WO2023219210A1 - 적응형 polar coding configuration 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

적응형 polar coding configuration 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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WO2023219210A1
WO2023219210A1 PCT/KR2022/013537 KR2022013537W WO2023219210A1 WO 2023219210 A1 WO2023219210 A1 WO 2023219210A1 KR 2022013537 W KR2022013537 W KR 2022013537W WO 2023219210 A1 WO2023219210 A1 WO 2023219210A1
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terminal
polar
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base station
polar coding
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배정현
김영준
김정주
오현철
윤정민
나일주
배기택
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삼성전자 주식회사
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/22—Processing or transfer of terminal data, e.g. status or physical capabilities
    • H04W8/24—Transfer of terminal data

Definitions

  • This disclosure relates to a method and device for transmitting and receiving channel coding-related information between a base station and a terminal in a communication system.
  • 5G 5th-generation
  • objects connected to the network may include vehicles, robots, drones, home appliances, displays, smart sensors installed in various infrastructures, construction machinery, and factory equipment.
  • Mobile devices are expected to evolve into various form factors such as augmented reality glasses, virtual reality headsets, and hologram devices.
  • 6G (6th-generation) era efforts are being made to develop an improved 6G communication system to provide a variety of services by connecting hundreds of billions of devices and objects. For this reason, the 6G communication system is called a Beyond 5G system.
  • the maximum transmission speed is tera (i.e. 1,000 gigabit) bps and the wireless delay time is 100 microseconds ( ⁇ sec).
  • the transmission speed in the 6G communication system is 50 times faster and the wireless delay time is reduced by one-tenth.
  • 6G communication systems will operate in terahertz bands (e.g., 95 GHz to 3 THz). Implementation is being considered.
  • terahertz band the importance of technology that can guarantee signal reach, or coverage, is expected to increase due to more serious path loss and atmospheric absorption compared to the mmWave band introduced in 5G.
  • the main technologies to ensure coverage are RF (radio frequency) devices, antennas, new waveforms that are better in terms of coverage than OFDM (orthogonal frequency division multiplexing), beamforming, and massive multiple input/output (Massive multiple input/output).
  • Multi-antenna transmission technologies such as input and multiple-output (MIMO), full dimensional MIMO (FD-MIMO), array antenna, and large scale antenna must be developed.
  • MIMO input and multiple-output
  • FD-MIMO full dimensional MIMO
  • array antenna array antenna
  • large scale antenna must be developed.
  • new technologies such as metamaterial-based lenses and antennas, high-dimensional spatial multiplexing technology using OAM (orbital angular momentum), and RIS (reconfigurable intelligent surface) are being discussed to improve the coverage of terahertz band signals.
  • the 6G communication system uses full duplex technology where uplink and downlink simultaneously utilize the same frequency resources at the same time, satellite and Network technology that integrates HAPS (high-altitude platform stations), network structure innovation technology that supports mobile base stations and enables network operation optimization and automation, and dynamic frequency sharing through collision avoidance based on spectrum usage prediction.
  • HAPS high-altitude platform stations
  • network structure innovation technology that supports mobile base stations and enables network operation optimization and automation
  • AI-based communication technology that utilizes AI (artificial intelligence) from the design stage and internalizes end-to-end AI support functions to realize system optimization, and overcomes the limits of terminal computing capabilities.
  • Next-generation distributed computing technologies that realize complex services using ultra-high-performance communication and computing resources (mobile edge computing (MEC), cloud, etc.) are being developed.
  • MEC mobile edge computing
  • the 6G communication system Due to the research and development of these 6G communication systems, a new level of hyper-connected experience (the next hyper-connected) is possible through the hyper-connectivity of the 6G communication system, which includes not only connections between objects but also connections between people and objects. experience) is expected to become possible. Specifically, it is expected that the 6G communication system will be able to provide services such as truly immersive extended reality (XR), high-fidelity mobile hologram, and digital replica. In addition, services such as remote surgery, industrial automation, and emergency response through improved security and reliability are provided through the 6G communication system, enabling application in various fields such as industry, medicine, automobiles, and home appliances. It will be.
  • XR truly immersive extended reality
  • high-fidelity mobile hologram high-fidelity mobile hologram
  • digital replica digital replica
  • services such as remote surgery, industrial automation, and emergency response through improved security and reliability are provided through the 6G communication system, enabling application in various fields such as industry, medicine, automobiles, and home appliances. It will be.
