WO2020004808A1 - 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2020004808A1
WO2020004808A1 PCT/KR2019/005570 KR2019005570W WO2020004808A1 WO 2020004808 A1 WO2020004808 A1 WO 2020004808A1 KR 2019005570 W KR2019005570 W KR 2019005570W WO 2020004808 A1 WO2020004808 A1 WO 2020004808A1
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timing
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link
downlink
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송화월
유향선
이윤정
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엘지전자 주식회사
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    • H04W72/00—Local resource management
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    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0446—Resources in time domain, e.g. slots or frames
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    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/047—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using dedicated repeater stations

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for determining timing for transmitting and receiving data and an apparatus supporting the same.
  • Mobile communication systems have been developed to provide voice services while ensuring user activity.
  • the mobile communication system has expanded not only voice but also data service, and the explosive increase in traffic causes shortage of resources and users require faster services. Therefore, a more advanced mobile communication system is required. .
  • the present specification proposes a method and apparatus for determining transmission timing for transmitting and receiving data in a wireless communication system.
  • the present specification proposes a method for adjusting transmission and reception timing between nodes when a backhaul link between nodes of a network is wireless, and an apparatus therefor.
  • the present invention proposes a method and apparatus for preventing the same.
  • the method may further include receiving configuration information from a network node, wherein the configuration information is a timing offset for transmitting downlink data. (timing offset); And transmitting downlink data to a second relay node based on the configuration information, wherein a transmission timing of the downlink data is determined based on the timing offset and a timing advance (TA).
  • timing offset for transmitting downlink data.
  • TA timing advance
  • the TA is obtained from the network node or calculated based on the configuration information.
  • the first relay node transmits and receives data with other nodes through a backhaul link, and transmits and receives data with a terminal through an access link.
  • the first relay node transmits and receives data through the backhaul link and the access link using a method of frequency division multiplexing (FDM), spatial division multiplexing (SDM), or time division multiplexing (TDM). At the same time.
  • FDM frequency division multiplexing
  • SDM spatial division multiplexing
  • TDM time division multiplexing
  • the first relay node when the first relay node simultaneously transmits and receives data through the backhaul link and the access link using the FDM, transmission timing with another node or the terminal of the first relay node. Different slot formats are set for the backhaul link and the access link to match the.
  • the transmission timing and the reception timing of the uplink transmission and the downlink transmission of the network node, the first relay node and the second relay node are absolutely the same.
  • the present invention includes the steps of receiving a synchronization signal from the network node; And synchronizing with the network node based on the synchronization signal.
  • a transmission gap is inserted between the uplink transmission and the downlink transmission to match an intersymbol boundary.
  • the transmission gap is a first transmission gap inserted when switching from the uplink transmission to the downlink transmission or a second transmission gap inserted when switching from the downlink transmission to the uplink transmission.
  • At least one of the first transmission gap or the second transmission gap is obtained from the network node.
  • the first transmission gap or the second transmission gap when the first transmission gap or the second transmission gap is obtained from the network node, the first transmission gap is set to a value excluding the second transmission gap in symbol length, and the second transmission gap.
  • the transmission gap is set to a value excluding the first transmission gap from the symbol length.
  • a first transmission gap for inserting a symbol boundary of the backhaul link and a symbol boundary of the connection link is inserted, and the connection
  • a second transmission gap is inserted to align the symbol boundary of the backhaul link with the symbol boundary of the access link.
  • At least one of the first transmission gap and / or the second transmission gap is obtained from the network node.
  • the present invention includes an RF module (radio frequency module) for transmitting and receiving a radio signal, and a processor that is functionally connected to the RF module, wherein the processor receives configuration information from a network node, the configuration The information includes a timing offset for transmitting downlink data, and transmits downlink data to the second relay node based on the configuration information, wherein the transmission timing of the downlink data includes the timing offset and A relay node is characterized in that it is determined based on timing advance (TA).
  • TA timing advance
  • the interference when propagation delays between the backhaul link and the access link are different, the interference can be prevented from being increased by adjusting the transmission / reception timing between nodes.
  • FIG. 1 illustrates a structure of a radio frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resource grid for one downlink slot in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 3 shows a structure of a downlink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 shows a structure of an uplink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a self-contained slot structure to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • IAB intergrated access and backhaul
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of timing of each node in the transmission and reception of a signal using a single hop to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • TDM time division multiplexing
  • 11 is a diagram illustrating an example of resource scheduling for an access link and a backhaul link according to an embodiment of the present invention.
  • TDM time division multiplexing
  • TDM time division multiplexing
  • TDM time division multiplexing
  • FIG. 15 is a diagram illustrating another example of a transmission / reception state at each node when using a time division multiplexing (TDM) method according to an embodiment of the present invention.
  • TDM time division multiplexing
  • FIG. 16 illustrates another example of a transmission / reception state at each node according to an embodiment of the present invention.
  • 17 is a diagram illustrating an example of signal transmission in multiple hops according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of a method for a relay node to determine transmission and reception timing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 illustrates a block diagram of a wireless communication device to which the methods proposed herein can be applied.
  • 20 is another example of a block diagram of a wireless communication device to which the methods proposed herein may be applied.
  • a base station has a meaning as a terminal node of a network that directly communicates with a terminal.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases. That is, it is obvious that various operations performed for communication with a terminal in a network composed of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • a base station (BS) is a fixed station, Node B, evolved-NodeB (eNB), base transceiver system (BTS), access point (AP), next generation NB, general NB , gNodeB), and the like.
  • a 'terminal' may be fixed or mobile, and may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a user terminal (UT), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), and an AMS ( Advanced Mobile Station (WT), Wireless Terminal (WT), Machine-Type Communication (MTC) Device, Machine-to-Machine (M2M) Device, Device-to-Device (D2D) Device, etc.
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • MSS mobile subscriber station
  • SS subscriber station
  • AMS Advanced Mobile Station
  • WT Wireless Terminal
  • MTC Machine-Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • downlink means communication from a base station to a terminal
  • uplink means communication from a terminal to a base station.
  • a transmitter may be part of a base station, and a receiver may be part of a terminal.
  • a transmitter may be part of a terminal and a receiver may be part of a base station.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is a part of evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A (advanced) is the evolution of 3GPP LTE.
  • 5G new radio defines Enhanced Mobile Broadband (eMBB), Massive Machine Type Communications (MMTC), Ultra-Reliable and Low Latency Communications (URLLC), and vehicle-to-everything (V2X) according to usage scenarios. .
  • eMBB Enhanced Mobile Broadband
  • MMTC Massive Machine Type Communications
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communications
  • V2X vehicle-to-everything
  • the 5G NR standard is divided into standalone (SA) and non-standalone (NSA) according to co-existence between the NR system and the LTE system.
  • 5G NR supports various subcarrier spacings, and supports CP-OFDM in downlink, CP-OFDM and DFT-s-OFDM in uplink (SC-OFDM).
  • the three main requirements areas of 5G are: (1) Enhanced Mobile Broadband (eMBB) area, (2) massive Machine Type Communication (mMTC) area, and (3) ultra-reliability and It includes the area of Ultra-reliable and Low Latency Communications (URLLC).
  • eMBB Enhanced Mobile Broadband
  • mMTC massive Machine Type Communication
  • URLLC Ultra-reliable and Low Latency Communications
  • KPI key performance indicator
  • eMBB goes far beyond basic mobile Internet access and covers media and entertainment applications in rich interactive work, cloud or augmented reality.
  • Data is one of the key drivers of 5G and may not see dedicated voice services for the first time in the 5G era.
  • voice is expected to be treated as an application simply using the data connection provided by the communication system.
  • the main reasons for the increased traffic volume are the increase in content size and the increase in the number of applications requiring high data rates.
  • Streaming services (audio and video), interactive video, and mobile Internet connections will become more popular as more devices connect to the Internet. Many of these applications require always-on connectivity to push real-time information and notifications to the user.
  • Cloud storage and applications are growing rapidly in mobile communication platforms, which can be applied to both work and entertainment.
  • cloud storage is a special use case that drives the growth of uplink data rates.
  • 5G is also used for remote tasks in the cloud and requires much lower end-to-end delays to maintain a good user experience when tactile interfaces are used.
  • Entertainment For example, cloud gaming and video streaming are another key factor in increasing the need for mobile broadband capabilities. Entertainment is essential in smartphones and tablets anywhere, including in high mobility environments such as trains, cars and airplanes.
  • Another use case is augmented reality and information retrieval for entertainment.
  • augmented reality requires very low latency and instantaneous amount of data.
  • one of the most anticipated 5G use cases relates to the ability to seamlessly connect embedded sensors in all applications, namely mMTC.
  • potential IoT devices are expected to reach 20 billion.
  • Industrial IoT is one of the areas where 5G plays a major role in enabling smart cities, asset tracking, smart utilities, agriculture and security infrastructure.
  • URLLC includes new services that will change the industry through ultra-reliable / low-latency links available, such as remote control of key infrastructure and self-driving vehicles.
  • the level of reliability and latency is essential for smart grid control, industrial automation, robotics, drone control and coordination.
  • 5G can complement fiber-to-the-home (FTTH) and cable-based broadband (or DOCSIS) as a means of providing streams that are rated at hundreds of megabits per second to gigabits per second. This high speed is required to deliver TVs in 4K and above (6K, 8K and above) resolutions as well as virtual and augmented reality.
  • Virtual Reality (AVR) and Augmented Reality (AR) applications include nearly immersive sporting events. Certain applications may require special network settings. For example, for VR games, game companies may need to integrate core servers with network operator's edge network servers to minimize latency.
  • Automotive is expected to be an important new driver for 5G, with many examples for mobile communications to vehicles. For example, entertainment for passengers requires simultaneous high capacity and high mobility mobile broadband. This is because future users continue to expect high quality connections regardless of their location and speed.
  • Another use case in the automotive field is augmented reality dashboards. It identifies objects in the dark above what the driver sees through the front window and overlays information that tells the driver about the distance and movement of the object.
  • wireless modules enable communication between vehicles, the exchange of information between the vehicle and the supporting infrastructure, and the exchange of information between the vehicle and other connected devices (eg, devices carried by pedestrians).
  • Safety systems guide alternative courses of action to help drivers drive safer, reducing the risk of an accident.
  • the next step will be a remotely controlled or self-driven vehicle.
  • Smart cities and smart homes will be embedded in high-density wireless sensor networks.
  • the distributed network of intelligent sensors will identify the conditions for cost and energy-efficient maintenance of the city or home. Similar settings can be made for each hypothesis.
  • Temperature sensors, window and heating controllers, burglar alarms and appliances are all connected wirelessly. Many of these sensors are typically low data rates, low power and low cost. However, for example, real-time HD video may be required in certain types of devices for surveillance.
  • Smart grids interconnect these sensors using digital information and communication technologies to gather information and act accordingly. This information can include the behavior of suppliers and consumers, allowing smart grids to improve the distribution of fuels such as electricity in efficiency, reliability, economics, sustainability of production, and in an automated manner. Smart Grid can be viewed as another sensor network with low latency.
  • the health sector has many applications that can benefit from mobile communications.
  • the communication system may support telemedicine that provides clinical care from a distance. This can help reduce barriers to distance and improve access to healthcare services that are not consistently available in remote rural areas. It is also used to save lives in critical care and emergencies.
  • a mobile communication based wireless sensor network can provide remote monitoring and sensors for parameters such as heart rate and blood pressure.
  • Wireless and mobile communications are becoming increasingly important in industrial applications. Wiring is expensive to install and maintain. Thus, the possibility of replacing the cables with reconfigurable wireless links is an attractive opportunity in many industries. However, achieving this requires that the wireless connection operates with similar cable delay, reliability, and capacity, and that management is simplified. Low latency and very low error probability are new requirements that need to be connected in 5G.
  • Logistics and freight tracking are important use cases for mobile communications that enable the tracking of inventory and packages from anywhere using a location-based information system.
  • the use of logistics and freight tracking typically requires low data rates but requires wide range and reliable location information.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of IEEE 802, 3GPP, and 3GPP2, which are wireless access systems. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • eLTE eNB An eLTE eNB is an evolution of an eNB that supports connectivity to EPC and NGC.
  • gNB Node that supports NR as well as connection with NGC.
  • New RAN A radio access network that supports NR or E-UTRA or interacts with NGC.
  • Network slice A network slice defined by the operator to provide an optimized solution for specific market scenarios that require specific requirements with end-to-end coverage.
  • Network function is a logical node within a network infrastructure with well-defined external interfaces and well-defined functional behavior.
  • NG-C Control plane interface used for the NG2 reference point between the new RAN and NGC.
  • NG-U User plane interface used for the NG3 reference point between the new RAN and NGC.
  • Non-standalone NR A deployment configuration where a gNB requires an LTE eNB as an anchor for control plane connection to EPC or an eLTE eNB as an anchor for control plane connection to NGC.
  • Non-Standalone E-UTRA Deployment configuration in which the eLTE eNB requires gNB as an anchor for control plane connection to NGC.
  • User plane gateway The endpoint of the NG-U interface.
  • Numerology Corresponds to one subcarrier spacing in the frequency domain. By scaling the reference subcarrier spacing to an integer N, different numerology can be defined.
  • NR NR Radio Access or New Radio
  • FIG. 1 illustrates a structure of a radio frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • 3GPP LTE / LTE-A supports a type 1 radio frame structure applicable to frequency division duplex (FDD) and a type 2 radio frame structure applicable to time division duplex (TDD).
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • Type 1A illustrates the structure of a type 1 radio frame.
  • Type 1 radio frames may be applied to both full duplex and half duplex FDD.
  • a radio frame consists of 10 subframes.
  • One subframe consists of two consecutive slots in the time domain, and subframe i consists of slot 2i and slot 2i + 1.
  • the time taken to transmit one subframe is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • one subframe may have a length of 1 ms and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • uplink transmission and downlink transmission are distinguished in the frequency domain. While there is no restriction on full-duplex FDD, the terminal cannot simultaneously transmit and receive in half-duplex FDD operation.
  • One slot includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain. Since 3GPP LTE uses OFDMA in downlink, the OFDM symbol is for representing one symbol period. The OFDM symbol may be referred to as one SC-FDMA symbol or symbol period.
  • a resource block is a resource allocation unit and includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot.
  • FIG. 1B illustrates a frame structure type 2.
  • an uplink-downlink configuration is a rule indicating whether uplink and downlink are allocated (or reserved) for all subframes.
  • Table 1 shows an uplink-downlink configuration.
  • 'D' represents a subframe for downlink transmission
  • 'U' represents a subframe for uplink transmission
  • 'S' represents a downlink pilot.
  • a special subframe consisting of three fields: a time slot, a guard period (GP), and an uplink pilot time slot (UpPTS).
  • DwPTS is used for initial cell search, synchronization or channel estimation at the terminal.
  • UpPTS is used for channel estimation at the base station and synchronization of uplink transmission of the terminal.
  • GP is a section for removing interference caused in the uplink due to the multipath delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • the uplink-downlink configuration can be classified into seven types, and the location and / or number of downlink subframes, special subframes, and uplink subframes are different for each configuration.
  • Table 2 shows the configuration of the special subframe (length of DwPTS / GP / UpPTS).
  • the structure of a radio frame according to the example of FIG. 1 is just one example, and the number of subcarriers included in the radio frame or the number of slots included in the subframe and the number of OFDM symbols included in the slot may vary. Can be.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resource grid for one downlink slot in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • one downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain.
  • one downlink slot includes seven OFDM symbols, and one resource block includes 12 subcarriers in a frequency domain, but is not limited thereto.
  • Each element on the resource grid is called a resource element, and one resource block (RB) includes 12 ⁇ 7 resource elements.
  • the number N ⁇ DL of resource blocks included in the downlink slot depends on the downlink transmission bandwidth.
  • the structure of the uplink slot may be the same as the structure of the downlink slot.
  • FIG. 3 shows a structure of a downlink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • up to three OFDM symbols in the first slot in a subframe are control regions to which control channels are allocated, and the remaining OFDM symbols are data regions to which a Physical Downlink Shared Channel (PDSCH) is allocated. data region).
  • Examples of the downlink control channel used in 3GPP LTE include a Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), a Physical Downlink Control Channel (PDCCH), a Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH), and the like.
  • the PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and carries information about the number of OFDM symbols (ie, the size of the control region) used for transmission of control channels within the subframe.
  • the PHICH is a response channel for the uplink and carries an ACK (Acknowledgement) / Not-Acknowledgement (NACK) signal for a hybrid automatic repeat request (HARQ).
  • Control information transmitted through the PDCCH is called downlink control information (DCI).
  • the downlink control information includes uplink resource allocation information, downlink resource allocation information, or an uplink transmission (Tx) power control command for a certain terminal group.
  • FIG. 4 shows a structure of an uplink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • an uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) carrying uplink control information is allocated to the control region.
  • the data region is allocated a Physical Uplink Shared Channel (PUSCH) that carries user data.
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • a PUCCH for one UE is allocated a resource block (RB) pair in a subframe.
  • RBs belonging to the RB pair occupy different subcarriers in each of the two slots.
  • This RB pair allocated to the PUCCH is said to be frequency hopping at the slot boundary (slot boundary).
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a self-contained subframe structure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • a fifth generation (5G) new RAT considers a self-contained subframe structure as shown in FIG. 5.
  • the hatched area represents a downlink (DL) control area
  • the black portion represents an uplink (UL) control area.
  • the area without the shaded display may be used for DL data transmission, or may be used for UL data transmission.
  • the feature of this structure is that DL transmission and UL transmission proceed sequentially in one subframe, DL data can be transmitted in a subframe, and UL ACK / NACK can also be received. As a result, when a data transmission error occurs, the time required for data retransmission is reduced, thereby minimizing latency of final data transmission.
  • a time gap is required for a base station and a UE to switch from a transmission mode to a reception mode or a process of switching from a reception mode to a transmission mode.
  • some OFDM symbols at the time of switching from DL to UL in the self-contained subframe structure are set to a guard period (GP).
  • mmW millimeter wave
  • the wavelength is shortened to allow the installation of multiple antenna elements in the same area. That is, in the 30 GHz band, the wavelength is 1 cm, and a total of 64 (8x8) antenna elements are arranged in a two-dimensional array in a 0.5 lambda (ie, wavelength) interval on a panel of 4 by 4 (4 by 4) cm. Installation is possible. Therefore, in mmW, a plurality of antenna elements are used to increase the beamforming gain (BF) to increase coverage or to increase throughput.
  • BF beamforming gain
  • TXRU Transceiver Unit
  • having a transceiver unit (TXRU: Transceiver Unit) to enable transmission power and phase adjustment for each antenna element enables independent beamforming for each frequency resource.
  • TXRU Transceiver Unit
  • a method of mapping a plurality of antenna elements to one TXRU and adjusting a beam direction with an analog phase shifter is considered.
  • the analog BF method has a disadvantage in that only one beam direction can be made in all bands so that frequency selective BF cannot be performed.
  • hybrid beamforming having B TXRUs having a smaller number than Q antenna elements in an intermediate form between digital BF and analog BF may be considered.
  • hybrid BF hybrid beamforming
  • the proposed scheme will be described based on the new RAT (NR) system.
  • NR new RAT
  • the scope of the system to which the proposed method is applied can be extended to other systems such as 3GPP LTE / LTE-A system in addition to the new RAT system.
  • IAB intergrated access and backhaul
  • the unified access and backhaul link can be used because of the larger expected bandwidth available in NR compared to LTE (eg mmWave spectrum) with the basic deployment of large MIMO or multibeam systems.
  • LTE eg mmWave spectrum
  • the network may be configured with integrated access and backhaul links. That is, data may be transmitted and received between the relay nodes rTRPs A, B, and C through the backhaul link, and data may be transmitted and received between the relay node and the terminal through an access link.
  • a relay node may multiplex access and backhaul links in time, frequency or space (eg, beam based operation).
  • the operation of different links may be performed at the same or different frequencies (or 'in-band' or 'out-band' relays). Efficient support of 'out-band' relays is important in some NR scenarios, but the requirements and avoidance of 'in-band' operation, which accommodates dual frequency limitations and implies close interworking with access links operating at the same frequency / Understanding mitigation interference is an important issue.
  • the operation of the NR system in the mmWave spectrum includes severe short-term blocking, which may not be easily mitigated by current RRC-based handover mechanisms because of the larger time-scales required for the completion of the procedure compared to short-term blocking.
