h-10), 기저대역(baseband)처리부(3h-20), 저장부(3h-30), 제어부(3h-40)를 포함한다.
상기 RF처리부(3h-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(3h-10)는 상기 기저대역처리부(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 RF처리부(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 도면에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(3h-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(3h-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(3h-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(3h-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(3h-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3h-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(3h-20)은 상기 RF처리부(3h-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(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 기저대역처리부(3h-20)은 상기 RF처리부(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.
상기 기저대역처리부(3h-20) 및 상기 RF처리부(3h-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(3h-20) 및 상기 RF처리부(3h-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 상기 기저대역처리부(3h-20) 및 상기 RF처리부(3h-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기저대역처리부(3h-20) 및 상기 RF처리부(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.
상기 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.
상기 제어부(3h-40)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(3h-40)는 상기 기저대역처리부(3h-20) 및 상기 RF처리부(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 예가 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 TRP의 블록 구성을 도시한다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(3i-10), 기저대역처리부(3i-20), 백홀통신부(3i-30), 저장부(3i-40), 제어부(3i-50)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리부(3i-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(3i-10)는 상기 기저대역처리부(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 RF처리부(3i-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(3i-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(3i-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(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.
상기 기저대역처리부(3i-20)는 제1무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(3i-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(3i-20)은 상기 RF처리부(3i-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(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 기저대역처리부(3i-20)은 상기 RF처리부(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 기저대역처리부(3i-20) 및 상기 RF처리부(3i-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(3i-20) 및 상기 RF처리부(3i-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.
상기 통신부(3i-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다.
상기 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.
상기 제어부(3i-50)는 상기 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(3i-50)는 상기 기저대역처리부(3i-20) 및 상기 RF처리부(3i-10)을 통해 또는 상기 백홀통신부(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.
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.
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)
- 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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