  • a specific channel coding method is applied to signals to check for errors occurring during transmission and reception.
  • a polar code coding scheme has been adopted for transmission of control channels.
  • Channel coding has the characteristic of high power consumption due to its high computational complexity.
  • the processing time is long due to the sequential decoding algorithm, so power consumption is high compared to other channel coding methods.
  • the 5G system is designed to use the same configuration (Polar code configuration) when the radio resources allocated to the requested transmission data are the same.
  • Polar code configuration the configuration used to use the same configuration
  • using sequential decoding increases computational complexity and power consumption due to the nature of Polar code, which has a long processing time, so applying the same settings may be inefficient.
  • one purpose of the present disclosure is to propose a method that can adaptively provide setting information regarding polar code.
  • one purpose of the present disclosure is to propose an overall signaling procedure that can adaptively apply or change polar coding settings in consideration of the terminal's capabilities, base station, and channel conditions.
  • the method includes determining polar coding settings for a terminal; And transmitting setting information about the determined polar coding setting to the terminal, wherein the setting information includes the number of polar decoders, length of polar code, polar decoding algorithm, list size of polar decoding algorithm, polar decoding It may include information about at least one of the number of reset bits for resetting the index or the polar sequence.
  • a method of a terminal includes the steps of receiving configuration information about polar coding settings from a base station; and decoding a signal based on the setting information, wherein the setting information includes the number of polar decoders, the length of the polar code, the polar decoding algorithm, the list size of the polar decoding algorithm, and resetting the index in polar decoding. It may include information about at least one of the number of reset bits or the polar sequence.
  • a transceiver unit in a base station, a transceiver unit; and a control unit that determines polar coding settings for a terminal and controls the transceiver to transmit setting information for the determined polar coding setting to the terminal, wherein the setting information includes the number of polar decoders and polar code. It may include information about at least one of the length, the polar decoding algorithm, the list size of the polar decoding algorithm, the number of reset bits for resetting the index in polar decoding, or the polar sequence.
  • a terminal includes: a transceiver; and a control unit that controls the transceiver to receive setting information on polar coding settings from a base station, and decodes a signal based on the setting information, wherein the setting information includes the number of polar decoders and the length of the polar code. , it may include information about at least one of the polar decoding algorithm, the list size of the polar decoding algorithm, the number of reset bits for resetting the index in polar decoding, or the polar sequence.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the structure of a next-generation mobile communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 2 is a diagram showing the wireless protocol structure of a next-generation mobile communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3A is a diagram for explaining transmission of polar coding setting information according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 3b is a flowchart for explaining the operation of a base station according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example in which configuration information according to an embodiment of the present disclosure is transmitted through RRC signaling.
  • Figure 5 is a diagram for explaining an example in which configuration information according to an embodiment of the present disclosure is transmitted through MAC CE.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which setting information is transmitted through DCI according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 7 is a diagram illustrating an example of polar coding setting information transmission according to capability information of a terminal.
  • FIG. 8 is a flowchart explaining the base station operation according to the example of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a flowchart explaining terminal operations according to the example of FIG. 7.
  • Figure 10 is a diagram illustrating an example of polar coding setting information transmission according to channel conditions between a terminal and a base station.
  • FIG. 11 is a flowchart explaining the operation of a base station according to the example of FIG. 10.
  • FIG. 12 is a flowchart explaining terminal operations according to the example of FIG. 10.
  • Figure 13 is a diagram illustrating an example of polar coding setting information transmission according to a terminal request.
  • FIG. 14 is a flowchart explaining the base station operation according to the example of FIG. 13.
  • FIG. 15 is a flowchart explaining terminal operations according to the example of FIG. 13.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the effect of polar coding settings of the present disclosure.
  • Figure 17 is a block diagram showing the internal structure of a terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 18 is a block diagram showing the configuration of a base station according to an embodiment of the present disclosure.
  • each block of the processing flow diagrams and combinations of the flow diagram diagrams can be performed by computer program instructions.
  • These computer program instructions can be mounted on a processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing equipment, so that the instructions performed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment are described in the flow chart block(s). It creates the means to perform functions.
  • These computer program instructions may also be stored in computer-usable or computer-readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a particular manner, so that the computer-usable or computer-readable memory It is also possible to produce manufactured items containing instruction means that perform the functions described in the flowchart block(s).
  • Computer program instructions can also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, so that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a process that is executed by the computer, thereby generating a process that is executed by the computer or other programmable data processing equipment. Instructions that perform processing equipment may also provide steps for executing the functions described in the flow diagram block(s).