  • IAB integrated access and backhaul
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of timing of each node in the transmission and reception of a signal using a single hop to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • the NR system it is required to flexibly schedule terminals having various attributes to accurately and efficiently perform data transmission and reception. As the number of users increases in the NR system, the number of additional base stations or relay nodes may increase.
  • a propagation delay is different between a backhaul link and an access link
  • RN relay node
  • a symbol or slot boundary does not match between transmitted and received signals. Therefore, interference may be increased.
  • the present invention proposes a method of wirelessly setting the backhaul link to solve this problem.
  • the downlink symbol (DL symbol) of the backhaul link at the RN side may be started in the middle of the first symbol when the transmission / reception symbol timings of each link are based on DgNB.
  • the uplink symbol (UL symbol) may start with the 0 th symbol.
  • the present invention proposes a method of transmitting and receiving signals between the access link and the backhaul link through a TDM scheme or separately operating the transmission and reception timings without matching the symbol boundaries between the access link and the backhaul link.
  • the IAB node may mean a node capable of performing both the functions of the terminal and the base station.
  • the IAB node may play a role of a terminal in a relationship with a specific base station, and may play a role of a base station (or a node) in a relationship with a specific note or terminal.
  • DgNB may be referred to as a gNB
  • a plurality of RNs and a plurality of terminals transmit and receive signals through a wireless backhaul link and a wireless access link
  • transmission timing and / or reception timing may be adjusted to match symbol boundaries.
  • Example 1-1 Method in which gNBs and RNs have absolute matching transmit / receive timings
  • the relay nodes constituting the network may have different transmission timings and / or reception timings depending on their parent nodes.
  • the transmission timing of the base station may be changed frequently, so that the terminal may be difficult to match the transmission / reception timing of the data.
  • gNB which is a parent node
  • RNs having IAB functions which are child nodes
  • GNSS global navigation satellite system
  • the slot boundaries of the access links of each of the nodes for the gNB and each RN may have the same timing.
  • This transmission / reception timing may be slot boundary / frame timing used when supporting an access link in each RN.
  • the following method may be applied to adjust this timing between the gNB and the RNs.
  • synchronization is performed based on a signal transmitted from the gNB and subtraction of propagation delay from TA. That is, the gNB and the RN may transmit and receive a synchronization signal and estimate a propagation delay. The timing may be adjusted by subtracting a signal transmitted by the gNB from the received timing from the estimated propagation delay. Alternatively, in a multi-hop situation, synchronization may be performed based on a signal transmitted from a parent node instead of a gNB, and timing may be adjusted by subtracting a propagation delay from the parent node from the TA.
  • the timing of the RN can be adjusted using a precision time protocol (PTP), that is, a standard time transfer protocol that can be synchronized through an inter-cell message.
  • PTP precision time protocol
  • the standard time transfer protocol may enable accurate synchronization between networks.
  • the relay node in consideration of the time required for the relay node to switch from Rx to Tx, it may include a case in which the Rx timing is faster (or different) from the Tx timing by a specific offset value.
  • the RNs may receive an offset value for adjusting timing from the parent nodes through configuration information (or control information), and calculate a TA based on signals transmitted from the parent nodes.
  • the signal for calculating the TA may be calculated based on the signal transmitted last.
  • TA may be obtained through a signal transmitted from the parent node, and RNs may determine transmission timing and reception timing using the obtained offset value and TA value.
  • Example 1-2 RNs Timing Based on Synchronization Signal Sent from gNB
  • the RNs may perform over-the-air (OTA) synchronization by receiving a synchronization signal transmitted from the gNB.
  • OTA over-the-air
  • the gNB transmits a synchronization signal to synchronize with the RNs
  • the RNs may perform synchronization with the gNB based on the received synchronization signal
  • the RNs transmit based on synchronization according to the synchronization signal transmitted from the gNB. Timing and reception timing can be adjusted.
  • each RN may synchronize with the gNB by performing downlink synchronization by receiving a synchronization signal transmitted by the gNB.
  • the RN may set transmission timing and / or reception timing of the access link and / or backhaul link (backhaul link between the RN and child nodes) based on synchronization with the gNB.
  • the slot boundaries of the access link and / or backhaul link of the RN may be delayed by the propagation delay value compared to the slot boundaries of the access link of the gNB.
  • the propagation delay from gNB (a) to RN (x) may be referred to as P_ax.
  • the downlink timing Tx and / or the uplink timing Rx of the access link and / or backhaul link of the RN (x) are the downlink Tx of the gNB as shown in FIG.
  • the delay may be delayed by P_ax than the timing and / or uplink (Rx) timing.
  • the timing of the RN may be delayed by the propagation delay occurring than the timing of the gNB.
  • the relay node in consideration of the time required for the relay node to switch from Rx to Tx, it may include a case in which the Rx timing is faster (or different) from the Tx timing by a specific offset value.
  • the RNs may receive an offset value for adjusting timing from the parent nodes through configuration information (or control information), and calculate a TA based on signals transmitted from the parent nodes.
  • the signal for calculating the TA may be calculated based on the signal transmitted last.
  • TA may be obtained through a signal transmitted from the parent node, and RNs may determine transmission timing and reception timing using the obtained offset value and TA value.
  • Example 1-3 Method of RNs timing based on synchronization signal sent from gNB
  • Each RN may perform over-the-air (OTA) synchronization by receiving a synchronization signal transmitted from its parent node.
  • OTA over-the-air
  • the parent node may transmit a synchronization signal to synchronize with the RNs
  • the RNs may perform synchronization with the parent nodes based on the received synchronization signal
  • the RNs may synchronize according to the synchronization signal transmitted from the parent node.
  • the transmission timing and the reception timing can be adjusted based on the.
  • each RN may perform downlink synchronization by receiving a synchronization signal transmitted from its parent node, and set a timing of an access link based on this.
  • the slot boundary of the access link of the RN may be delayed by the value of the propagation delay compared to the slot boundary of the access link of the parent node.
  • a propagation delay from RN (x) to RN (y) may be referred to as P_xy.
  • P_xy a propagation delay from RN (x) to RN (y)
  • RN (x) is the parent node of RN (y)
  • the downlink (Tx) / uplink (Rx) timing of the access link of RN (y) is as shown in Fig. 9C.
  • the delay may be delayed by P_xy than the downlink (Tx) timing and / or uplink (Rx) timing of the RN (x).
  • the timing of the RN (y) may be delayed by the propagation delay occurring than the timing of the RN (x). have.
  • each RN may perform synchronization by receiving a synchronization signal transmitted from its parent node, and set it as an uplink reception timing of its access link and / or backhaul link.
  • the RN may set the timing to which timing advance is applied in accordance with the reception timing of the parent node as the downlink transmission timing of the access link and / or backhaul link operated by the RN.
  • the transmission timing and the reception timing of the RN may not coincide with each other.
  • the method of setting the inter-link timing may be different. That is, the timing of the access link and the backhaul link may be set through different methods.
  • the access link and the backhaul link may be TDM for a specific node, and in the case of the access link, timing may be set by the method of the embodiment 1-1 or the embodiment 1-2.
  • timing may be set by the method of Embodiments 1-3.
  • the timing of the backhaul link connected to the parent node may be set in the method of Embodiment 1-3, but the backhaul link connected to the child node and the access link connected to the terminal may be the method of Embodiment 1-1 or Embodiment 1-2.
  • the timing can be set.
  • Transmission and reception timing for each link of gNB and RNs may be set based on the following rule.
  • the symbol boundaries of the signals that the RN receives over multiple links must match.
  • TDM time division multiplexing
  • the transmission timing and the reception timing of the child node may include timings for receiving downlink data and transmission of uplink data from the parent node. May be the same.
  • gNB and RNs may multiplex access link and backhaul link through FDM and / or spatial division multiplexing (SDM) to simultaneously transmit and receive data.
  • FDM frequency division multiplexing
  • SDM spatial division multiplexing
  • the RN multiplexes the access link and the backhaul link through the FDM or SDM method, transmits data to the terminal through the access link, and receives data from another node through the backhaul link.
  • the reception timing of the backhaul link and / or the access link of the RN may coincide with the timing of performing downlink transmission from the parent node to the backhaul link.
  • the transmission timing for the backhaul link and / or the access link of the RN may coincide with the timing for performing uplink transmission on the backhaul link with the parent node.
  • the backhaul link between RN (x) and RN (y) may be referred to as BH_xy.
  • the RN (b) may receive downlink data transmitted by the gNB (a) through the backhaul link BH_ab. In this case, the RN (b) receives the downlink data transmitted by the gNB (a) through the BH_ab at a time delayed by P_ab compared to the timing transmitted by the gNB (a).
  • the RN (b) should transmit uplink data to be transmitted to the gNB (a) through BH_ab as much as P_ab in consideration of the propagation delay.
  • RN (b) transmits and receives downlink data through BH_ab to simultaneously transmit or receive through BH_ab and BH_bc
  • uplink data should be transmitted and received through BH_bc.
  • RN (b) transmits and receives uplink data through BH_ab, it should transmit and receive downlink data through BH_bc.
  • the signals of the RN (b) simultaneously receive or transmit through BH_ab and BH_bc coincide with symbol boundaries.
  • G_UD means a value of a gap necessary for matching a symbol boundary when switching from uplink to downlink
  • G_DU means a value of a gap required for matching a symbol boundary when switching from downlink to uplink.
  • a gap may be inserted for a predetermined time (or interval) from a time point when the uplink or downlink ends.
  • Such values of G_DU and G_UD may be different for each RN.
  • the RN may receive a value of G_UD and / or G_DU from the parent node. That is, the RN may obtain at least one of the values of G_DU and / or G_UD through control information or configuration information transmitted from the parent node.
  • the RN may infer (or calculate) a value not set through the set value and the symbol length.
  • the RN can infer or assume that the symbol length minus the value of G_UD is the value of G_DU, and the RN sets only the value of G_DU from the parent node.
  • the RN may infer or assume a value obtained by subtracting the value of the G_DU from the symbol length as the value of the G_UD.
  • a gap of a certain offset value may be required between the reception timing and the transmission timing in consideration of the time required for the node to switch from reception to transmission or transmission to reception.
  • the value of G_UD or G_DU should be set larger than the offset value, which is the time interval required for the node to switch from receiving to transmitting.
  • the offset value which is the time interval required for the node to switch from receiving to transmitting.
  • slot boundaries can vary from node to node.
  • Each node may be slot-bounded so that a downlink start point may be located at the start point of the slot in the access link and the backhaul link to the child node.
  • such a method has an advantage of efficiently using resources, but certain signaling or predefined operations may be required to match resource formats of RNs and terminals.
  • the RN (b) when the RN (b) receives downlink data from the gNB (a) via the backhaul link, the RN (b) may only receive uplink data from the terminal connected to the RN (b). Therefore, when the slot format of the backhaul link of the RN (b) is downlink, the slot format of the access link is uplink.
  • the following method can be used to match the slot format of the RN.
  • Method 1 If the slot boundaries of the RN and the UE are all the same, the RN may instruct the UEs that have connected the opposite format of the slot format received from the gNB. That is, when the slot format of the backhaul link is downlink, the slot format of the access link may be set to uplink, and when the slot format of the backhaul link is uplink, the slot format of the access link may be set to downlink.
  • the backhaul link and the access link may be set identically, and scheduling for data transmission and reception may be flexibly performed according to a transmission and reception environment.
  • Method 2 If the RN does not match the slot boundary of the UE, the RN may instruct the UE accessing the same format as the slot format received from the gNB. That is, when the slot format received through the backhaul link from the gNB is uplink, the slot format of the access link may be set to the same uplink, and the slot format received through the backhaul link from the gNB is downlink. In addition, the slot format of the access link may be set to the same downlink.
  • FIG. 11 illustrates an example of a method for allocating the same slot format to an access link and a backhaul link according to an embodiment of the present invention.
  • the RN when the RN does not match the slot boundary of the UE as in the method described in Method 2, the RN may set the same format as the slot format received from the gNB in the access link.
  • the RN may set the access link of the terminal to downlink if the slot format of the backhaul link is set to downlink.
  • the slot start time of the terminal connected to the RN may have a constant offset when compared to the slot start time of the backhaul link, which may be related to the number of downlink resource symbols set in the slot format of the backhaul link.
  • a different slot format should be set for the terminals connected to each RN, and when the terminal connected to the RN (b) is receiving downlink data, the RN (c) The terminal connected to may be transmitting uplink data. Therefore, since the interference between the terminals can occur a lot, resources should be allocated to the terminals in consideration of the interference to the surroundings according to the position of the terminals.
  • each timing needs to be exactly matched, and a part of resources allocated to the RN may not be available due to the long propagation delay of the backhaul link.
  • the gNB may set different slot formats for the access link and the backhaul link, respectively.
  • TDM time division multiplexing
  • timing settings of each RN may be set based on timing with a parent node.
  • the reception timing of the RN is set based on the link with the parent node, and the remaining timing is set based on the reception timing after the reception timing is applied. Can be.
  • the transmission timing in the link with the parent node and the transmission timing and / or reception timing in the link with the child node may be set based on the corresponding node itself, and the detailed setting scheme is as shown in FIG. 12.
  • both Gap_Rx (a) and Gap_Tx (a) may have a value of '0'.
  • each timing is set in the backhaul link with gNB (a) when performing a child node role. Can be set together.
  • Tx timing which is a transmission timing
  • Equation 2 may be set as shown in Equation 2 below based on the timing received by the transmitter.
  • Pd (ab) means propagation delay from node a, gNB (a), to node b, RN (b), which is calculated through the response timing of its transmission signal at the parent node.
  • the calculated value may be set to RN (b) which is a child node as a TA.
  • the child node may calculate the response timing of the parent node to its transmission signal and apply it as Pd (ab), in which case the child node does not include the propagation delay value in the TA value received from the parent node. Can be assumed.
  • the timing of the child node once again checks the accuracy of timing setting. Can increase.
  • the Gap_Tx (b) value in the backhaul link with RN (c) may be equal to the Gap_Tx (ab) value, and the Gap_Rx (b) value is equal to the Gap_Rx (ab) value. May be the same.
  • each timing in terms of RN (c) may be calculated through Equation 3 below.
  • each child node (y) receives the Gap_Tx (x), Gap_Rx (x), and Pd (xy) values from its parent node (x), so In the case of acting as a parent node, the transmission and / or reception timing can be accurately set.
  • the gap (x) set to the child node can always be set to '0'.
  • the own node can receive Gap_Tx (x) and Pd (xy) from its parent node and Gap_Rx (x) can be set to '0'.
  • the timing for one nodey (y) may be set as follows.
  • Gap_Rx (xy) Gap_Tx (x) + Pd (xy)
  • Gap_Tx (xy) Gap_Rx (x)-Gap_Rx (xy)-Pd (xy)
  • Gap_Tx (y) Gap_Tx (xy)
  • the Gap_Tx (x) value can be jointly set to all nodes connected to one parent node. Therefore, the Gap_Tx (x) value can be transmitted by using common information or by using resources specific to each node (node_specific). Can be. In addition, the Pd (xy) value may be transferred using a resource specific to the node.
  • the access link and the backhaul link may be multiplexed through the TDM scheme.
  • a slot format may be configured for the UE, and data for a backhaul link may be scheduled in the reserved part.
  • transmission timing and / or reception timing may be set based on the timing of the downlink signal received from the parent node, and the timing of the access link may be determined in the three embodiments described in Embodiments 1-1 to 1-3. It can be set in one of two ways.
  • 1 gNB and RNs both transmit and receive according to the absolutely same slot boundary, 2 adjust timing of RN based on timing of receiving downlink signal of gNB, or 3 receive downlink signal of parent node
  • the timing of the RN can be adjusted based on the timing.
  • TDM time division multiplexing
  • both gNBs and RNs may be configured with timings of absolutely identical access links, and thus may transmit and receive backhaul links.
  • the sync of all access links may match, and the RNs for the access link may be set to the same transmission timing and / or reception timing.
  • all terminals accessing each node may receive the same slot format, and the node may not transmit or receive data through the backhaul link in the reserved portion of the slot format indication for informing the terminal of the slot format. Can be performed.
  • the child nodes may use downlink timing from the parent node, and the transmission timing may be an uplink timing or a separately set timing of the parent node.
  • the RN (b) may receive the downlink signal of BH_ab transmitted by the gNB (a) at a time delayed by P_ab from the timing transmitted by the gNB (a), and the gNB ( The uplink signal of BH_ab transmitted to a) should be transmitted P_ab earlier than the timing that gNB (b) should receive.
  • G_AB means a gap value necessary to meet a symbol boundary when switching from an access link to a backhaul link
  • G_BA means a gap value necessary to meet a symbol boundary when switching from a backhaul link to an access link.
  • the value of the gap inserted between the link transitions may differ for each node, RN.
  • the RN may receive the G_AB and / or G_BA value from the parent node and set the G_AB and / or G_BA value set in the child node.
  • the G_AB value may always be the same as the G_BA value, and only one gap value necessary for switching between the access link and the backhaul link may be set from the parent node.
  • connection link timing of the RN does not change, so that the transmission / reception timing of the terminal forming the connection with the RN can be maintained as it is. have.
  • a certain amount of time is required for the node to switch from receiving to transmitting or transmitting to receiving, and taking this time into account, a gap of a certain offset is required between the receiving timing and the transmitting timing. That is, in order to switch between the transmission operation and the reception operation of the terminal, a minimum offset value must be inserted (or set) between the transmission operation and the reception operation.
  • the value of G_UD or G_DU should be set larger than the offset value required for the node to switch from the receive operation to the transmit operation. If the gap value necessary for matching the symbol boundary between the uplink and the downlink is smaller than the offset value, a value obtained by adding the symbol length to the corresponding gap value may be set as the G_UD value, and the value of the G_DU may be set in the same manner. .
  • downlink slot boundaries are matched on a gNB basis for access links of all terminals connected to the same gNB or RNs connected to the gNB.
  • the uplink slot boundary may be advanced by N TA_offset which is a specific offset value than the downlink.
  • UEs may calculate transmission timing by summing N TA _offset to N TA , which is a TA value set from gNB or RN.
  • the downlink timing of the access link between the gNB, RN, and the UEs may all be set to the same value according to the timing of the gNB.
  • the boundary may be advanced by a predetermined value than the boundary of the downlink slot.
  • the UEs can calculate the transmission timing based on the TA value and the offset value transmitted through the configuration information from the gNB or RN.
  • each node may have N TA _offset , which is its respective offset value in its role as a parent node, and N, which is a TA value for nodes accessing itself.
  • TA can be calculated and configured for each node through configuration information.
  • N TA _offset is set to a fixed value and is preset for the UE and nodes, or is obtained through configuration information from the gNB, or is calculated by directly calculating the propagation delay with the gNB while each node establishes a backhaul link. Can be set.
  • the parent node gNB or RN may be transmitted to the child node or the terminal through indication information including N TA _offset (or T0), which is a timing offset value.
  • N TA _offset or T0
  • the RN or the UE which is an IAB node, receives a timing offset value from the parent node through indication information, it may trigger its downlink transmission timing adjustment (DL TX timing adjustment).
  • the DL TX timing adjustment may be performed by the TA value and the T0 value, and the TA value may be calculated based on the most recently transmitted signal from the parent node.
  • the terminal may calculate the downlink transmission timing based on the TA value and the transmitted timing offset value.
  • Equation 4 shows a method of calculating the DL TX timing based on the TA value and the transmitted timing offset value.
  • TDM time division multiplexing
  • FIG. 14 illustrates a specific embodiment of the method described with reference to FIG. 13. Referring to FIG. 14, since all RNs are in absolute timing with the gNB, access link timings of all terminals connected to the gNB and the RNs are also set based on the gNB.
  • the gap Gap_Tx of the transmission timing for the access link in all RNs and the gNB is '0'
  • the gap Gap_Rx of the reception timing is -N TA_offset .
  • the value of the timing Gap_Tx (a) of the backhaul link connected to the gNB (a) on the gNB side may be '0', and the value of Gap_Rx (a) may be -N TA_offset (a).
  • a negative value means a timing advanced relative to the reference point
  • a positive value means a timing pushed behind the reference point
  • Gap_Rx (ab) may be expressed as Equation 5 below, and Gap_Tx (ab) may be expressed as Equation 6.
  • Pd (ab) denotes a propagation delay from a node ag gNB (a) to a node b RN (b) and may be set in the same manner as described in the embodiment 2-1.
  • Gap_Tx (b) of RN (b) is equal to Gap_Tx (ab)
  • Gap_Rx (b) is equal to Gap_Rx (ab).
  • Gap_RX (bc) may be expressed as Equation 7 below
  • Gap_Tx (bc) may be expressed as Equation 8 below.
  • each child node (y) receives the Gap_Tx (x) and Gap_Rx (x) values from its parent node (x), so that it can act as a child node and as a parent node.
  • the transmission timing and / or the reception timing at the time can be set accurately.
  • the timing of node (y) may be set as follows according to each role.
  • Gap_Rx (xy) Gap_Tx (x) + Pd (xy)
  • Gap_Tx (xy) Gap_Rx (x)-Gap_Rx (xy)
  • Gap_Rx (y) Gap_Rx (xy)
  • Gap_Tx (y) Gap_Tx (xy)
  • Gap_Tx (x) and Gap_Rx (x) values can be set in common to all nodes or terminals connected to one parent node, they are transmitted to each child node or terminals through the same information, or specified to the node or terminal. It can be transmitted through a resource (node (UE) -specific reource).
  • node (UE) -specific reource node (UE) -specific reource
  • the Pd (xy) value may also be transmitted in the same manner as the Gap_Tx (x) value.
  • Example 2-2-2 When Delayed by Propagation Delay Based on gNB)
  • each RN may perform OTA synchronization using the SSB of the gNB, and the timing may be set based on the performed synchronization.
  • each RN may perform synchronization using the received synchronization signal after receiving the synchronization signal transmitted by the gNB. Thereafter, each RN can use this to set the transmission timing and / or reception timing of the access link.
  • the slot boundary of the access link of the RN may be delayed by a propagation delay value than the slot boundary of the access link of the gNB.
  • the timing can also be set.
  • each RN may synchronize the access link using the SS of the parent node to which it is connecting. For example, after receiving the synchronization signal transmitted from the parent node, each RN may perform synchronization using the received synchronization signal and set it as transmission timing and / or reception timing of the access link.
  • the slot boundary of the access link of the RN may be delayed by the propagation delay value than the slot boundary of the access link of the parent node.
  • the backhaul link may be timed as in the embodiment 2-2-1.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating another example of a transmission / reception state at each node when using a time division multiplexing (TDM) method according to an embodiment of the present invention.
  • TDM time division multiplexing
  • a backhaul link connecting the RN and the parent node may be multiplexed through the TDM scheme.
  • the time for which the RN performs the terminal function and the time interval for performing the base station function may be multiplexed through the TDM scheme.
  • a reception timing may be set to downlink timing from a parent node, and the transmission timing may be set to uplink timing or a separate configuration of the parent node. It can be set to the timing through.
  • the RN (b) may receive the downlink signal of BH_ab transmitted by the gNB (a) at a time delayed by P_ab from the timing transmitted by the gNB (a), and the uplink signal of the BH_ab transmitted to the gNB (a) may be received.
  • the gNB (b) may be transmitted at a time point P_ab earlier than the timing that should be received.
  • the embodiments 1-1 and 1-2 described in Embodiment 1 may be applied. That is, the RNs may be set with transmission timing and / or reception timing independent of transmission timing and / or reception timing with the parent node.
  • gNB and RNs for such links may have absolutely the same transmission timing and / or reception timing.
  • the child node may transmit and receive on the link of 2 + 3 in the interval (or time) during which the parent node performs transmission and reception on the link of 1, and the parent node transmits and receives on the link of 2 + 3. In the interval (or time) to be performed, the child node may transmit and receive on the link of 1.
  • the link of 1 does not exist because the parent node does not exist. Therefore, it is possible to perform transmission and reception instead of the access link during the time interval for performing transmission and reception on the link of 1.
  • a certain time is required. In consideration of this time, a gap of a certain offset is required between the reception timing and the transmission timing. That is, in order to switch between the transmission operation and the reception operation of the terminal, a minimum offset value must be inserted (or set) between the transmission operation and the reception operation.
  • the value of G_UD or G_DU should be set larger than the offset value required for the node to switch from the receive operation to the transmit operation. If the gap value necessary for matching the symbol boundary between the uplink and the downlink is smaller than the offset value, a value obtained by adding the symbol length to the corresponding gap value may be set as the G_UD value, and the value of the G_DU may be set in the same manner. .
  • downlink slot boundaries are matched on a gNB basis for access links of all terminals connected to the same gNB or RNs connected to the gNB.
  • the uplink slot boundary may be advanced by N TA_offset which is a specific offset value than the downlink.
  • FIG. 16 illustrates another example of a transmission / reception state at each node according to an embodiment of the present invention.
  • each RN is a timing setting method when the backhaul link and the access link of the embodiment 2-1 are multiplexed through the non-TDM scheme, and the backhaul link and the connection link of the embodiment 2-2 are the TDM scheme.
  • a timing setting method may be determined among the timing setting methods in the case of multiplexing.
  • the gNB has a timing set through a timing setting method when multiplexed through TDM
  • the RN (b) uses a timing setting method when multiplexed through a non-TDM scheme.
  • the timing can be set.
  • RN (c) shows a slot format when timing is set through a timing setting method when multiplexing through TDM and a timing setting method when multiplexing through non-TDM.
  • the following conditions may be required to apply different timing setting methods according to the RN.
  • the time interval for transmitting and receiving through the backhaul link and the time interval for transmitting and receiving through the access link should be the same.
  • the time interval during which the parent node can transmit and receive to the child node through the backhaul link may vary according to the timing setting method of the child node.
  • the child node should transmit information related to the timing setting method used by the child node to its parent node.
  • the child node needs to tell the parent node how it is used to set the timing, and the parent node can send and receive via the backhaul link according to the timing setting method used by the child node. This may vary.
  • the transmission timing and / or transmission timing between RNs need to be operated differently. However, even if there is a propagation delay, an extended CP may be applied to the backhaul link so that transmission timing and / or transmission timing of the RNs are not misaligned.
  • the CP length may vary between the access link and the backhaul link, which may be applied when the access link and the backhaul link are multiplexed through the TDM scheme and when the 'out-band FDM' is used.
  • extended CP may be applied to both the access link and the backhaul link, but it is efficient for resource use when resources for the terminal are scheduled in the same slot or symbols. You may not be able to.
  • the extended CP can be dynamically indicated to the backhaul link.
  • the gNB may calculate the delay time of the signal received from the RN to determine whether there is an influence on transmission and reception of data when a general CP is applied to the RN, and set the type of CP to the RN.
  • the gNB may divide RNs connected to the two groups and schedule RNs using a general CP in one time range and RNs using extended CP in one time range.
  • 17 is a diagram illustrating an example of signal transmission in multiple hops according to an embodiment of the present invention. 17 shows a process in which a terminal communicates with a network through multi-hop RNs. When the parent node of the RN of the access link is changed, the propagation delay of the multi-hop path may be changed to change the synchronization of the access link of the RN.
  • the RN In the case of dynamic topology adaptation, the RN is able to dynamically sink the parent node because of problems such as frequent timing alignment and changes in scheduling procedures, such as interference between each node and miss catch. It can be difficult to match.
  • the RN can synchronize with the parent node through the following method.
  • the parent node may indicate the transmission timing and / or the reception timing of the child node, and may set the time for which the corresponding backhaul link is available to the RN in semi-static manner.
  • the child node may receive transmission and / or reception timings set semi-statically from parent nodes to which the child node can connect.
  • the UE may communicate with the parent nodes by changing the transmission timing and / or the reception timing on a set periodic basis.
  • RN 3 may be a child node, and RN 1 and RN 2 may be parent nodes of RN 3.
  • the RN 3 may receive different transmission timings and / or reception timings from the RN 1 and the RN 2, respectively, and a period in which the corresponding backhaul link may be used may also be set.
  • the RN 3 may perform data transmission and reception through different backhaul links when the transmission timing and / or reception timing is changed in the set period unit.
  • Method 2 At the current parent node side, the child node can indicate a transmission timing and / or a reception timing at which the child node can perform communication from the next new parent node side. For example, as shown in FIG. 17, when RN 3 performs data transmission and reception through RN 1 and a backhaul link, RN 3 having received a new transmission timing and / or reception timing set to RN 1 has a new timing at a predetermined time. The value may be used to transmit and receive data through the RN 2 and the backhaul link.
  • the time at which the new timing is applied may be instructed together when it is previously set or when a new transmission timing and / or reception timing are set.
  • the setting information for setting the new transmission timing and / or the reception timing may be transmitted to the child node by including information related to the timing at which the new timing is applied.
  • Method 3 If the symbol boundaries of the switched backhaul links coincide (the slot boundaries may be different), if the delay of the switched backhaul link is longer, the data is simply received late without tuning the reception timing. RN can recognize. However, it is necessary to forward the transmission time of the transmission data by tuning or scheduling the transmission timing.
  • timing may be set according to a slot boundary.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of a method for a relay node to determine transmission and reception timing according to an embodiment of the present invention.
  • a relay node may set transmission timing and / or reception timing using an offset value transmitted from a base station.
  • the first relay node that performs the IAB function may receive configuration information from the network node (S18010).
  • the configuration information may include the timing offset values described in the first and second embodiments in order for the first relay node to set the transmission timing and / or the reception timing.
  • the first relay node may transmit downlink data to the second relay node based on the configuration information (S18020).
  • the transmission timing of the downlink data may be determined based on the timing offset and timing advance (TA) through the method described in the first to second embodiments.
  • TA timing advance
  • the transmission timing may be set when the first relay node receives a timing offset value for timing setting from the parent node, and may be determined based on the timing advance value.
  • the timing advance value may be calculated by the first relay node based on the most recently transmitted signal from the parent node.
  • transmission timing and / or reception timing may be set according to slot boundaries.
  • the above-described operation of the terminal may be specifically implemented by the terminal devices 1920 and 2020 shown in FIGS. 19 and 20 of the present specification.
  • the above-described operation of the terminal may be performed by the processors 1921 and 2021 and / or the RF unit (or module) 1923 and 2025.
  • the processors 1921 and 2021 may control to receive configuration information from the network node through the RF unit (or module) 1923 and 2025.
  • the configuration information may include the timing offset values described in the first and second embodiments in order for the first relay node to set the transmission timing and / or the reception timing.
  • the processors 1821 and 1921 may control to transmit downlink data to the second relay node based on configuration information through the RF unit (or module) 1723 and 1825.
  • the transmission timing of the downlink data may be determined based on the timing offset and timing advance (TA) through the method described in the first to second embodiments.
  • TA timing advance
  • the transmission timing may be set when the first relay node receives a timing offset value for timing setting from the parent node, and may be determined based on the timing advance value.
  • the timing advance value may be calculated by the first relay node based on the most recently transmitted signal from the parent node.
  • FIG. 19 illustrates a block diagram of a wireless communication device to which the methods proposed herein can be applied.
  • a wireless communication system includes a base station 1910 and a plurality of terminals 1920 located in a base station area.
  • the base station and the terminal may each be represented by a wireless device.
  • the base station 1910 and the terminal 1920 may be referred to as a first device or a second device.
  • the first device includes a base station, a network node, a transmitting terminal, a receiving terminal, a wireless device, a wireless communication device, a vehicle, a vehicle equipped with an autonomous driving function, a connected car, an unmanned aerial vehicle (UAV), and an AI.
  • AI Artificial Intelligence
  • robots Augmented Reality (AR) devices, Virtual Reality (VR) devices, Mixed Reality (MR) devices, hologram devices, public safety devices, MTC devices, IoT devices, medical devices, fintech devices (or Financial devices), security devices, climate / environment devices, devices associated with 5G services, or other devices related to the fourth industrial revolution field.
  • AR Augmented Reality
  • VR Virtual Reality
  • MR Mixed Reality
  • hologram devices public safety devices
  • MTC devices IoT devices
  • medical devices fintech devices (or Financial devices)
  • security devices climate / environment devices, devices associated with 5G services, or other devices related to the fourth industrial revolution field.
  • the second device includes a base station, a network node, a transmitting terminal, a receiving terminal, a wireless device, a wireless communication device, a vehicle, a vehicle equipped with an autonomous driving function, a connected car, a drone (Unmanned Aerial Vehicle, UAV), Artificial Intelligence (AI) modules, robots, Augmented Reality (AR) devices, Virtual Reality (VR) devices, Mixed Reality (MR) devices, hologram devices, public safety devices, MTC devices, IoT devices, medical devices, fintech devices ( Or financial devices), security devices, climate / environment devices, devices related to 5G services, or other devices related to the fourth industrial revolution field.
  • UAV Unmanned Aerial Vehicle
  • AI Artificial Intelligence
  • AR Augmented Reality
  • VR Virtual Reality
  • MR Mixed Reality
  • hologram devices public safety devices
  • MTC devices IoT devices
  • medical devices fintech devices ( Or financial devices)
  • security devices climate / environment devices, devices related to 5G services, or other devices related to the fourth industrial revolution field.
  • the terminal may be a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), navigation, a slate PC, a tablet. It may include a tablet PC, an ultrabook, a wearable device (eg, a smartwatch, a glass glass, a head mounted display), and the like.
  • the HMD may be a display device worn on the head.
  • the HMD can be used to implement VR, AR or MR.
  • a drone may be a vehicle in which humans fly by radio control signals.
  • the VR device may include a device that implements an object or a background of a virtual world.
  • the AR device may include a device that connects and implements an object or a background of the virtual world to an object or a background of the real world.
  • the MR device may include a device that fuses and implements an object or a background of the virtual world to an object or a background of the real world.
  • the hologram device may include a device that records and reproduces stereoscopic information to implement a 360 degree stereoscopic image by utilizing interference of light generated by two laser lights, called holography, to meet each other.
  • the public safety device may include an image relay device or an image device wearable on a human body of a user.
  • the MTC device and the IoT device may be devices that do not require direct human intervention or manipulation.
  • the MTC device and the IoT device may include a smart meter, a bending machine, a thermometer, a smart bulb, a door lock or various sensors.
  • a medical device may be a device used for the purpose of diagnosing, treating, alleviating, treating or preventing a disease.
  • a medical device may be a device used for the purpose of diagnosing, treating, alleviating or correcting an injury or disorder.
  • a medical device may be a device used for the purpose of inspecting, replacing, or modifying a structure or function.
  • the medical device may be a device used for controlling pregnancy.
  • the medical device may include a medical device, a surgical device, an (extracorporeal) diagnostic device, a hearing aid or a surgical device, and the like.
  • the security device may be a device installed to prevent a risk that may occur and to maintain safety.
  • the security device may be a camera, a CCTV, a recorder or a black box.
  • the fintech device may be a device capable of providing financial services such as mobile payment.
  • the fintech device may include a payment device or a point of sales (POS).
  • the climate / environmental device may include a device that monitors or predicts the climate / environment.
  • the base station 1910 includes a processor 1911, a memory 1912, and an RF module 1913.
  • the processor 1911 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 18 and Embodiments 1 to 2. Layers of the air interface protocol may be implemented by a processor.
  • the memory is connected to the processor and stores various information for driving the processor.
  • the RF module is coupled to the processor to transmit and / or receive radio signals.
  • the terminal includes a processor 1921, a memory 1922, and an RF module 1923.
  • the processor implements the functions, processes and / or methods proposed in FIGS. 1 to 18 and Embodiments 1 and 2 above. Layers of the air interface protocol may be implemented by a processor.
  • the memory is connected to the processor and stores various information for driving the processor.
  • the RF module 1923 is connected to a processor to transmit and / or receive a radio signal.
  • the memories 1912 and 1922 may be inside or outside the processors 1911 and 1921 and may be connected to the processor by various well-known means.
  • the base station and / or the terminal may have a single antenna or multiple antennas.
  • 20 is another example of a block diagram of a wireless communication device to which the methods proposed herein may be applied.
  • a wireless communication system includes a base station 2010 and a plurality of terminals 2020 located within a base station area.
  • the base station may be represented by a transmitting device, the terminal may be represented by a receiving device, and vice versa.
  • the base station and the terminal may be a processor (processor, 2011, 2021), memory (memory, 2014, 2024), one or more Tx / Rx RF module (radio frequency module, 2015, 2025), Tx processor (2012, 2022), Rx processor ( 2013,2023) and antennas 2016,2026.
  • the processor implements the salping functions, processes and / or methods above. More specifically, in the DL (communication from the base station to the terminal), upper layer packets from the core network are provided to the processor 2011.
  • the processor implements the functionality of the L2 layer.
  • the processor provides the terminal 2020 with multiplexing and radio resource allocation between the logical channel and the transport channel, and is responsible for signaling to the terminal.
  • the transmit (TX) processor 2012 implements various signal processing functions for the L1 layer (ie, the physical layer).
  • the signal processing function facilitates forward error correction (FEC) in the terminal and includes coding and interleaving.
  • FEC forward error correction
  • the encoded and modulated symbols are divided into parallel streams, each stream mapped to an OFDM subcarrier, multiplexed with a reference signal (RS) in the time and / or frequency domain, and using an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT). To be combined together to create a physical channel carrying a time-domain OFDMA symbol stream.
  • RS reference signal
  • IFFT Inverse Fast Fourier Transform
  • the OFDM stream is spatially precoded to produce multiple spatial streams.
  • Each spatial stream may be provided to a different antenna 2016 through a separate Tx / Rx module (or transceiver, 2015).
  • Each Tx / Rx module can modulate an RF carrier with each spatial stream for transmission.
  • each Tx / Rx module (or transceiver 2025) receives a signal through each antenna 2026 of each Tx / Rx module.
  • Each Tx / Rx module recovers information modulated onto an RF carrier and provides it to a receive (RX) processor 2023.
  • the RX processor implements the various signal processing functions of layer 1.
  • the RX processor may perform spatial processing on the information to recover any spatial stream destined for the terminal.
  • multiple spatial streams may be combined into a single OFDMA symbol stream by multiple RX processors.
  • the RX processor uses fast Fourier transform (FFT) to convert the OFDMA symbol stream from the time domain to the frequency domain.
  • the frequency domain signal includes a separate OFDMA symbol stream for each subcarrier of the OFDM signal.
  • the symbols and reference signal on each subcarrier are recovered and demodulated by determining the most likely signal placement points sent by the base station. Such soft decisions may be based on channel estimate values. Soft decisions are decoded and deinterleaved to recover the data and control signals originally transmitted by the base station on the physical channel.
  • the data and control signals are provided to the processor 2021.
  • the UL (communication from terminal to base station) is processed at base station 2010 in a manner similar to that described with respect to receiver functionality at terminal 2020.
  • Each Tx / Rx module 2025 receives a signal through each antenna 2026.
  • Each Tx / Rx module provides an RF carrier and information to the RX processor 2023.
  • the processor 2021 may be associated with a memory 2024 that stores program code and data.
  • the memory may be referred to as a computer readable medium.
  • the wireless device includes a base station, a network node, a transmitting terminal, a receiving terminal, a wireless device, a wireless communication device, a vehicle, a vehicle equipped with an autonomous driving function, an unmanned aerial vehicle (UAV), an artificial intelligence (AI) module, Robots, Augmented Reality (AR) devices, Virtual Reality (VR) devices, MTC devices, IoT devices, medical devices, fintech devices (or financial devices), security devices, climate / environmental devices, or other areas of the fourth industrial revolution, or It may be a device related to the 5G service.
  • a drone may be a vehicle in which humans fly by radio control signals.
  • the MTC device and the IoT device are devices that do not require human intervention or manipulation, and may be smart meters, bending machines, thermometers, smart bulbs, door locks, various sensors, and the like.
  • a medical device is a device used to examine, replace, or modify a device, structure, or function used for diagnosing, treating, alleviating, treating, or preventing a disease, such as a medical device, a surgical device, ( In vitro) diagnostic devices, hearing aids, surgical devices, and the like.
  • the security device is a device installed to prevent a risk that may occur and maintain safety, and may be a camera, a CCTV, a black box, or the like.
  • the fintech device is a device that can provide financial services such as mobile payment, and may be a payment device or a point of sales (POS).
  • the climate / environmental device may mean a device for monitoring and predicting the climate / environment.
  • the terminal is a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), navigation, a slate PC, a tablet PC. (tablet PC), ultrabook, wearable device (e.g. smartwatch, glass glass, head mounted display), foldable device And the like.
  • the HMD is a display device of a type worn on the head and may be used to implement VR or AR.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the method of transmitting and receiving data in the wireless communication system of the present invention has been described with reference to the example applied to the 3GPP LTE / LTE-A system and 5G, but can be applied to various wireless communication systems.

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Abstract

본 명세서는 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드가 데이터를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공한다. 릴레이 노드는 네트워크 노드로부터 설정 정보를 수신하되, 설정 정보는 하향링크 데이터를 전송하기 위한 타이밍 오프셋(timing offset)을 포함할 수 있다. 릴레이 노드는 상기 설정 정보에 기초하여 제 2 릴레이 노드로 하향링크 데이터를 전송하되, 하향링크 데이터의 전송 타이밍은 상기 타이밍 오프셋 및 타이밍 어드밴스(timing advance: TA)에 기초하여 결정될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 데이터를 송수신하기 위한 타이밍을 결정하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
본 명세서는 무선 통신 시스템에서 데이터의 송수신을 위한 송수신 타이밍을 결정하기 위한 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.
구체적으로, 본 명세서는 네트워크의 노드들 간의 백홀 링크(backhaul link)가 무선인 경우, 각 노드들 간의 송수신 타이밍을 조절하기 위한 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.
또한, 본 명세서는 백홀 링크와 접속 링크간의 전파 지연(propagation delay)이 다르기 때문에 릴레이 노드가 동시에 신호를 송신 또는 수신하는 경우, 신호들 간의 심볼 또는 슬롯 경계가 일치되지 않아 간섭(interference)가 증가되는 것을 방지하기 위한 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 제 1 릴레이 노드가 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, 상기 방법은 네트워크 노드로부터 설정 정보를 수신하는 단계, 상기 설정 정보는 하향링크 데이터를 전송하기 위한 타이밍 오프셋(timing offset)을 포함하고; 및 상기 설정 정보에 기초하여 제 2 릴레이 노드로 하향링크 데이터를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 하향링크 데이터의 전송 타이밍은 상기 타이밍 오프셋 및 타이밍 어드밴스(timing advance: TA)에 기초하여 결정된다.
또한, 본 발명에서, 상기 TA는 상기 네트워크 노드로부터 획득되거나, 상기 설정 정보에 기초하여 계산된다.
또한, 본 발명에서, 상기 제 1 릴레이 노드는 백홀 링크(backhaul link)를 통해서 다른 노드들과 데이터를 송수신하고, 접속 링크(access link)를 통해서 단말과 데이터를 송수신한다.
또한, 본 발명에서, 상기 제 1 릴레이 노드는 FDM(Frequency Division Multiplexing), SDM(Spatial Division Multiplexing) 또는 TDM(Time Division Multiplexing)의 방법을 이용하여 상기 백홀 링크 및 상기 접속 링크를 통해 데이터의 송수신을 동시에 수행한다.
또한, 본 발명에서, 상기 제 1 릴레이 노드가 상기 FDM을 이용하여 상기 백홀 링크 및 상기 접속 링크를 통해 데이터의 송수신을 동시에 수행하는 경우, 상기 제 1 릴레이 노드의 다른 노드 또는 상기 단말과의 전송 타이밍을 일치 시키기 위해 상기 백홀 링크와 상기 접속 링크에는 서로 다른 슬롯 포맷이 설정된다.
또한, 본 발명에서, 상기 네트워크 노드, 상기 제 1 릴레이 노드 및 상기 제 2 릴레이 노드의 상향링크 전송 및 하향링크 전송의 상기 전송 타이밍 및 수신 타이밍은 절대적으로 동일하다.
또한, 본 발명은, 상기 네트워크 노드로부터 동기 신호를 수신하는 단계; 및 상기 동기 신호에 기초하여 상기 네트워크 노드와 동기화를 수행하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 백홀 링크 또는 상기 접속 링크를 통해서 상기 TDM 방식을 이용하여 상향링크 전송 및 하향링크 전송이 수행되는 경우,
상기 상향링크 전송과 상기 하향링크 전송 간에는 심볼간 경계를 맞추기 위한 전송 갭이 삽입된다.
또한, 본 발명에서, 상기 전송 갭은 상기 상향링크 전송에서 상기 하향링크 전송으로 스위칭되는 경우 삽입되는 제 1 전송 갭 또는 상기 하향링크 전송에서 상기 상향링크 전송으로 스위칭되는 경우 삽입되는 제 2 전송 갭으로 구별된다.
또한, 본 발명에서, 상기 제 1 전송 갭 또는 상기 제 2 전송 갭 중 적어도 하나는 상기 네트워크 노드로부터 획득된다.
또한, 본 발명에서, 상기 네트워크 노드로부터 상기 제 1 전송 갭 또는 상기 제 2 전송 갭이 획득되는 경우, 상기 제 1 전송 갭은 심볼 길이에서 상기 제 2 전송 갭을 제외한 값으로 설정되며, 상기 제 2 전송 갭은 상기 심볼 길이에서 상기 제 1 전송 갭을 제외한 값으로 설정된다.
또한, 본 발명에서, 상기 백홀 링크를 통한 전송에서 상기 접속 링크를 통한 전송으로 스위칭되는 경우, 상기 백홀 링크의 심볼 경계와 상기 접속 링크의 심볼 경계를 맞추기 위한 제 1 전송 갭이 삽입되고, 상기 접속 링크를 통한 전송에서 상기 백홀 링크를 통한 전송으로 스위칭되는 경우, 상기 백홀 링크의 심볼 경계와 상기 접속 링크의 심볼 경계를 맞추기 위한 제 2 전송 갭이 삽입된다.
또한, 본 발명에서, 상기 제 1 전송 갭 및/또는 상기 제 2 전송 갭 중 적어도 하나는 상기 네트워크 노드로부터 획득된다.
또한, 본 발명은, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF 모듈(radio frequency module), 및 상기 RF 모듈과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 네트워크 노드로부터 설정 정보를 수신하되, 상기 설정 정보는 하향링크 데이터를 전송하기 위한 타이밍 오프셋(timing offset)을 포함하고, 상기 설정 정보에 기초하여 상기 제 2 릴레이 노드로 하향링크 데이터를 전송하되, 상기 하향링크 데이터의 전송 타이밍은 상기 타이밍 오프셋 및 타이밍 어드밴스(timing advance: TA)에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 릴레이 노드를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 네트워크의 노드들 간의 백홀 링크(backhaul link)가 무선인 경우, 각 노드들 간의 송수신 타이밍을 조절할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 백홀 링크와 접속 링크간의 전파 지연(propagation delay)이 다른 경우, 노드들 간의 송수신 타이밍을 조절함으로써, 간섭이 증가되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 self-contained slot 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 6은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 IAB(Intergrated access and backhaul) 링크의 일 예를 나타낸 도이다.
도 7은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 단일 홉을 이용한 신호의 송수신에서 각 노드의 타이밍의 일 예를 나타낸 도이다.
도 8 및 도 9는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 백홀 링크(backhaul link)간의 신호 송수신 및 타이밍의 일 예를 나타낸 도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 TDM(Time Division Multiplexing) 방법을 사용하지 않는 경우, 각 노드에서의 송수신 상태의 일 예를 나타낸 도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접속 링크(access link)와 백홀 링크에 대한 자원 스케줄링의 일 예를 나타낸 도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 TDM(Time Division Multiplexing) 방법을 사용하지 않는 경우, 접속 링크 및 백홀 링크에 대한 타이밍의 일 예를 나타낸 도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 TDM(Time Division Multiplexing) 방법을 사용하는 경우, 각 노드에서의 송수신 상태의 일 예를 나타낸 도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 TDM(Time Division Multiplexing) 방법을 사용하는 경우, 접속 링크 및 백홀 링크에 대한 타이밍의 일 예를 나타낸 도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 TDM(Time Division Multiplexing) 방법을 사용하는 경우, 각 노드에서의 송수신 상태의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 각 노드에서의 송수신 상태의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 홉에서의 신호 전송의 일 예를 나타낸 도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 릴레이 노드가 송수신 타이밍을 결정하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 19는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 20은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도의 또 다른 예시이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 통상의 기술자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point), gNB(next generation NB, general NB, gNodeB) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
또한, 5G NR(new radio)은 usage scenario에 따라 eMBB(enhanced Mobile Broadband), mMTC(massive Machine Type Communications), URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communications), V2X(vehicle-to-everything)을 정의한다.
그리고, 5G NR 규격(standard)는 NR 시스템과 LTE 시스템 사이의 공존(co-existence)에 따라 standalone(SA)와 non-standalone(NSA)으로 구분한다.
그리고, 5G NR은 다양한 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)을 지원하며, 하향링크에서 CP-OFDM을, 상향링크에서 CP-OFDM 및 DFT-s-OFDM(SC-OFDM)을 지원한다.
5G의 세 가지 주요 요구 사항 영역은 (1) 개선된 모바일 광대역 (Enhanced Mobile Broadband, eMBB) 영역, (2) 다량의 머신 타입 통신 (massive Machine Type Communication, mMTC) 영역 및 (3) 초-신뢰 및 저 지연 통신 (Ultra-reliable and Low Latency Communications, URLLC) 영역을 포함한다.
일부 사용 예(Use Case)는 최적화를 위해 다수의 영역들이 요구될 수 있고, 다른 사용 예는 단지 하나의 핵심 성능 지표 (Key Performance Indicator, KPI)에만 포커싱될 수 있다. 5G는 이러한 다양한 사용 예들을 유연하고 신뢰할 수 있는 방법으로 지원하는 것이다.
eMBB는 기본적인 모바일 인터넷 액세스를 훨씬 능가하게 하며, 풍부한 양방향 작업, 클라우드 또는 증강 현실에서 미디어 및 엔터테인먼트 애플리케이션을 커버한다. 데이터는 5G의 핵심 동력 중 하나이며, 5G 시대에서 처음으로 전용 음성 서비스를 볼 수 없을 수 있다. 5G에서, 음성은 단순히 통신 시스템에 의해 제공되는 데이터 연결을 사용하여 응용 프로그램으로서 처리될 것이 기대된다. 증가된 트래픽 양(volume)을 위한 주요 원인들은 콘텐츠 크기의 증가 및 높은 데이터 전송률을 요구하는 애플리케이션 수의 증가이다. 스트리밍 서비스 (오디오 및 비디오), 대화형 비디오 및 모바일 인터넷 연결은 더 많은 장치가 인터넷에 연결될수록 더 널리 사용될 것이다. 이러한 많은 응용 프로그램들은 사용자에게 실시간 정보 및 알림을 푸쉬하기 위해 항상 켜져 있는 연결성이 필요하다. 클라우드 스토리지 및 애플리케이션은 모바일 통신 플랫폼에서 급속히 증가하고 있으며, 이것은 업무 및 엔터테인먼트 모두에 적용될 수 있다. 그리고, 클라우드 스토리지는 상향링크 데이터 전송률의 성장을 견인하는 특별한 사용 예이다. 5G는 또한 클라우드의 원격 업무에도 사용되며, 촉각 인터페이스가 사용될 때 우수한 사용자 경험을 유지하도록 훨씬 더 낮은 단-대-단(end-to-end) 지연을 요구한다. 엔터테인먼트 예를 들어, 클라우드 게임 및 비디오 스트리밍은 모바일 광대역 능력에 대한 요구를 증가시키는 또 다른 핵심 요소이다. 엔터테인먼트는 기차, 차 및 비행기와 같은 높은 이동성 환경을 포함하는 어떤 곳에서든지 스마트폰 및 태블릿에서 필수적이다. 또 다른 사용 예는 엔터테인먼트를 위한 증강 현실 및 정보 검색이다. 여기서, 증강 현실은 매우 낮은 지연과 순간적인 데이터 양을 필요로 한다.
또한, 가장 많이 예상되는 5G 사용 예 중 하나는 모든 분야에서 임베디드 센서를 원활하게 연결할 수 있는 기능 즉, mMTC에 관한 것이다. 2020년까지 잠재적인 IoT 장치들은 204 억 개에 이를 것으로 예측된다. 산업 IoT는 5G가 스마트 도시, 자산 추적(asset tracking), 스마트 유틸리티, 농업 및 보안 인프라를 가능하게 하는 주요 역할을 수행하는 영역 중 하나이다.
URLLC는 주요 인프라의 원격 제어 및 자체-구동 차량(self-driving vehicle)과 같은 초 신뢰 / 이용 가능한 지연이 적은 링크를 통해 산업을 변화시킬 새로운 서비스를 포함한다. 신뢰성과 지연의 수준은 스마트 그리드 제어, 산업 자동화, 로봇 공학, 드론 제어 및 조정에 필수적이다.
다음으로, 다수의 사용 예들에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
5G는 초당 수백 메가 비트에서 초당 기가 비트로 평가되는 스트림을 제공하는 수단으로 FTTH (fiber-to-the-home) 및 케이블 기반 광대역 (또는 DOCSIS)을 보완할 수 있다. 이러한 빠른 속도는 가상 현실과 증강 현실뿐 아니라 4K 이상(6K, 8K 및 그 이상)의 해상도로 TV를 전달하는데 요구된다. VR(Virtual Reality) 및 AR(Augmented Reality) 애플리케이션들은 거의 몰입형(immersive) 스포츠 경기를 포함한다. 특정 응용 프로그램은 특별한 네트워크 설정이 요구될 수 있다. 예를 들어, VR 게임의 경우, 게임 회사들이 지연을 최소화하기 위해 코어 서버를 네트워크 오퍼레이터의 에지 네트워크 서버와 통합해야 할 수 있다.
자동차(Automotive)는 차량에 대한 이동 통신을 위한 많은 사용 예들과 함께 5G에 있어 중요한 새로운 동력이 될 것으로 예상된다. 예를 들어, 승객을 위한 엔터테인먼트는 동시의 높은 용량과 높은 이동성 모바일 광대역을 요구한다. 그 이유는 미래의 사용자는 그들의 위치 및 속도와 관계 없이 고품질의 연결을 계속해서 기대하기 때문이다. 자동차 분야의 다른 활용 예는 증강 현실 대시보드이다. 이는 운전자가 앞면 창을 통해 보고 있는 것 위에 어둠 속에서 물체를 식별하고, 물체의 거리와 움직임에 대해 운전자에게 말해주는 정보를 겹쳐서 디스플레이 한다. 미래에, 무선 모듈은 차량들 간의 통신, 차량과 지원하는 인프라구조 사이에서 정보 교환 및 자동차와 다른 연결된 디바이스들(예를 들어, 보행자에 의해 수반되는 디바이스들) 사이에서 정보 교환을 가능하게 한다. 안전 시스템은 운전자가 보다 안전한 운전을 할 수 있도록 행동의 대체 코스들을 안내하여 사고의 위험을 낮출 수 있게 한다. 다음 단계는 원격 조종되거나 자체 운전 차량(self-driven vehicle)이 될 것이다. 이는 서로 다른 자체 운전 차량들 사이 및 자동차와 인프라 사이에서 매우 신뢰성이 있고, 매우 빠른 통신을 요구한다. 미래에, 자체 운전 차량이 모든 운전 활동을 수행하고, 운전자는 차량 자체가 식별할 수 없는 교통 이상에만 집중하도록 할 것이다. 자체 운전 차량의 기술적 요구 사항은 트래픽 안전을 사람이 달성할 수 없을 정도의 수준까지 증가하도록 초 저 지연과 초고속 신뢰성을 요구한다.
스마트 사회(smart society)로서 언급되는 스마트 도시와 스마트 홈은 고밀도 무선 센서 네트워크로 임베디드될 것이다. 지능형 센서의 분산 네트워크는 도시 또는 집의 비용 및 에너지-효율적인 유지에 대한 조건을 식별할 것이다. 유사한 설정이 각 가정을 위해 수행될 수 있다. 온도 센서, 창 및 난방 컨트롤러, 도난 경보기 및 가전 제품들은 모두 무선으로 연결된다. 이러한 센서들 중 많은 것들이 전형적으로 낮은 데이터 전송 속도, 저전력 및 저비용이다. 하지만, 예를 들어, 실시간 HD 비디오는 감시를 위해 특정 타입의 장치에서 요구될 수 있다.
열 또는 가스를 포함한 에너지의 소비 및 분배는 고도로 분산화되고 있어, 분산 센서 네트워크의 자동화된 제어가 요구된다. 스마트 그리드는 정보를 수집하고 이에 따라 행동하도록 디지털 정보 및 통신 기술을 사용하여 이런 센서들을 상호 연결한다. 이 정보는 공급 업체와 소비자의 행동을 포함할 수 있으므로, 스마트 그리드가 효율성, 신뢰성, 경제성, 생산의 지속 가능성 및 자동화된 방식으로 전기와 같은 연료들의 분배를 개선하도록 할 수 있다. 스마트 그리드는 지연이 적은 다른 센서 네트워크로 볼 수도 있다.
건강 부문은 이동 통신의 혜택을 누릴 수 있는 많은 응용 프로그램을 보유하고 있다. 통신 시스템은 멀리 떨어진 곳에서 임상 진료를 제공하는 원격 진료를 지원할 수 있다. 이는 거리에 대한 장벽을 줄이는데 도움을 주고, 거리가 먼 농촌에서 지속적으로 이용하지 못하는 의료 서비스들로의 접근을 개선시킬 수 있다. 이는 또한 중요한 진료 및 응급 상황에서 생명을 구하기 위해 사용된다. 이동 통신 기반의 무선 센서 네트워크는 심박수 및 혈압과 같은 파라미터들에 대한 원격 모니터링 및 센서들을 제공할 수 있다.
무선 및 모바일 통신은 산업 응용 분야에서 점차 중요해지고 있다. 배선은 설치 및 유지 비용이 높다. 따라서, 케이블을 재구성할 수 있는 무선 링크들로의 교체 가능성은 많은 산업 분야에서 매력적인 기회이다. 그러나, 이를 달성하는 것은 무선 연결이 케이블과 비슷한 지연, 신뢰성 및 용량으로 동작하는 것과, 그 관리가 단순화될 것이 요구된다. 낮은 지연과 매우 낮은 오류 확률은 5G로 연결될 필요가 있는 새로운 요구 사항이다.
물류(logistics) 및 화물 추적(freight tracking)은 위치 기반 정보 시스템을 사용하여 어디에서든지 인벤토리(inventory) 및 패키지의 추적을 가능하게 하는 이동 통신에 대한 중요한 사용 예이다. 물류 및 화물 추적의 사용 예는 전형적으로 낮은 데이터 속도를 요구하지만 넓은 범위와 신뢰성 있는 위치 정보가 필요하다.
본 발명의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A/NR(New RAT)를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.
용어 정의
eLTE eNB: eLTE eNB는 EPC 및 NGC에 대한 연결을 지원하는 eNB의 진화(evolution)이다.
gNB: NGC와의 연결뿐만 아니라 NR을 지원하는 노드.
새로운 RAN: NR 또는 E-UTRA를 지원하거나 NGC와 상호 작용하는 무선 액세스 네트워크.
네트워크 슬라이스(network slice): 네트워크 슬라이스는 종단 간 범위와 함께 특정 요구 사항을 요구하는 특정 시장 시나리오에 대해 최적화된 솔루션을 제공하도록 operator에 의해 정의된 네트워크.
네트워크 기능(network function): 네트워크 기능은 잘 정의된 외부 인터페이스와 잘 정의된 기능적 동작을 가진 네트워크 인프라 내에서의 논리적 노드.
NG-C: 새로운 RAN과 NGC 사이의 NG2 레퍼런스 포인트(reference point)에 사용되는 제어 평면 인터페이스.
NG-U: 새로운 RAN과 NGC 사이의 NG3 레퍼런스 포인트(reference point)에 사용되는 사용자 평면 인터페이스.
비 독립형(Non-standalone) NR: gNB가 LTE eNB를 EPC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 요구하거나 또는 eLTE eNB를 NGC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 요구하는 배치 구성.
비 독립형 E-UTRA: eLTE eNB가 NGC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 gNB를 요구하는 배치 구성.
사용자 평면 게이트웨이: NG-U 인터페이스의 종단점.
뉴머로러지(numerology): 주파수 영역에서 하나의 subcarrier spacing에 대응한다. Reference subcarrier spacing을 정수 N으로 scaling함으로써, 상이한 numerology가 정의될 수 있다.
NR: NR Radio Access 또는 New Radio
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템 일반
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
3GPP LTE/LTE-A에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.
도 1에서 무선 프레임의 시간 영역에서의 크기는 T_s=1/(15000*2048)의 시간 단위의 배수로 표현된다. 하향링크 및 상향링크 전송은 T_f=307200*T_s=10ms의 구간을 가지는 무선 프레임으로 구성된다.
도 1의 (a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 1 무선 프레임은 전이중(full duplex) 및 반이중(half duplex) FDD에 모두 적용될 수 있다.
무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 하나의 무선 프레임은 T_slot=15360*T_s=0.5ms 길이의 20개의 슬롯으로 구성되고, 각 슬롯은 0부터 19까지의 인덱스가 부여된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 연속적인 2개의 슬롯(slot)으로 구성되고, 서브프레임 i는 슬롯 2i 및 슬롯 2i+1로 구성된다. 하나의 서브프레임을 전송하는데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. 예를 들어, 하나의 서브 프레임은 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다.
FDD에서 상향링크 전송 및 하향링크 전송은 주파수 도메인에서 구분된다. 전이중 FDD에 제한이 없는 반면, 반이중 FDD 동작에서 단말은 동시에 전송 및 수신을 할 수 없다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(RB: Resource Block)을 포함한다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 블록(resource block)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파(subcarrier)를 포함한다.
도 1의 (b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다.
타입 2 무선 프레임은 각 153600*T_s=5ms의 길이의 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성된다. 각 하프 프레임은 30720*T_s=1ms 길이의 5개의 서브프레임으로 구성된다.
TDD 시스템의 타입 2 프레임 구조에서 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration)은 모든 서브프레임에 대하여 상향링크와 하향링크가 할당(또는 예약)되는지 나타내는 규칙이다.
표 1은 상향링크-하향링크 구성을 나타낸다.
Figure PCTKR2019005570-appb-img-000001
표 1을 참조하면, 무선 프레임의 각 서브프레임 별로, 'D'는 하향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내고, 'U'는 상향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내며, 'S'는 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot) 3가지의 필드로 구성되는 스페셜 서브프레임(special subframe)을 나타낸다.
DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP는 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
각 서브프레임 i는 각 T_slot=15360*T_s=0.5ms 길이의 슬롯 2i 및 슬롯 2i+1로 구성된다.
상향링크-하향링크 구성은 7가지로 구분될 수 있으며, 각 구성 별로 하향링크 서브프레임, 스페셜 서브프레임, 상향링크 서브프레임의 위치 및/또는 개수가 다르다.
표 2는 스페셜 서브프레임의 구성(DwPTS/GP/UpPTS의 길이)을 나타낸다
Figure PCTKR2019005570-appb-img-000002
도 1의 예시에 따른 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 부 반송파의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)라 하고, 하나의 자원 블록(RB: resource block)은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 N^DL은 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다.
상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다.
PCFICH는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH을 동시에 전송하지 않는다.
하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 자원 블록(RB: Resource Block) 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 자기 완비(Self-contained) 서브프레임 구조를 예시하는 도면이다.
TDD 시스템에서 데이터 전송 레이턴시(latency)를 최소화하기 위하여 5세대(5G: 5 generation) new RAT에서는 도 5와 같은 자기 완비(self-contained) 서브프레임 구조를 고려하고 있다.
도 5에서 빗금친 영역(심볼 인덱스 0)은 하향링크(DL) 제어 영역을 나타내고, 검정색 부분(심볼 인덱스 13)은 상향링크(UL) 제어 영역을 나타낸다. 음영 표시가 없는 영역은 DL 데이터 전송을 위해 사용될 수도 있고, 또는 UL 데이터 전송을 위해 사용될 수도 있다. 이러한 구조의 특징은 한 개의 서브프레임 내에서 DL 전송과 UL 전송이 순차적으로 진행되어, 서브프레임 내에서 DL 데이터가 전송되고, UL ACK/NACK도 수신될 수 있다. 결과적으로 데이터 전송 에러 발생시에 데이터 재전송까지 걸리는 시간을 줄이게 되며, 이로 인해 최종 데이터 전달의 latency를 최소화할 수 있다.
이러한 self-contained 서브프레임 구조에서 기지국과 UE가 송신 모드에서 수신모드로 전환 과정 또는 수신모드에서 송신모드로 전환 과정을 위한 시간 갭(time gap)이 필요하다. 이를 위하여 self-contained 서브프레임 구조에서 DL에서 UL로 전환되는 시점의 일부 OFDM 심볼이 가드 구간(GP: guard period)으로 설정되게 된다.
아날로그 빔포밍 (Analog beamforming )
밀리미터파(Millimeter Wave, mmW)에서는 파장이 짧아져서 동일 면적에 다수개의 안테나 요소(antenna element)의 설치가 가능하다. 즉, 30GHz 대역에서 파장은 1cm로써 4 X 4 (4 by 4) cm의 패널(panel)에 0.5 람다(lambda)(즉, 파장) 간격으로 2-차원 배열 형태로 총 64(8x8)의 antenna element 설치가 가능하다. 그러므로 mmW에서는 다수개의 antenna element를 사용하여 빔포밍(BF: beamforming) 이득을 높여 커버리지를 증가시키거나, 수율(throughput)을 높이려고 한다.
이 경우에 antenna element 별로 전송 파워 및 위상 조절이 가능하도록 트랜시버 유닛(TXRU: Transceiver Unit)을 가지면 주파수 자원 별로 독립적인 빔포밍이 가능하다. 그러나 100여개의 antenna element 모두에 TXRU를 설치하기에는 가격측면에서 실효성이 떨어지는 문제를 갖게 된다. 그러므로 하나의 TXRU에 다수개의 antenna element를 매핑하고 아날로그 위상 시프터(analog phase shifter)로 빔(beam)의 방향을 조절하는 방식이 고려되고 있다. 이러한 analog BF 방식은 전 대역에 있어서 하나의 beam 방향만을 만들 수 있어 주파수 선택적 BF을 할 수 없다는 단점이 있다.
디지털(Digital) BF와 analog BF의 중간 형태로 Q개의 antenna element보다 적은 개수인 B개의 TXRU를 갖는 하이브리드 빔포밍(hybrid BF)을 고려할 수 있다. 이 경우에 B개의 TXRU와 Q개의 antenna element의 연결 방식에 따라서 차이는 있지만, 동시에 전송할 수 있는 beam의 방향은 B개 이하로 제한되게 된다.
본 발명에서는 설명의 편의를 위해 new RAT (NR) 시스템을 기반으로 제안 방식을 설명한다. 하지만, 제안 방식이 적용되는 시스템의 범위는 new RAT 시스템 외에 3GPP LTE/LTE-A 시스템 등 다른 시스템으로도 확장 가능하다.
도 6은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 IAB(Intergrated access and backhaul) 링크의 일 예를 나타낸 도이다.
미래의 셀룰러 네트워크 배치 시나리오 및 어플리케이션을 가능하게 하는 잠재적인 기술 중 하나는 무선 백홀 및 릴레이 링크를 지원함으로써 전송 네트워크들을 밀집시키지 않아도 NR셀을 유연하고 매우 밀도있게 배치할 수 있다.
NR에서는 거대한 MIMO 또는 멀티 빔 시스템의 기본 배치와 함께 LTE(예를 들면, mmWave 스펙트럼)에 비해 NR에서 사용할 수 있는 예상 대역폭이 크기 때문에 통합 액세스 및 백홀 링크를 사용할 수 있다.
이는 단말에 대한 액세스를 제공하기 위해 정의된 복수의 제어 및 데이터 채널 및/또는 절차를 구축함으로써 보다 통합된 방식으로 자체 백홀된 NR 셀의 조밀한 네트워크의 용이한 배치가 가능한다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이 네트워크는 통합 액세스 및 백홀 링크로 구성될 수 있다. 즉, 릴레이 노드(rTRP)들(A, B, C)간에는 백홀 링크를 통해서 데이터의 송수신이 가능하고, 릴레이 노드와 단말 간에는 접속 링크를 통해서 데이터의 송수신이 가능하다.
도 6에서 릴레이 노드는 시간, 주파수 또는 공간(예를 들면, 빔 기반 동작)에서 액세스 및 백홀 링크를 다중화할 수 있다.
서로 다른 링크의 동작은 동일하거나 다른 주파수(또는, ‘in-band’ 또는 ‘out-band’ 릴레이)에서 수행될 수 있다. ‘out-band’ 릴레이의 효율적인 지원은 일부 NR 시나리오에서 중요하지만, 이중 주파수 제한을 수용하고, 동일한 주파수에서 동작하는 액세스 링크와의 긴밀한 연동을 암시하는 ‘in-band’ 동작의 요구 사항 및 회피/완화 간섭을 이해하는 것은 중요한 문제이다.
또한, mmWave 스펙트럼에서 NR 시스템의 동작은 Short-term blocking에 비해 절차의 완료를 위해 요구되는 larger time-scales 때문에 현재 RRC 기반 핸드오버 메커니즘에 의해 쉽게 완화되지 않을 수 있는 심각한 short-term blocking을 포함하는 몇가지 문제점이 존재한다.
이하, NR에서 IAB(Integrated access and Backhaul)는 아래와 같은 요구사항이 요구된다.
- 실내 및 실외 시나리오에서 ‘in-band’ 및 ‘out-band’ 중계를 위한 효율적이고 유연한 운영
- 다중 홉 및 중복 연결
- 종단 간 경로 선택 및 최적화
- 높은 스펙트림 효율로 백홀링크 지원
- 레거시 NR UE들 지원
도 7은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 단일 홉을 이용한 신호의 송수신에서 각 노드의 타이밍의 일 예를 나타낸 도이다.
NR 시스템에서는 다양한 속성을 가진 단말들을 유연하게 스케줄링하여 데이터 송수신을 정확하고 효율적으로 수행하는 것이 요구된다. NR 시스템에서 사용자 수가 많아지면서 추가로 설치되는 기지국이나 릴레이 노드의 개수가 증가할 수 있다.
이 경우, 많은 수의 기지국 또는 릴레이 노드의 설치로 인하여 기지국과 릴레이 노드들을 유선을 통해 연결하는 것은 많은 비용이 소모될 수 있다. 이 경우, 백홀 링크를 무선으로 설계하는 경우, 초기 설치 비용이 감소될 수 있지만, 아래와 같은 문제점이 발생할 수 있다.
예를 들면, 백홀 링크와 접속 링크 간의 전파 지연(propagation delay)이 다르기 때문에 하나의 릴레이 노드(Relay node: RN)에서 동시에 송신 또는 수신을 수행하면, 송수신되는 신호들 간에 심볼 또는 슬롯 경계가 일치하지 않아 간섭이 증가될 수 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 백홀 링크를 무선으로 설정하는 방법을 제안한다.
또한, 백홀 링크가 무선으로 구성되는 경우, 노드들 간에 타이밍과 관련된 문제점을 해결하기 위한 방법을 제안한다.
구체적으로 백홀 링크를 통한 송수신의 전파 지연 때문에 접속 링크와 백홀 링크 간의 심볼 경계를 일치시키기가 어렵다. 네트워크에서 RN들 간의 거리는 동일하지 않고 다양하기 때문에 홉 수가 증가함에 따라 다중 홉을 이용한 신호 전송의 지연 시간은 더욱 다양해질 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 각 link의 송수신 심볼 타이밍들을 DgNB기준으로 볼 때 RN측에서의 백홀 링크의 하향링크 심볼(Downlink symbol: DL symbol)은 첫 번째 심볼의 중간에서 시작될 수 있고, 접속 링크의 상향링크 심볼(Uplink symbol: UL symbol)은 0번째 심볼에서 시작될 수 있다.
이 경우, 복수 개의 단말이 하나의 RN에 접속하는 경우, 유사한 이벤트가 발생되면 RN 측에서는 이를 제어(또는 핸들링)하기가 어렵다는 문제점이 존재한다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 접속 링크와 백홀 링크 간에 TDM 방식을 통해서 신호를 송수신하거나, 접속 링크와 백홀 링크의 심볼 경계를 일치시키지 않고 각각의 송수신 타이밍을 별도로 운영하는 방법을 제안한다.
이하, IAB 노드는 단말과 기지국의 기능을 모두 수행할 수 있는 노드를 의미할 수 있다. 예를 들면, IAB 노드는 특정 기지국과의 관계에서 단말 역할을 수행할 수 있으며, 특정 노트 또는 단말과의 관계에서 기지국(또는 노드)의 역할을 수행할 수 있다.
<실시 예 1_ IAB 노드들 간의 동기화(synchronization among IAB nodes>
도 8 및 도 9는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 백홀 링크(backhaul link)간의 신호 송수신 및 타이밍의 일 예를 나타낸 도이다.
네트워크를 관리하는 gNB(또는, Donor gNB: DgNB, 이하, DgNB는 gNB로 호칭될 수 있다), 복수 개의 RN 및 복수 개의 단말들이 무선의 백홀 링크 및 무선의 접속 링크를 통해 신호를 송수신하는 경우, IAB 기능을 수행하는 노드들 간의 동기화를 통해서 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 조절하여 심볼 경계를 맞출 수 있다.
(실시 예 1-1: gNB와 RN들은 절대적으로 일치하는 전송/수신 타이밍을 갖는 방법)
네트워크를 구성하는 릴레이 노드들은 각각의 상위 노드인 부모 노드(parent node)에 따라 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍이 달라질 수 있다. 이 경우, 릴레이 노드들이 기지국의 기능을 수행하게 되면 기지국의 전송 타이밍이 빈번히 변경될 수 있기 때문에 단말이 데이터의 송/수신 타이밍을 맞추기 어려울 수 있다.
따라서, 부모 노드와 자식 노드들의 전송 타이밍 및 수신 타이밍이 절대적으로 일치하는 타이밍을 갖도록 설정함으로써, 릴레이 노드들이 부모 노드들에 따라 전송 타이밍 및 수신 타이밍이 변경되지 않도록 할 수 있다.
즉, 부모 노드인 gNB와 자식 노드들인 IAB 기능을 갖는 RN들은 GNSS(Global Navigation Satellite System)에 기반한 동기화를 통해 절대적으로 동일한 프레임 타이밍을 지닐 수 있다.
예를 들면, gNB와 각 RN에 대해 노드들 각각의 접속 링크들의 슬롯 경계는 동일한 타이밍을 갖을 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이 gNB와 IAB RN들이 네트워크를 구성하고 있는 경우, gNB와 각 RN에 대한 접속 링크의 하향링크 전송 타이밍 및 상향링크 수신 타이밍은 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 서로 일치할 수 있다.
이러한, 전송/수신 타이밍은 각 RN에서 접속 링크를 지원하는 경우 사용하는 슬롯 경계/프레임 타이밍일 수 있다. gNB와 RN들간의 이러한 타이밍을 맞추기 위해서 아래와 같은 방법이 적용될 수 있다.
- GNSS 등을 통한 글로벌 동기화
- gNB에서 전송하는 신호를 기준으로 동기를 맞추고, 전파 지연(propagation delay)을 TA(timing advance)에서 빼주는 것을 고려할 수 있다. 즉, gNB와 RN이 동기 신호를 송수신하며 전파 지연을 추정(estimation)할 수 있으며, 추정된 전파 지연에서 gNB가 전송하는 신호를 수신한 타이밍에서 빼줌으로써 타이밍을 맞출 수 있다. 또는, 멀티 홉 상황에서, gNB 대신 부모 노드에서 전송하는 신호를 기준으로 동기를 맞추고, 해당 부모 노드로부터의 전파 지연을 TA에서 빼 줌으로써 타이밍을 맞출 수 있다.
- PTP(precision time protocol), 즉, 셀 간 메시지를 통해서 동기를 맞출 수 있는 표준 시간 전송 프로토콜 등을 이용하여 RN의 타이밍을 맞출 수 있다. 이때, 표준 시간 전송 프로토콜은 네트워크 간 정확한 동기화가 가능하게 해줄 수 있다.
이때, 릴레이 노드가 Rx에서 Tx로 스위칭하는데 필요한 시간을 고려하여 Rx 타이밍이 Tx 타이밍보다 특정 오프셋 값만큼 빠른(또는 차이나는)경우를 포함할 수 있다.
즉, RN들은 부모 노드들로부터 타이밍을 맞추기 위한 오프 셋 값을 설정 정보(또는 제어 정보) 등을 통해서 전송받을 수 있으며, 부모 노드들로부터 전송된 신호에 기초하여 TA를 계산할 수 있다.
이때, TA를 계산하기 위한 신호는 가장 나중에 전송된 신호에 기초하여 계산될 수 있다.
또는, TA는 상기 부모 노드로부터 전송된 신호를 통해서 획득될 수 있으며, RN들은 획득된 오프 셋 값 및 TA 값을 이용하여 전송 타이밍 및 수신 타이밍을 결정할 수 있다.
(실시 예 1-2: RN들이 gNB로부터 전송된 동기 신호에 기초하여 타이밍을 맞추는 방법)
RN들은 gNB로부터 전송된 동기 신호를 수신하여 over-the-air(OTA) 동기화를 수행할 수 있다.
즉, gNB는 RN들과 동기를 맞추기 위해서 동기 신호를 전송하고, RN들은 수신된 동기 신호에 기초하여 gNB와 동기화를 수행할 수 있으며, RN들은 gNB로부터 전송된 동기 신호에 따른 동기화에 기초하여 전송 타이밍 및 수신 타이밍을 조절할 수 있다.
예를 들면, 각 RN들은 gNB가 전송하는 동기 신호를 수신하여 하향링크 동기화를 수행하여 gNB와 동기를 맞출 수 있다. RN는 gNB와의 동기화에 기초하여 접속 링크 및/또는 백홀 링크(RN과 자식 노드 간의 백홀 링크)의 전송 타이밍 및/똔느 수신 타이밍을 설정할 수 있다.
따라서, gNB와 특정 RN 간에 전파 지연이 발생하는 경우, RN의 접속 링크 및/또는 백홀 링크의 슬롯 경계는 gNB의 접속 링크의 슬롯 경계에 비해 전파 지연 값 만큼 지연될 수 있다.
예를 들면, 도 8과 같이 gNB와 IAB RN들이 네트워크를 구성하는 경우, gNB (a)로부터 RN(x)에 대한 전파 지연을 P_ax라 할 수 있다. 이 경우, RN(x)의 접속 링크 및/또는 백홀 링크의 하향링크 타이밍(Tx) 및/또는 상향링크 타이밍(Rx)은 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 gNB의 하향링크(Tx) 타이밍 및/또는 상향링크(Rx) 타이밍보다 P_ax만큼 지연될 수 있다.
즉, gNB와 NR간에 전파 지연으로 인한 간섭이 발생할 수 있기 때문에, RN의 타이밍은 gNB의 타이밍보다 발생한 전파 지연만큼 지연될 수 있다.
이때, 릴레이 노드가 Rx에서 Tx로 스위칭하는데 필요한 시간을 고려하여 Rx 타이밍이 Tx 타이밍보다 특정 오프셋 값만큼 빠른(또는 차이나는)경우를 포함할 수 있다.
즉, RN들은 부모 노드들로부터 타이밍을 맞추기 위한 오프 셋 값을 설정 정보(또는 제어 정보) 등을 통해서 전송받을 수 있으며, 부모 노드들로부터 전송된 신호에 기초하여 TA를 계산할 수 있다.
이때, TA를 계산하기 위한 신호는 가장 나중에 전송된 신호에 기초하여 계산될 수 있다.
또는, TA는 상기 부모 노드로부터 전송된 신호를 통해서 획득될 수 있으며, RN들은 획득된 오프 셋 값 및 TA 값을 이용하여 전송 타이밍 및 수신 타이밍을 결정할 수 있다.
(실시 예 1-3: RN들이 gNB로부터 전송된 동기 신호에 기초하여 타이밍을 맞추는 방법)
각 RN들은 자신의 부모 노드가 전송하는 동기 신호를 수신하여 over-the-air(OTA) 동기화를 수행할 수 있다.
즉, 부모 노드는 RN들과 동기를 맞추기 위해서 동기 신호를 전송하고, RN들은 수신된 동기 신호에 기초하여 부모 노드들과 동기화를 수행할 수 있으며, RN들은 부모 노드로부터 전송된 동기 신호에 따른 동기화에 기초하여 전송 타이밍 및 수신 타이밍을 조절할 수 있다.
예를 들면, 각 RN들은 자신의 부모 노드가 전송하는 동기 신호를 수신하여 하향링크 동기화를 수행하고, 이에 기반하여 접속 링크의 타이밍을 설정할 수 있다.
따라서, 특정 RN과 부모 노드 간에 전파 지연이 존재하는 경우, 해당 RN의 접속 링크의 슬롯 경계는 부모 노드의 접속 링크의 슬롯 경계에 비해 전파 지연의 값만큼 지연될 수 있다.
즉, 도 8과 같이 gNB와 IAB RN들이 네트워크를 구성하는 경우, RN(x)로부터 RN(y)에 대한 전파 지연을 P_xy라 할 수 있다. 이 경우, RN(x)가 RN(y)의 부모 노드일 때, RN(y)의 접속 링크의 하향링크(Tx)/상향링크(Rx) 타이밍은 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이 RN(x)의 하향링크(Tx) 타이밍 및/또는 상향링크(Rx) 타이밍보다 P_xy만큼 지연될 수 있다.
즉, 부모 노드인 RN(x)와 자식 노드인 RN(y)간에 전파 지연으로 인한 간섭이 발생할 수 있기 때문에, RN(y)의 타이밍은 RN(x)의 타이밍보다 발생한 전파 지연만큼 지연될 수 있다.
반면, 각 RN들은 자신의 부모 노드가 전송하는 동기 신호를 수신하여 동기화를 수행하고, 이를 자신의 접속 링크 및/또는 백홀 링크의 상향링크 수신 타이밍으로 설정할 수 있다. 또한, RN은 부모 노드의 수신 타이밍에 맞춰 timing advance를 적용한 타이밍을 RN이 운용하는 접속 링크 및/또는 백홀 링크의 하향링크 전송 타이밍으로 설정할 수 있다.
이 경우, RN의 전송 타이밍과 수신 타이밍은 서로 일치하지 않을 수 있다.
본 실시 예에서 링크 간 타이밍의 설정 방법은 서로 다를 수 있다. 즉, 접속 링크와 백홀 링크는 각각 서로 다른 방법을 통해서 타이밍이 설정될 수 있다.
예를 들면, 특정 노드에 대해 접속 링크와 백홀 링크가 TDM 되고, 접속 링크의 경우 실시 예 1-1 또는 실시 예 1-2의 방법으로 타이밍이 설정될 수 있다. 하지만, 백홀 링크의 경우 실시 예 1-3의 방법으로 타이밍이 설정될 수 있다. 또는, 부모 노드와 연결된 백홀 링크는 실시 예 1-3의 방법으로 타이밍이 설정될 수 있지만, 자식 노드와 연결된 백홀 링크 및 단말과 연결된 접속 링크는 실시 예 1-1 또는 실시 예 1-2의 방법으로 타이밍이 설정될 수 있다.
<실시 예 2_ IAB 노드들에 대한 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍의 설정>
gNB와 RN들의 각 링크에 대한 송수신 타이밍은 아래와 같은 Rule에 기초하여 설정될 수 있다.
- 하나의 노드는 half-duplex 특성을 고려하여 송신과 수신을 동시에 수행할 수 없다.
- Inter-link interference를 감소시키기 위해서 RN이 복수 개의 링크를 통해 수신하는 신호의 심볼 경계는 일치해야 한다.
- Inter-link interference를 줄이기 위해서 RN이 복수 개의 링크를 통해서 전송하는 신호의 심볼 경계는 일치해야 한다.
(실시 예 2-1: 접속 링크와 백홀 링크 간 TDM 방식을 사용하지 않는 경우)
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 TDM(Time Division Multiplexing) 방법을 사용하지 않는 경우, 각 노드에서의 송수신 상태의 일 예를 나타낸 도이다.
도 10을 사용하면, SDM 또는 FDM 방식을 통해서 접속 링크와 백홀 링크가 다중화 되는 경우, 자식 노드의 전송 타이밍 및 수신 타이밍은 부모 노드로부터 하향링크 데이터를 수신하는 타이밍 및 상향링크 데이터를 전송하는 타이밍과 동일할 수 있다.
구체적으로, gNB와 RN들은 접속 링크 및 백홀 링크를 FDM 및/또는 SDM(Spatial Division multiplexing) 방식을 통해 다중화하여 데이터를 동시에 송수신할 수 있다.
예를 들면, RN은 접속 링크와 백홀 링크를 FDM 또는 SDM 방법을 통해 다중화하여, 접속 링크를 통해 단말에게 데이터를 전송하고, 백홀 링크를 통해 다른 노드로부터 데이터를 수신할 수 있다.
이 경우, RN의 백홀 링크 및/또는 접속 링크에 대한 수신 타이밍은 부모 노드로부터 백홀 링크로 하향링크 전송을 수행하는 타이밍과 일치할 수 있다. 또한, RN의 백홀 링크 및/또는 접속 링크에 대한 전송 타이밍은 부모 노드와의 백홀 링크로 상향링크 전송을 수행하는 타이밍과 일치할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이 RN(x)와 RN(y)간의 백홀 링크를 BH_xy라 할 수 있다.
RN(b)는 gNB(a)가 전송한 하향링크 데이터를 백홀 링크 BH_ab를 통해 수신할 수 있다. 이때, RN(b)는 gNB(a)가 BH_ab를 통해 전송한 하향링크 데이터를 gNB(a)가 전송하는 타이밍에 비해 P_ab만큼 지연된 시간에 수신하게 된다.
또한, RN(b)는 gNB(a)에게 BH_ab를 통해 전송할 상향링크 데이터를 전파 지연을 고려하여 P_ab만큼 미리 전송해야 한다.
노드들의 Half-duplex 특성을 고려하면 BH_ab와 BH_bc를 통해 RN(b)가 동시에 송신 또는 수신을 할 수 있도록 BH_ab를 통해 하향링크 데이터를 송수신할 때, BH_bc를 통해서는 상향링크 데이터를 송수신해야 한다.
또는, RN(b)가 BH_ab를 통해 상향링크 데이터를 송수신하는 경우, BH_bc를 통해서 하향링크 데이터를 송수신해야 한다.
RN들의 cross-link interference를 감소시키기 위해서는 RN(b)가 BH_ab 및 BH_bc를 통해서 동시에 수신 또는 송신하는 신호는 심볼 경계가 일치하는 것이 바람직하다.
한편, 전파 지연의 값이 항상 심볼 길이의 배수가 되는 것은 아니기 때문에, 도 10에 도시된 바와 같이 상향링크 전송과 하향링크 전송 사이에는 갭이 필요할 수 있다.
도 10에서 G_UD는 상향링크에서 하향링크로 스위칭 되는 경우의 심볼 경계를 맞추기 위해 필요한 갭의 값을 의미하고, G_DU는 하향링크에서 상향링크로 스위칭되는 경우 심볼 경계를 맞추기 위해 필요한 갭의 값을 의미한다.
즉, RN이 상향링크에서 하향링크로 또는 하향링크에서 상향링크로 전송 방식을 변경하는 경우, 상향링크 또는 하향링크가 종료되는 시점부터 일정 시간(또는 구간)동안 갭이 삽입될 수 있다.
이러한, G_DU 및 G_UD의 값은 RN마다 다를 수 있다.
이 경우, RN은 부모 노드로부터 G_UD 및/또는 G_DU의 값을 설정 받을 수 있다. 즉, RN은 부모 노드로부터 전송되는 제어 정보 또는 설정 정보를 통해서 G_DU 및/또는 G_UD의 값 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.
만약, RN이 부모 노드로부터 G_UD 또는 G_DU 값 중 하나의 값만을 설정 받는 경우, RN은 설정 받은 값과 심볼 길이를 통해서 설정 받지 못한 값을 유추(또는 계산)할 수 있다.
예를 들면, RN이 부모 노드로부터 G_UD의 값만을 설정 받은 경우, RN은 심볼 길이에서 G_UD의 값을 뺀 값을 G_DU의 값이라고 유추하거나 가정할 수 있으며, RN이 부모 노드로부터 G_DU의 값 만을 설정 받은 경우, RN은 심볼 길이에서 G_DU의 값을 뺀 값을 G_UD의 값이라고 유추하거나 가정할 수 있다.
실시 예 2-1에서 노드가 수신에서 전송으로 또는 전송에서 수신으로 스위칭하는데 필요한 시간을 고려하여 수신 타이밍과 전송 타이밍 간에는 특정 오프 셋 값만큼의 갭이 필요할 수 있다.
따라서, G_UD 또는 G_DU의 값은 노드가 수신에서 전송으로 스위칭하는데 필요한 시간 구간인 오프 셋 값보다 크게 설정 되어야 한다. 상향링크와 하향링크 간 심볼 경계를 맞추기 위해 필요한 갭 값이 오프 셋 값보다 작은 경우, 해당 갭 값에 심볼 길이를 더한 값이 G_UD 값으로 설정될 수 있다. G_DU에 대해서도 동일한 방법이 적용될 수 있다.
이러한 방식을 사용하는 경우, 노드마다 슬롯 경계가 달라질 수 있다. 각 노드는 접속 링크 및 자식 노드로의 백홀 링크에서 하향링크가 시작되는 시점이 슬롯의 시작점에 위치할 수 있도록 슬롯 결계가 정해질 수 있다.
단일 홉인 경우, 이와 같은 방법은 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 장점이 있지만 RN들과 단말들의 자원 포맷을 맞추기 위해서는 일정한 시그널링이나 사전에 정의된 동작들이 필요할 수 있다.
예를 들면, 도 10에서 RN(b)가 gNB(a)로부터 백홀 링크를 통해 하향링크 데이터를 수신하는 경우, RN(b)는 자신에게 접속한 단말로부터 상향링크 데이터를 수신할 수만 있다. 그러므로 RN(b)의 백홀 링크의 슬롯 포맷이 하향링크인 경우, 접속 링크의 슬롯 포맷은 상향링크가 된다.
아래와 같은 방법이 RN의 슬롯 포맷을 맞추기 위해서 사용될 수 있다.
(방법 1): RN과 단말의 슬롯 경계가 모두 동일한 경우, RN은 gNB로부터 수신한 슬롯 포맷의 반대 포맷을 자신에게 접속한 단말들에게 지시할 수 있다. 즉, 백홀 링크의 슬롯 포맷이 하향링크인 경우, 접속 링크의 슬롯 포맷은 상향링크로, 백홀 링크의 슬롯 포맷이 상향링크인 경우, 접속 링크의 슬롯 포맷은 하향링크로 설정될 수 있다.
이 경우, reserved 부분은 백홀 링크와 접속 링크가 동일하게 설정될 수 있으며, 송수신 환경에 따라 데이터 송수신을 위한 스케줄링이 유동적으로 수행될 수 있다.
(방법 2): RN과 단말의 슬롯 경계를 일치시키지 않을 경우, RN은 gNB로부터 수신한 슬롯 포맷과 동일한 포맷을 자신에게 접속한 단말에게 지시할 수 있다. 즉, RN은 gNB로부터 백홀 링크를 통해서 수신한 슬롯 포맷이 상향링크인 경우, 접속 링크의 슬롯 포맷도 이와 동일한 상향링크로 설정할 수 있으며, gNB로부터 백홀 링크를 통해서 수신한 슬롯 포맷이 하향링크인 경우, 접속 링크의 슬롯 포맷도 이와 동일한 하향링크로 설정할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접속 링크(access link)와 백홀 링크에 동일한 슬롯 포맷을 할당하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 11을 참조하면, 앞의 방법 2에서 설명한 방법과 같이 RN과 단말의 슬롯 경계를 일치시키지 않을 경우, RN은 gNB로부터 수신한 슬롯 포맷과 동일한 포맷을 접속 링크에 설정할 수 있다.
구체적으로, 도 11에 도시된 바와 같이 RN과 단말의 슬롯 경계가 일치하지 않는 경우, RN은 백홀 링크의 슬롯 포맷을 하향링크로 설정하면 단말의 접속 링크도 하향링크로 설정할 수 있다.
이 경우, RN에 접속된 단말의 슬롯 시작 시점은 백홀 링크의 슬롯 시작 시점과 비교하였을 때 일정한 오프셋이 존재할 수 있으며, 이는 백홀 링크의 슬롯 포맷에 설정된 하향링크 자원 심볼의 수와 관련될 수 있다.
다중 홉의 경우, 이와 같은 방법을 이용하는 경우, 각 RN에 접속하고 있는 단말들에게 서로 다른 슬롯 포맷을 설정해주어야 하며, RN(b)에 연결된 단말이 하향링크 데이터를 수신하고 있을 때 RN(c)에 연결된 단말은 상향링크 데이터를 전송하고 있을 수 있다. 따라서, 단말들 간의 간섭이 많이 발생할 수 있기 때문에 단말들의 위치에 따라 주변에 미치는 간섭을 고려하여 단말들에게 자원이 할당되어야 한다.
gNB에서 접속 링크와 백홀 링크를 in-band FDM을 이용하여 운영되는 경우, 각 타이밍을 정확하게 일치시킬 필요가 있으며, 백홀 링크의 긴 전파 지연 때문에 RN에게 할당된 자원 일부를 사용할 수 없을 수 있다.
이 경우, 자원을 효율적으로 사용하기 위해 gNB는 서로 다른 슬롯 포맷을 접속 링크와 백홀 링크에 각각 설정해줄 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 TDM(Time Division Multiplexing) 방법을 사용하지 않는 경우, 접속 링크 및 백홀 링크에 대한 타이밍의 일 예를 나타낸 도이다.
도 12를 참조하면, 백홀 링크와 접속 링크가 Non-TDM(예를 들면, FDM 또는 SDM 등)을 통해서 다중되는 경우, 각 RN의 타이밍 설정은 부모 노드와의 타이밍에 기초하여 설정될 수 있다.
구체적으로, 백홀 링크와 접속 링크가 Non-TDM 방법을 통해서 다중화되도록 설정되는 경우, RN의 수신 타이밍은 부모 노드와의 링크를 기준으로 설정되고, 나머지 타이밍은 수신 타이밍이 적용된 후에 이를 기준으로 설정될 수 있다.
즉, 부모 노드와의 링크에서 전송 타이밍과 자식 노드와의 링크에서 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍은 해당 노드 자신을 기준으로 설정될 수 있으며 구체적인 설정 방식은 도 12에 도시된 바와 같다.
도 12에 도시된 바와 같이 gNB(a)는 시작 노드로써 부모 노드가 없기 때문에 타이밍은 자신을 기준으로 설정될 수 있다. 따라서, Gap_Rx(a)와 Gap_Tx(a)는 모두 ‘0’의 값을 가질 수 있다.
RN(b)의 경우, 부모 노드 역할과 자식 노드 역할을 모두 수행할 수 있는 노드이기 때문에 자식 노드 역할을 수행하는 경우, gNB(a)와의 백홀 링크에서 각 타이밍의 설정은 아래의 수학식 1과 같이 설정될 수 있다.
Figure PCTKR2019005570-appb-img-000003
또한, 전송 타이밍인 Tx 타이밍은 자신이 수신한 타이밍을 기준으로 아래 수학시 2와 같이 설정될 수 있다.
Figure PCTKR2019005570-appb-img-000004
수학식 1 및 2에서 Pd(ab)는 노드 a인 gNB(a)로부터 노드 b인 RN(b)까지의 전파 지연을 의미하며, 이는 부모 노드에서 자신의 송신 신호에 대한 응답 타이밍을 통해 계산될 수 있으며, 계산된 값은 TA로 자식 노드인 RN(b)에게 설정될 수 있다.
또는, 자식 노드가 자신의 송신 신호에 대한 부모 노드의 응답 타이밍을 계산하여 이를 Pd(ab)으로 적용할 수 있으며, 이 경우, 자식 노드는 부모 노드로부터 수신된 TA 값에 전파 지연 값이 포함되지 않는다고 가정할 수 있다.
또는, TA 값에 전파 지연 값이 포함되는지 여부를 부모 노드가 지시자(indication)을 통해 알려줌으로써 전파 지연 값이 TA 값에 포함되어 있는 경우, 자식 노드가 다시 한번 확인하는 절차를 통해서 타이밍 설정의 정확성을 높일 수 있다.
RN(b)가 부모 노드 역할을 수행하는 경우, RN(c)와의 백홀 링크에서 Gap_Tx(b) 값은 Gap_Tx(ab) 값과 동일할 수 있으며, Gap_Rx(b) 값은 Gap_Rx(ab) 값과 동일할 수 있다.
그리고, RN(c)의 측면에서 각 타이밍은 아래 수학식 3을 통해서 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2019005570-appb-img-000005
정리하면, 각 자식 노드 (y)는 자신의 부모 노드 (x)로부터 Gap_Tx(x) 값, Gap_Rx(x)값 및 Pd(xy) 값을 설정 받음으로써, 자신이 자식 노드 역할을 수행하는 경우와 부모 노드 역할을 수행하는 경우의 전송 및/수신 타이밍을 정확하게 설정할 수 있다.
각 노드는 자신이 부모 노드의 역할을 수행할 때 자신의 수신을 기준으로 타이밍이 설정되므로 자식 노드한테 설정되는 Gap(x)은 항상 ‘0’으로 설정될 수 있다.
다시 말해서 자신 노드는 자신의 부모노드로부터 Gap_Tx(x) 값 및 Pd(xy) 값을 설정 받을 수 있으며 Gap_Rx(x)은 ‘0’으로 설정될 수 있다.
즉, 하나의 nodey(y)에 대한 타이밍은 아래와 같이 설정될 수 있다.
- 자식 노드 역할을 할 때의 Rx timing: Gap_Rx(xy) = Gap_Tx(x) + Pd(xy)
- 자식 노드 역할을 할 때의 Tx timing: Gap_Tx(xy) = Gap_Rx(x) - Gap_Rx(xy) - Pd(xy)
- 부모 노드 역할을 할 때의 Rx timing: Gap_Rx(y) = 0
- 부모 노드 역할을 할 때의 Tx timing: Gap_Tx(y) = Gap_Tx(xy)
앞에서 설명한 수식에서 Gap_Tx(x) 값은 하나의 부모 노드에 접속된 모든 노드에 공동으로 설정될 수 있기 때문에 common한 정보를 이용하여 전송하거나, 각 노드에 특정(node_specific)되는 자원을 이용하여 전송될 수 있다. 또한, Pd(xy) 값도 노드에 특정된 자원을 이용하여 전솔될 수 있다.
(실시 예 2-2: 백홀 링크와 접속 링크간에 TDM 방식을 이용하는 경우)
접속 링크와 백홀 링크가 TDM 방식을 통해서 다중화될 수 있다. 예를 들어, gNB에서는 단말에게 슬롯 포맷을 설정하고, reserved part에서 백홀 링크를 위한 데이터가 스케줄링될 수 있다.
이 경우, 백홀 링크는 부모 노드로부터 수신한 하향링크 신호의 타이밍을 기반으로 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍이 설정될 수 있으며 접속 링크의 타이밍은 실시 예 1-1 내지 실시 예 1-3에서 설명한 세 가지 방법을 통해서 설정될 수 있다.
즉, ① gNB와 RN들은 모두 절대적으로 동일한 슬롯 경계에 따라 송수신 동작을 수행하거나, ② gNB의 하향링크 신호를 수신하는 타이밍에 기초하여 RN의 타이밍을 맞추거나, ③ 부모 노드의 하향링크 신호를 수신하는 타이밍에 기초하여 RN의 타이밍을 맞출 수 있다.
이하, 각 방법에 대해서 살펴보도록 한다.
(실시 예 2-2-1: 접속 링크에 대해 gNB와 RN들이 절대적으로 동일한 타이밍으로 설정되는 방법)
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 TDM(Time Division Multiplexing) 방법을 사용하는 경우, 각 노드에서의 송수신 상태의 일 예를 나타낸 도이다.
도 13을 참조하면, gNB와 RN들은 모두 절대적으로 동일한 접속 링크의 타이밍이 설정될 수 있으며, 이에 따라 백홀 링크의 송수신을 수행할 수 있다.
구체적으로, 모든 접속 링크의 sync는 일치할 수 있으며, 접속 링크에 대한 RN들은 동일한 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍이 설정될 수 있다. 이 경우, 각 노드에 접속하는 단말들은 모두 동일한 슬롯 포맷을 수신할 수 있으며, 노드가 단말에게 슬롯 포맷을 알려주기 위한 슬롯 포맷 지시자(slot format indication)의 reserved 부분에서 백홀 링크를 통한 데이터의 송수신이 수행될 수 있다.
백홀 링크의 경우, 자식 노드들은 부모 노드로부터의 하향링크 타이밍을 사용할 수 있으며, 전송 타이밍은 부모 노드의 상향링크 타이밍 또는 별도로 설정된 타이밍이 사용될 수 있다.
예를 들면, 도 13에 도시된 바와 같이 RN(b)는 gNB(a)가 전송한 BH_ab의 하향링크 신호를 gNB(a)가 전송하는 타이밍보다 P_ab만큼 지연된 시점에 수신할 수 있으며, gNB(a)에게 전송하는 BH_ab의 상향링크 신호를 gNB(b)가 수신해야 하는 타이밍보다 P_ab만큼 앞선 시점에 전송해야 한다.
또한, RN이 동시에 송신 또는 수신하는 신호 간에 심볼 경계를 맞출 필요가 있으며, 이에 따라 백홀 링크의 상향링크 전송과 하향링크 전송간에는 일정한 갭이 설정(또는 삽입)될 필요가 있다(예를 들면, G_UD, G_DU).
또한, 접속 링크의 심볼 경계와 백홀 링크의 심볼 경계가 일치하지 않기 때문에, 도 13에 도시된 바와 같이 접속 링크와 백홀 링크의 전송 간에도 일정한 갭이 설정(또는, 삽입)될 필요가 있다.
G_AB는 접속 링크에서 백홀 링크로 스위칭 되는 경우 심볼 경계를 맞추기 위해 필요한 갭 값을 의미하고, G_BA는 백홀 링크에서 접속 링크로 스위칭 되는 경우 심볼 경계를 맞추기 위해 필요한 갭 값을 의미한다.
링크가 전환되는 사이에 삽입되는 갭의 값은 노드인 RN마다 다를 수 있다.
RN는 부모 노드로부터 G_AB 및/또는 G_BA 값을 설정 받을 수 있으며, 자식 노드에게 설정된 G_AB 및/또는 G_BA 값을 설정해줄 수 있다.
이 경우, G_AB 값은 G_BA 값과 항상 동일할 수 있으며, 접속 링크와 백홀 링크 간의 스위칭을 위해 필요한 갭 값을 하나만 부모 노드로부터 설정 받을 수 있다.
실시 예 2-2-1은 gNB와 RN을 연결하는 백홀 링크의 루트가 변경되더라도, RN의 접속 링크 타이밍이 변경되지 않기 때문에 RN과 연결을 형성하고 있는 단말의 송수신 타이밍을 그대로 유지할 수 있는 효과가 있다.
이 경우, 노드가 수신에서 전송으로 또는 전송에서 수신으로 스위칭하기 위해서는 일정한 시간이 필요하며, 이러한 시간을 고려하여 수신 타이밍과 전송 타이밍 간에는 특정 오프셋만큼의 갭이 필요하다. 즉, 단말의 전송 동작과 수신 동작간의 스위칭을 위해서는 전송 동작과 수신 동작 사이에 최소한의 오프셋 값이 삽입(또는 설정)되어야 한다.
따라서, G_UD 또는 G_DU 의 값이 노드가 수신 동작에서 전송 동작으로 스위칭하는데 필요한 오프셋 값보다 크게 설정되어야 한다. 상향링크와 하향링크 간 심볼 경계를 맞추기 위해 필요한 갭 값이 오프셋 값보다 작은 경우, 해당 갭 값에 심볼 길이가 더해진 값이 G_UD 값으로 설정될 수 있으며, G_DU의 값도 동일한 방법으로 설정될 수 있다.
다시 말해, 백홀 링크와 접속 링크를 TDM 방식을 통해 다중화하는 환경에서 동일 gNB 또는 gNB에 연결되어 있는 RN들에게 접속되어 있는 모든 단말들의 접속 링크에 대하여 하향링크 슬롯 경계는 gNB 기준으로 일치되어 있고, 상향링크 슬롯 경계는 하향링크보다 특정 오프셋 값인 N TA_offset만큼 앞당겨져 있을 수 있다.
단말들은 gNB 또는 RN으로부터 설정 받은 TA 값인 N TA 에 N TA _offset을 합산하여 전송 타이밍을 계산할 수 있다.
즉, 백홀 링크와 접속 링크가 TDM 방식을 통해서 다중화 되는 경우, gNB, RN 및 단말들간의 접속링크에 대한 하향링크 타이밍은 모두 gNB의 타이밍이 따라 절대적인 동일한 값으로 설정될 수 있으며, 상향링크 슬롯의 경계는 하향링크 슬롯의 경계보다 일정 값만큼 앞당겨져 있을 수 있다.
이 경우, 단말들은 gNB 또는 RN로부터 설정 정보를 통해서 전송된 TA 값 및 오프 셋 값에 기초하여 전송 타이밍을 계산할 수 있다.
이러한 환경에서, 백홀 링크 간의 타이밍의 설정과 관련하여 각 노드는 자신이 부모 노드의 역할을 수행하는데 있어서 각각의 오프 셋 값인 N TA _offset을 가질 수 있으며, 자신에게 접속하는 노드들에 대한 TA 값인 N TA 를 계산하여 각 노드들에게 설정 정보를 통해서 설정해줄 수 있다.
N TA _offset의 설정은 ① 고정된 값으로 설정되어 단말과 노드들에게 미리 설정되어 있거나, ② gNB로부터 설정 정보를 통해서 획득되거나, ③ 각 노드가 백홀 링크를 구축하면서 gNB와의 전파 지연을 계산하여 직접 설정할 수 있다.
다시 말해, 부모 노드인 gNB 또는 RN은 타이밍 오프셋 값인 N TA _offset (또는, T0)을 포함하는 지시 정보를 통해서 자식 노드 또는 단말에게 전송해줄 수 있다. IAB 노드인 RN 또는 단말은 부모 노드로부터 지시 정보를 통해 타이밍 오프셋 값을 수신하면 자신의 하향링크 전송 타이밍 조정(DL TX timing adjustment)을 트리거할 수 있다.
DL TX timing adjustment는 TA 값 및 T0 값에 의해서 수행될 수 있으며, TA 값은 부모 노드로부터 가장 최근에 전송된 신호에 기초하여 계산될 수 있다.
즉, 단말은 부모 노드로부터 타이밍 오프셋 값을 획득하면, TA 값 및 전송된 타이밍 오프셋 값에 기초하여 하향링크의 전송 타이밍을 계산할 수 있다.
아래 수학식 4는 TA 값 및 전송된 타이밍 오프셋 값에 기초하여 DL TX timing을 계산하는 방법을 나타낸다.
Figure PCTKR2019005570-appb-img-000006
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 TDM(Time Division Multiplexing) 방법을 사용하는 경우, 접속 링크 및 백홀 링크에 대한 타이밍의 일 예를 나타낸 도이다.
도 14는 도 13에서 설명한 방법의 구체적인 실시 예를 나타낸다. 도 14를 참조하면, 모든 RN들은 gNB와 절대적인 타이밍을 맞추고 있기 때문에 해당 gNB와 RN들에 연결되어 있는 모든 단말들의 접속 링크 타이밍은 gNB를 기준으로 설정된 것도 동일하다.
즉, 모든 RN들과 gNB에서 접속 링크를 위한 전송 타이밍의 갭 Gap_Tx는 ‘0’이고, 수신 타이밍의 갭 Gap_Rx는 -N TA_offset 이다.
gNB 측에서 gNB(a)에 연결되어 있는 백홀 링크의 타이밍 Gap_Tx(a)의 값은 ‘0’이 되며, Gap_Rx(a)의 값은 -N TA_offset (a)이 될 수 있다.
이때, 음수 값은 기준점 대비 앞당겨진 타이밍을 의미하고, 양수 값은 기준점 대비 뒤로 밀려진 타이밍을 의미한다.
RN(b)의 백홀 링크에서 Gap_Rx(ab)는 아래 수학식 5와 같이 표현될 수 있으며, Gap_Tx(ab)는 수힉삭 6과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2019005570-appb-img-000007
Figure PCTKR2019005570-appb-img-000008
수학식 5 및 6에서 Pd(ab)는 노드 a인 gNB(a)로부터 노드 b인 RN(b)까지의 전파 지연을 의미하며, 실시 예 2-1에서 설명한 방법과 동일하게 설정될 수 있다.
RN(b)와 RN(c) 간의 백홀 링크에서 RN(b)의 Gap_Tx(b)는 Gap_Tx(ab)와 동일하며, Gap_Rx(b)는 Gap_Rx(ab)와 동일하다.
RN(c)에서 Gap_RX(bc)는 아래 수학식 7과 같이 표현될 수 있으며, Gap_Tx(bc)는 아래 수학식 8과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2019005570-appb-img-000009
Figure PCTKR2019005570-appb-img-000010
정리하면, 각 자식 노드(y)는 자신의 부모 노드(x)로부터 Gap_Tx(x) 값과 Gap_Rx(x) 값을 설정받음으로써, 자신이 자식 노드 역할을 수행할때와 부모 노드 역할을 수행할 때의 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 정확하게 설정할 수 있다.
예를 들면, node(y)의 타이밍은 각 역할에 따라 아래와 같이 설정될 수 있다.
- 자식 노드의 역할을 수행하는 경우 Rx timing: Gap_Rx(xy) = Gap_Tx(x) + Pd(xy)
- 자식 노드의 역할을 수행하는 경우 Tx timing: Gap_Tx(xy) = Gap_Rx(x) - Gap_Rx(xy)
- 부모 노드의 역할을 수행하는 경우 Rx timing: Gap_Rx(y) = Gap_Rx(xy)
- 부모 노드의 역할을 수행하는 경우 Tx timing: Gap_Tx(y) = Gap_Tx(xy)
위에서 Gap_Tx(x) 값과 Gap_Rx(x) 값은 하나의 부모 노드에 접속된 모든 노드 또는 단말에 공통적으로 설정될 수 있으므로 동일한 정보를 통해서 각 자식 노드 또는 단말들에게 전송되거나, 노드 또는 단말에 특정된 자원(node(UE)-specific reource)을 통해서 전송될 수 있다.
Pd(xy) 값도 Gap_Tx(x)값과 동일하게 전송될 수 있다.
(실시 예 2-2-2: gNB를 기준으로 전파 지연만큼 지연되는 경우)
접속 링크의 타이밍을 위해 각 RN이 gNB의 SSB를 이용하여 OTA 동기화를 수행하고, 수행된 동기화에 기초하여 타이밍이 설정될 수 있다.
예를 들면, 각 RN은 gNB가 전송하는 동기신호를 수신한 뒤, 수신된 동기 신호를 이용하여 동기화를 수행할 수 있다. 이후, 각 RN은 이를 이용하여 접속 링크의 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 설정할 수 있다.
gNB와 특정 RN 간에 전파 지연이 존재하는 경우, RN의 접속 링크의 슬롯 경계는 gNB의 접속 링크의 슬롯 경계보다 전파 지연 값만큼 지연될 수 있으며, 백홀 링크의 경우, 실시 예 2-2-1과 같이 타이밍이 설정될 수 있다.
(실시 예 2-2-3: 부모 노드를 기준으로 슬롯 경계를 지키는 경우)
접속 링크의 타이밍을 설정하기 위해 각 RN은 접속하고 있는 부모 노드의 SS를 이용하여 접속 링크의 동기를 맞출 수 있다. 예를 드면, 각 RN은 부모 노드가 전송하는 동기 신호를 수신한 뒤, 수신된 동기신호를 이용하여 동기화를 수행하고 이를 접속 링크의 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍으로 설정할 수 있다.
만약, 부모 노드와 특정 RN 간에 전파 지연이 존재하는 경우, RN의 접속 링크의 슬롯 경계는 부모 노드의 접속 링크의 슬롯 경계보다 전파 지연 값 만큼 지연될 수 있다.
백홀 링크는 실시 예 2-2-1에서와 같이 타이밍이 설정될 수 있다.
<실시 예 2-3_단말 기능과 gNB 기능 간의 TDM 방식>
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 TDM(Time Division Multiplexing) 방법을 사용하는 경우, 각 노드에서의 송수신 상태의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
① RN과 부모 노드를 연결하는 백홀 링크, ② RN과 자식 노드를 연결하는 백홀 링크, 및 ③RN과 단말을 연결하는 접속링크가 존재하는 경우, ①과 ②+③이 TDM 방식을 통해서 다중화될 수 있다.
즉, RN이 단말 기능을 수행하는 시간과 기지국 기능을 수행하는 시간 구간은 TDM 방식을 통해서 다중화될 수 있다. 예를 들면, 도 15에 도시된 바와 같이 부모 노드와 연결된 백홀 링크의 경우, 수신 타이밍은 부모 노드로부터의 하향링크 타이밍으로 설정될 수 있으며, 전송 타이밍은 부모 노드의 상향링크 타이밍 또는 별도의 설정을 통한 타이밍으로 설정될 수 있다.
RN(b)는 gNB(a)가 전송한 BH_ab의 하향링크 신호를 gNB(a)가 전송하는 타이밍보다 P_ab만큼 지연된 시점에 수신할 수 있으며, gNB(a)에게 전송하는 BH_ab의 상향링크 신호는 gNB(b)가 수신해야 하는 타이밍보다 P_ab만큼 앞선 시점에 전송될 수 있다.
반면, RN이 단말과 연결된 접속 링크와 자식 노드와 연결된 백홀 링크의 경우, 실시 예 1에서 설명한 실시 예 1-1 또는 실시 예 1-2 방식이 적용될 수 있다. 즉, RN들은 부모 노드와의 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍과 독립적인 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍이 설정될 수 있다.
예를 들면, 이러한 링크들에 대한 gNB와 RN들은 절대적으로 동일한 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 가질 수 있다.
이러한 방식이 적용되기 위해서는 부모 노드가 ①의 링크로 송수신을 수행하는 구간(또는 시간)에 자식 노드는 ②+③의 링크로 송수신을 수행할 수 있으며, 부모 노드가 ②+③의 링크로 송수신을 수행하는 구간(또는 시간)에 자식 노드는 ①의 링크로 송수신을 수행할 수 있다.
gNB의 경우, 부모 노드가 존재하지 않기 때문에 ①의 링크가 존재하지 않는다. 따라서, ①의 링크로 송수신을 수행하는 시간구간 동안 접속링크로 대신 송수신을 수행할 수 있다.
RN이 수신 구간에서 전송 구간으로 또는 전송 구간에서 수신 구간으로 스위칭하기 위해서는 일정한 시간이 필요하며, 이러한 시간을 고려하여 수신 타이밍과 전송 타이밍 간에는 특정 오프셋만큼의 갭이 필요하다. 즉, 단말의 전송 동작과 수신 동작간의 스위칭을 위해서는 전송 동작과 수신 동작 사이에 최소한의 오프셋 값이 삽입(또는 설정)되어야 한다.
따라서, G_UD 또는 G_DU 의 값이 노드가 수신 동작에서 전송 동작으로 스위칭하는데 필요한 오프셋 값보다 크게 설정되어야 한다. 상향링크와 하향링크 간 심볼 경계를 맞추기 위해 필요한 갭 값이 오프셋 값보다 작은 경우, 해당 갭 값에 심볼 길이가 더해진 값이 G_UD 값으로 설정될 수 있으며, G_DU의 값도 동일한 방법으로 설정될 수 있다.
다시 말해, 백홀 링크와 접속 링크를 TDM 방식을 통해 다중화하는 환경에서 동일 gNB 또는 gNB에 연결되어 있는 RN들에게 접속되어 있는 모든 단말들의 접속 링크에 대하여 하향링크 슬롯 경계는 gNB 기준으로 일치되어 있고, 상향링크 슬롯 경계는 하향링크보다 특정 오프셋 값인 N TA_offset만큼 앞당겨져 있을 수 있다.
<실시 예 2-3_선택적 동기 설정 방법>
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 각 노드에서의 송수신 상태의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
RN마다 타이밍을 설정하기 위해 적용되는 방식이 다를 수 있다. 예를 들면, 각 RN은 실시 예 2-1의 백홀 링크와 접속 링크가 non-TDM 방식을 통해서 다중화되는 경우의 타이밍 설정 방법과, 실시 예 2-2의 백홀 링크와 접속 링크가 TDM 방식을 통해서 다중화되는 경우의 타이밍 설정 방법 중 타이밍을 설정하기 위한 방법을 결정할 수 있다.
예를 들면, 도 16에 도시된 바와 같이 gNB은 TDM을 통해 다중화 되는 경우의 타이밍 설정 방법을 통해 타이밍이 설정되고, RN(b)는 non-TDM 방식을 통해서 다중화 되는 경우의 타이밍 설정 방법을 통해 타이밍이 설정될 수 있다. 도 15에서 RN(c)는 TDM을 통해 다중화 되는 경우의 타이밍 설정 방법 및 non-TDM 방식을 통해서 다중화 되는 경우의 타이밍 설정 방법을 통해 타이밍이 설정되는 경우의 슬롯 포맷이 모두 도시되어 있다.
이와 같이 RN에 따라 각각 서로 다른 타이밍 설정 방법이 적용되기 위해서는 아래와 같은 조건(또는, 제한 사항)이 요구될 수 있다.
- 백홀 링크를 통해 송수신을 수행하는 시간 구간과 접속 링크를 통해 송수신을 수행하는 시간 구간은 동일해야 한다.
이와 같은 방법을 통해서 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 설정하는 경우, 자식 노드의 타이밍 설정 방식에 따라 부모 노드가 자식 노드에게 백홀 링크로 송수신을 수행할 수 있는 시간 구간이 달라질 수 있다.
따라서, 자식 노드는 자신의 부모 노드에게 자신이 사용하는 타이밍 설정 방법과 관련된 정보를 전송해야 한다.
즉, 자식 노드는 부모 노드에게 자신이 타이밍 설정을 위해 사용하는 방법이 어떤 방법인지를 알려줘야 하며, 부모 노드는 자식 노드가 사용하는 타이밍 설정 방법에 따라 백홀 링크를 통해 송수신을 수행할 수 있는 시간 구간이 달라질 수 있다.
<실시 예 2-5_백홀 링크를 위한 확장된 CP>
백홀 링크에 대한 전파 지연 때문에 RN들 간의 전송 타이밍 및/또는 송신 타이밍은 다르게 운영될 필요가 있다. 하지만, 전파 지연이 존재하더라도 RN들 같의 전송 타이밍 및/또는 송신 타이밍이 어긋나지 않도록 하기 위해 백홀 링크에 대해 긴 길이의 CP(extended CP)가 적용될 수 있다.
접속 링크와 백홀 링크 간에 CP 길이는 달라질 수 있으며, 이는 접속 링크와 백홀 링크가 TDM 방식을 통해 다중화되어 있는 경우 및 ‘out-band FDM’되어 있는 경우에 적용될 수 있다.
접속 링크와 백홀 링크가 ‘in-band’ TDM 되어 있는 경우, 접속 링크와 백홀 링크 모두에 extended CP가 적용될 수 있지만, 동일 슬롯이나 심볼들에 단말을 위한 자원이 스케줄링 되어 있는 경우 자원 이용에 효율적이지 못할 수 있다.
또 다른 방법으로 extended CP를 동적으로 백홀 링크에 지시해줄 수 있다. gNB는 RN으로부터 수신된 신호의 지연 시간을 계산하여 해당 RN에게 일반적인 CP가 적용될 경우 데이터의 송수신에 영향이 있는지 판단하고, CP의 종류를 RN에게 설정해줄 수 있다.
이 경우, gNB는 자신에게 연결된 RN들을 두 그룹으로 나누어 일반적인 CP를 사용하는 RN들을 하나의 시간 범위에, extended CP를 사용하는 RN들을 하나의 시간 범위에 스케줄링 할 수 있다.
<실시 예 2-6_다중 홉에서 서로 다른 백홀 링크 간의 유동적인 스위칭>
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 홉에서의 신호 전송의 일 예를 나타낸 도이다. 도 17은 단말이 다중 홉 RN들을 통해 네트워크와 통신을 수행하는 과정을 나타낸다. 접속 링크의 RN의 부모 노드가 변경되는 경우, 다중 홉 경로의 전파 지연이 변경되어 해당 RN의 접속 링크의 동기도 변경될 수 있다.
유동적 토폴로지 적응(Dynamic topology adaptation) 상황에서 빈번한 타이밍 정렬(timing alignment), 스케줄링 관련 절차에 변화가 일어나는 경우 각 노드 간의 간섭, miss catch 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에 유동적으로 부모 노드에 RN이 싱크를 맞추는 것이 어려울 수 있다.
이 경우, 아래의 방법을 통해서 RN이 부모 노드에 싱크를 맞출 수 있다.
(방법 1): 현재 부모 노드 측에서 자식 노드의 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 지시해주는 동시에 해당 백홀 링크를 사용할 수 있는 시간을 반-정적(semi-static)으로 RN에게 설정해줄 수 있다. 자식 노드는 복수 개의 백홀 링크를 이용하여 데이터 송수신을 수행할 수 있는 경우, 해당 자식 노드는 접속할 수 있는 부모 노드들로부터 반-정적으로 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 설정 받을 수 있으며, 해당 자식 노드는 설정된 주기 단위로 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 변경하여 부모 노드들과 통신을 수행할 수 있다.
예를 들면, 도 17에 도시된 바와 같이 RN 3은 자식 노드가 될 수 있으며, RN 1 및 RN 2는 RN 3의 부모 노드가 될 수 있다.
RN 3은 RN 1 및 RN 2로부터 각각 서로 다른 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 지시 받을 수 있으며, 각각의 해당 백홀 링크를 사용할 수 있는 주기도 함께 설정받을 수 있다.
이 경우, RN 3은 설정 받은 주기 단위로 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 변경하면 서로 다른 백홀 링크를 통해서 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
(방법 2): 현재 부모 노드 측에서 자식 노드가 다음 새로운 부모 노드 측으로부터 통신을 수행할 수 있는 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 지시해줄 수 있다. 예를 들면, 도 17에 도시된 바와 같이 RN 3이 RN 1과 백홀 링크를 통해서 데이터 송수신을 수행하는 경우, RN 1으로 새로운 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 설정 받은 RN 3은 정해진 시간에 새로운 타이밍 값을 이용하여 RN 2와 백홀 링크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다.
이때, 새로운 타이밍이 적용되는 시간은 사전에 기 설정되거나 새로운 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 설정 받을 때 함께 지시받을 수 있다.
즉, 새로운 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍의 설정을 위한 설정 정보에 새로운 타이밍이 적용되는 시점과 관련된 정보가 포함되어 자식 노드에게 전송될 수 있다.
(방법 3): 스위칭되는 백홀 링크들의 심볼 경계가 일치하는 경우(슬롯 경계는 다를 수 있음), 스위칭 되는 백홀 링크의 지연이 더 길면 수신 타이밍의 튜닝(tuning) 없이 단순이 데이터가 늦게 수신된 것으로 RN은 인식할 수 있다. 하지만, 전송 타이밍의 튜닝 또는 스케줄링을 통해 전송 데이터의 전송 시점을 앞 당겨 전송할 필요는 있다.
이와 같은 실시 예 1 내지 2를 통해서 단일 홉 또는 다중 홉 상황에서 IAB 노드들 간의 백홀 링크가 무선으로 설정된 경우에도, 슬롯 경계를 맞춰 타이밍을 설정할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 릴레이 노드가 송수신 타이밍을 결정하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 18을 참조하면, 릴레이 노드는 기지국으로부터 전송되는 오프 셋 값을 이용하여 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 설정할 수 있다.
구체적으로, IAB 기능을 수행하는 제 1 릴레이 노드는 네트워크 노드로부터 설정 정보를 수신할 수 있다(S18010).
이때, 설정 정보는 제 1 릴레이 노드가 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 설정하기 위해 앞의 실시 예 1 및 2에서 설명한 타이밍 오프셋 값을 포함할 수 있다.
이후, 제 1 릴레이 노드는 설정 정보에 기초하여 상기 제 2 릴레이 노드로 하향링크 데이터를 전송할 수 있다(S18020).
이때, 상기 하향링크 데이터의 전송 타이밍은 앞의 실시 예 1 내지 2에서 설명한 방법을 통해 상기 타이밍 오프셋 및 타이밍 어드밴스(timing advance: TA)에 기초하여 결정될 수 있다.
즉, 전송 타이밍은 제 1 릴레이 노드가 부모 노드로부터 타이밍 설정을 위한 타이밍 오프 셋 값을 수신한 경우 설정될 수 있으며, 타이밍 어드밴스 값에 기초하여 결정될 수 있다.
또한, 타이밍 어드밴스 값은 부모 노드로부터 가장 최근에 전송된 신호에 기초하여 제 1 릴레이 노드가 계산할 수 있다.
이와 같은 방법을 이용하여 릴레이 노드들 간에 백홀 링크가 무선으로 연결된 경우에도 슬롯 경계를 맞춰 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 설정할 수 있다.
이와 관련하여, 상술한 단말의 동작은 본 명세서의 도 19 및 도 20에 나타난 단말 장치(1920, 2020)에 의해 구체적으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상술한 단말의 동작은 프로세서(1921, 2021) 및/또는 RF 유닛(또는 모듈)(1923, 2025)에 의해 수행될 수 있다.
구체적으로, 프로세서(1921, 2021)는 RF 유닛(또는 모듈)(1923, 2025)을 통해 네트워크 노드로부터 설정 정보를 수신하도록 제어할 수 있다.
이때, 설정 정보는 제 1 릴레이 노드가 전송 타이밍 및/또는 수신 타이밍을 설정하기 위해 앞의 실시 예 1 및 2에서 설명한 타이밍 오프셋 값을 포함할 수 있다.
이후, 프로세서(1821, 1921)는 RF 유닛(또는 모듈)(1723, 1825)을 통해 설정 정보에 기초하여 상기 제 2 릴레이 노드로 하향링크 데이터를 전송 하도록 제어할 수 있다.
이때, 상기 하향링크 데이터의 전송 타이밍은 앞의 실시 예 1 내지 2에서 설명한 방법을 통해 상기 타이밍 오프셋 및 타이밍 어드밴스(timing advance: TA)에 기초하여 결정될 수 있다.
즉, 전송 타이밍은 제 1 릴레이 노드가 부모 노드로부터 타이밍 설정을 위한 타이밍 오프 셋 값을 수신한 경우 설정될 수 있으며, 타이밍 어드밴스 값에 기초하여 결정될 수 있다.
또한, 타이밍 어드밴스 값은 부모 노드로부터 가장 최근에 전송된 신호에 기초하여 제 1 릴레이 노드가 계산할 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 19은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 19을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(1910)과 기지국 영역 내에 위치한 다수의 단말(1920)을 포함한다.
상기 기지국과 단말은 각각 무선 장치로 표현될 수도 있다.
이때, 기지국(1910) 및 단말(1920)은 제 1 장치 또는 제 2 장치로 호칭될 수 있다.
제 1 장치는 기지국, 네트워크 노드, 전송 단말, 수신 단말, 무선 장치, 무선 통신 장치, 차량, 자율주행 기능을 탑재한 차량, 커넥티드카(Connected Car), 드론(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AI(Artificial Intelligence) 모듈, 로봇, AR(Augmented Reality) 장치, VR(Virtual Reality) 장치, MR(Mixed Reality) 장치, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, IoT 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, 5G 서비스와 관련된 장치 또는 그 이외 4차 산업 혁명 분야와 관련된 장치일 수 있다.
상기 제 2 장치는 기지국, 네트워크 노드, 전송 단말, 수신 단말, 무선 장치, 무선 통신 장치, 차량, 자율주행 기능을 탑재한 차량, 커넥티드카(Connected Car), 드론(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AI(Artificial Intelligence) 모듈, 로봇, AR(Augmented Reality) 장치, VR(Virtual Reality) 장치, MR(Mixed Reality) 장치, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, IoT 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, 5G 서비스와 관련된 장치 또는 그 이외 4차 산업 혁명 분야와 관련된 장치일 수 있다.
예를 들어, 단말은 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털 방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, HMD는 머리에 착용하는 형태의 디스플레이 장치일 수 있다. 예를 들어, HMD는 VR, AR 또는 MR을 구현하기 위해 사용될 수 있다.
예를 들어, 드론은 사람이 타지 않고 무선 컨트롤 신호에 의해 비행하는 비행체일 수 있다. 예를 들어, VR 장치는 가상 세계의 객체 또는 배경 등을 구현하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, AR 장치는 현실 세계의 객체 또는 배경 등에 가상 세계의 객체 또는 배경을 연결하여 구현하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, MR 장치는 현실 세계의 객체 또는 배경 등에 가상 세계의 객체 또는 배경을 융합하여 구현하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 홀로그램 장치는 홀로그래피라는 두 개의 레이저 광이 만나서 발생하는 빛의 간섭현상을 활용하여, 입체 정보를 기록 및 재생하여 360도 입체 영상을 구현하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공공 안전 장치는 영상 중계 장치 또는 사용자의 인체에 착용 가능한 영상 장치 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, MTC 장치 및 IoT 장치는 사람의 직접적인 개입이나 또는 조작이 필요하지 않는 장치일 수 있다. 예를 들어, MTC 장치 및 IoT 장치는 스마트 미터, 벤딩 머신, 온도계, 스마트 전구, 도어락 또는 각종 센서 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 질병을 진단, 치료, 경감, 처치 또는 예방할 목적으로 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 상해 또는 장애를 진단, 치료, 경감 또는 보정할 목적으로 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 구조 또는 기능을 검사, 대체 또는 변형할 목적으로 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 임신을 조절할 목적으로 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 진료용 장치, 수술용 장치, (체외) 진단용 장치, 보청기 또는 시술용 장치 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보안 장치는 발생할 우려가 있는 위험을 방지하고, 안전을 유지하기 위하여 설치한 장치일 수 있다. 예를 들어, 보안 장치는 카메라, CCTV, 녹화기(recorder) 또는 블랙박스 등일 수 있다. 예를 들어, 핀테크 장치는 모바일 결제 등 금융 서비스를 제공할 수 있는 장치일 수 있다. 예를 들어, 핀테크 장치는 결제 장치 또는 POS(Point of Sales) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기후/환경 장치는 기후/환경을 모니터링 또는 예측하는 장치를 포함할 수 있다.
기지국(1910)은 프로세서(processor, 1911), 메모리(memory, 1912) 및 RF 모듈(radio frequency module, 1913)을 포함한다. 프로세서(1911)는 앞서 도 1 내지 도 18 및 실시 예 1 내지 2에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 메모리는 프로세서와 연결되어, 프로세서를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF 모듈은 프로세서와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
단말은 프로세서(1921), 메모리(1922) 및 RF 모듈(1923)을 포함한다.
프로세서는 앞서 도 1 내지 도 18 및 실시 예 1 내지 2에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 메모리는 프로세서와 연결되어, 프로세서를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF 모듈(1923)는 프로세서와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
메모리(1912, 1922)는 프로세서(1911, 1921) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
또한, 기지국 및/또는 단말은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.
도 20은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도의 또 다른 예시이다.
도 20을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(2010)과 기지국 영역 내에 위치한 다수의 단말(2020)을 포함한다. 기지국은 송신 장치로, 단말은 수신 장치로 표현될 수 있으며, 그 반대도 가능하다. 기지국과 단말은 프로세서(processor, 2011,2021), 메모리(memory, 2014,2024), 하나 이상의 Tx/Rx RF 모듈(radio frequency module, 2015,2025), Tx 프로세서(2012,2022), Rx 프로세서(2013,2023), 안테나(2016,2026)를 포함한다. 프로세서는 앞서 살핀 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 보다 구체적으로, DL(기지국에서 단말로의 통신)에서, 코어 네트워크로부터의 상위 계층 패킷은 프로세서(2011)에 제공된다. 프로세서는 L2 계층의 기능을 구현한다. DL에서, 프로세서는 논리 채널과 전송 채널 간의 다중화(multiplexing), 무선 자원 할당을 단말(2020)에 제공하며, 단말로의 시그널링을 담당한다. 전송(TX) 프로세서(2012)는 L1 계층 (즉, 물리 계층)에 대한 다양한 신호 처리 기능을 구현한다. 신호 처리 기능은 단말에서 FEC(forward error correction)을 용이하게 하고, 코딩 및 인터리빙(coding and interleaving)을 포함한다. 부호화 및 변조된 심볼은 병렬 스트림으로 분할되고, 각각의 스트림은 OFDM 부반송파에 매핑되고, 시간 및/또는 주파수 영역에서 기준 신호(Reference Signal, RS)와 멀티플렉싱되며, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 사용하여 함께 결합되어 시간 영역 OFDMA 심볼 스트림을 운반하는 물리적 채널을 생성한다. OFDM 스트림은 다중 공간 스트림을 생성하기 위해 공간적으로 프리코딩된다. 각각의 공간 스트림은 개별 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,2015)를 통해 상이한 안테나(2016)에 제공될 수 있다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 전송을 위해 각각의 공간 스트림으로 RF 반송파를 변조할 수 있다. 단말에서, 각각의 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,2025)는 각 Tx/Rx 모듈의 각 안테나(2026)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 캐리어로 변조된 정보를 복원하여, 수신(RX) 프로세서(2023)에 제공한다. RX 프로세서는 layer 1의 다양한 신호 프로세싱 기능을 구현한다. RX 프로세서는 단말로 향하는 임의의 공간 스트림을 복구하기 위해 정보에 공간 프로세싱을 수행할 수 있다. 만약 다수의 공간 스트림들이 단말로 향하는 경우, 다수의 RX 프로세서들에 의해 단일 OFDMA 심볼 스트림으로 결합될 수 있다. RX 프로세서는 고속 푸리에 변환 (FFT)을 사용하여 OFDMA 심볼 스트림을 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환한다. 주파수 영역 신호는 OFDM 신호의 각각의 서브 캐리어에 대한 개별적인 OFDMA 심볼 스트림을 포함한다. 각각의 서브캐리어 상의 심볼들 및 기준 신호는 기지국에 의해 전송된 가장 가능성 있는 신호 배치 포인트들을 결정함으로써 복원되고 복조된다. 이러한 연 판정(soft decision)들은 채널 추정 값들에 기초할 수 있다. 연판정들은 물리 채널 상에서 기지국에 의해 원래 전송된 데이터 및 제어 신호를 복원하기 위해 디코딩 및 디인터리빙되다. 해당 데이터 및 제어 신호는 프로세서(2021)에 제공된다.
UL(단말에서 기지국으로의 통신)은 단말(2020)에서 수신기 기능과 관련하여 기술된 것과 유사한 방식으로 기지국(2010)에서 처리된다. 각각의 Tx/Rx 모듈(2025)는 각각의 안테나(2026)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 반송파 및 정보를 RX 프로세서(2023)에 제공한다. 프로세서 (2021)는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리 (2024)와 관련될 수 있다. 메모리는 컴퓨터 판독 가능 매체로서 지칭될 수 있다.
본 명세서에서 무선 장치는 기지국, 네트워크 노드, 전송 단말, 수신 단말, 무선 장치, 무선 통신 장치, 차량, 자율주행 기능을 탑재한 차량, 드론(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AI(Artificial Intelligence) 모듈, 로봇, AR(Augmented Reality) 장치, VR(Virtual Reality) 장치, MTC 장치, IoT 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치 또는 그 이외 4차 산업 혁명 분야 또는 5G 서비스와 관련된 장치 등일 수 있다. 예를 들어, 드론은 사람이 타지 않고 무선 컨트롤 신호에 의해 비행하는 비행체일 수 있다. 예를 들어, MTC 장치 및 IoT 장치는 사람의 직접적인 개입이나 또는 조작이 필요하지 않는 장치로서, 스마트 미터, 벤딩 머신, 온도계, 스마트 전구, 도어락, 각종 센서 등일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 질병을 진단, 치료, 경감, 처치 또는 예방할 목적으로 사용되는 장치, 구조 또는 기능을 검사, 대체 또는 변형할 목적으로 사용되는 장치로서, 진료용 장비, 수술용 장치, (체외) 진단용 장치, 보청기, 시술용 장치 등일 수 있다. 예를 들어, 보안 장치는 발생할 우려가 있는 위험을 방지하고, 안전을 유지하기 위하여 설치한 장치로서, 카메라, CCTV, 블랙박스 등일 수 있다. 예를 들어, 핀테크 장치는 모바일 결제 등 금융 서비스를 제공할 수 있는 장치로서, 결제 장치, POS(Point of Sales) 등일 수 있다. 예를 들어, 기후/환경 장치는 기후/환경을 모니터링, 예측하는 장치를 의미할 수 있다.
본 명세서에서 단말은 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털 방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 폴더블(foldable) 디바이스 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, HMD는 머리에 착용하는 형태의 디스플레이 장치로서, VR 또는 AR을 구현하기 위해 사용될 수 있다.
이상에서 설명된 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법은 3GPP LTE/LTE-A 시스템, 5G에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (14)

  1. 무선 통신 시스템에서 제 1 릴레이 노드가 데이터를 송수신하는 방법에 있어서,
    네트워크 노드로부터 설정 정보를 수신하는 단계,
    상기 설정 정보는 하향링크 데이터를 전송하기 위한 타이밍 오프셋(timing offset)을 포함하고; 및
    상기 설정 정보에 기초하여 제 2 릴레이 노드로 하향링크 데이터를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 하향링크 데이터의 전송 타이밍은 상기 타이밍 오프셋 및 타이밍 어드밴스(timing advance: TA)에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 TA는 상기 네트워크 노드로부터 획득되거나, 상기 설정 정보에 기초하여 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 릴레이 노드는 백홀 링크(backhaul link)를 통해서 다른 노드들과 데이터를 송수신하고, 접속 링크(access link)를 통해서 단말과 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 릴레이 노드는 FDM(Frequency Division Multiplexing), SDM(Spatial Division Multiplexing) 또는 TDM(Time Division Multiplexing)의 방법을 이용하여 상기 백홀 링크 및 상기 접속 링크를 통해 데이터의 송수신을 동시에 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 릴레이 노드가 상기 FDM을 이용하여 상기 백홀 링크 및 상기 접속 링크를 통해 데이터의 송수신을 동시에 수행하는 경우, 상기 제 1 릴레이 노드의 다른 노드 또는 상기 단말과의 전송 타이밍을 일치시키기 위해 상기 백홀 링크와 상기 접속 링크에는 서로 다른 슬롯 포맷이 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 노드, 상기 제 1 릴레이 노드 및 상기 제 2 릴레이 노드의 상향링크 전송 및 하향링크 전송의 상기 전송 타이밍 및 수신 타이밍은 절대적으로 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 네트워크 노드로부터 동기 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 동기 신호에 기초하여 상기 네트워크 노드와 동기화를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 백홀 링크 또는 상기 접속 링크를 통해서 상기 TDM 방식을 이용하여 상향링크 전송 및 하향링크 전송이 수행되는 경우,
    상기 상향링크 전송과 상기 하향링크 전송 간에는 심볼간 경계를 맞추기 위한 전송 갭이 삽입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전송 갭은 상기 상향링크 전송에서 상기 하향링크 전송으로 스위칭되는 경우 삽입되는 제 1 전송 갭 또는 상기 하향링크 전송에서 상기 상향링크 전송으로 스위칭되는 경우 삽입되는 제 2 전송 갭으로 구별되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 전송 갭 또는 상기 제 2 전송 갭 중 적어도 하나는 상기 네트워크 노드로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 네트워크 노드로부터 상기 제 1 전송 갭 또는 상기 제 2 전송 갭이 획득되는 경우,
    상기 제 1 전송 갭은 심볼 길이에서 상기 제 2 전송 갭을 제외한 값으로 설정되며,
    상기 제 2 전송 갭은 상기 심볼 길이에서 상기 제 1 전송 갭을 제외한 값으로 설정되는 방법.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 백홀 링크를 통한 전송에서 상기 접속 링크를 통한 전송으로 스위칭되는 경우, 상기 백홀 링크의 심볼 경계와 상기 접속 링크의 심볼 경계를 맞추기 위한 제 1 전송 갭이 삽입되고,
    상기 접속 링크를 통한 전송에서 상기 백홀 링크를 통한 전송으로 스위칭되는 경우, 상기 백홀 링크의 심볼 경계와 상기 접속 링크의 심볼 경계를 맞추기 위한 제 2 전송 갭이 삽입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 전송 갭 및/또는 상기 제 2 전송 갭 중 적어도 하나는 상기 네트워크 노드로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 제 1 릴레이 노드에 있어서,
    무선 신호를 송수신하기 위한 RF 모듈(radio frequency module), 및
    상기 RF 모듈과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    네트워크 노드로부터 설정 정보를 수신하되,
    상기 설정 정보는 하향링크 데이터를 전송하기 위한 타이밍 오프셋(timing offset)을 포함하고,
    상기 설정 정보에 기초하여 상기 제 2 릴레이 노드로 하향링크 데이터를 전송하되,
    상기 하향링크 데이터의 전송 타이밍은 상기 타이밍 오프셋 및 타이밍 어드밴스(timing advance: TA)에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 릴레이 노드.
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