  • each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s).
  • each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s).
  • the term ' ⁇ unit' used in this embodiment refers to software or hardware components such as FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and ' ⁇ unit' performs certain roles. do.
  • ' ⁇ part' is not limited to software or hardware.
  • the ' ⁇ part' may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce on one or more processors. Therefore, as an example, ' ⁇ part' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and procedures. , subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • components and 'parts' may be combined into a smaller number of components and 'parts' or may be further separated into additional components and 'parts'. Additionally, components and 'parts' may be implemented to regenerate one or more CPUs within a device or a secure multimedia card. Additionally, in an embodiment, ' ⁇ part' may include one or more processors.
  • connection node terms referring to network entities, terms referring to messages, terms referring to interfaces between network objects, and various identification information. Referring terms, etc. are exemplified for convenience of explanation. Accordingly, the present disclosure is not limited to the terms described below, and other terms referring to objects having equivalent technical meaning may be used.
  • eNB may be used interchangeably with gNB for convenience of explanation. That is, a base station described as an eNB may represent a gNB. Additionally, the term terminal can refer to mobile phones, NB-IoT devices, sensors, as well as other wireless communication devices.
  • the base station is an entity that performs resource allocation for the terminal and may be at least one of gNode B, eNode B, Node B, BS (Base Station), wireless access unit, base station controller, or node on the network.
  • a terminal may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a cellular phone, a smartphone, a computer, or a multimedia system capable of performing communication functions.
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • cellular phone a smartphone
  • a computer or a multimedia system capable of performing communication functions.
  • multimedia system capable of performing communication functions.
  • the present disclosure is applicable to 3GPP NR (5th generation mobile communication standard).
  • this disclosure provides intelligent services (e.g., smart home, smart building, smart city, smart car or connected car, healthcare, digital education, retail, security and safety-related services) based on 5G communication technology and IoT-related technology. etc.) can be applied.
  • Wireless communication systems have moved away from providing early voice-oriented services to, for example, 3GPP's HSPA (High Speed Packet Access), LTE (Long Term Evolution or E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)), and LTE-Advanced.
  • Broadband wireless that provides high-speed, high-quality packet data services such as communication standards such as (LTE-A), LTE-Pro, 3GPP2's High Rate Packet Data (HRPD), UMB (Ultra Mobile Broadband), and IEEE's 802.16e. It is evolving into a communication system.
  • the LTE system uses Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) in the downlink (DL), and Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) in the uplink (UL).
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • Uplink refers to a wireless link in which a terminal (UE; User Equipment or MS; Mobile Station) transmits data or control signals to a base station (eNode B or BS; Base Station), and downlink refers to a wireless link in which the base station transmits data or control signals to the terminal. It refers to a wireless link that transmits signals.
  • the multiple access method described above differentiates each user's data or control information by allocating and operating the time-frequency resources to carry data or control information for each user so that they do not overlap, that is, orthogonality is established. .
  • Enhanced Mobile BroadBand eMBB
  • massive Machine Type Communication mMTC
  • Ultra Reliability Low Latency Communication URLLC
  • eMBB may aim to provide more improved data transmission rates than those supported by existing LTE, LTE-A, or LTE-Pro.
  • eMBB in a 5G communication system, eMBB must be able to provide a peak data rate of 20Gbps in the downlink and 10Gbps in the uplink from the perspective of one base station.
  • the 5G communication system may need to provide the maximum transmission rate and at the same time provide an increased user perceived data rate.
  • 5G communication systems may require improvements in various transmission and reception technologies, including more advanced multi-antenna (MIMO; Multi Input Multi Output) transmission technology.
  • MIMO Multi Input Multi Output
  • the 5G communication system uses a frequency bandwidth wider than 20 MHz in the 3 to 6 GHz or above 6 GHz frequency band, meeting the requirements of the 5G communication system. Data transfer speed can be satisfied.
  • mMTC is being considered to support application services such as Internet of Things (IoT) in 5G communication systems.
  • IoT Internet of Things
  • mMTC may require support for access to a large number of terminals within a cell, improved coverage of terminals, improved battery time, and reduced terminal costs.
  • the Internet of Things provides communication functions by attaching various sensors and various devices, it must be able to support a large number of terminals (for example, 1,000,000 terminals/km2) within a cell.
  • terminals supporting mMTC are likely to be located in shadow areas that cannot be covered by cells, such as the basement of a building, so wider coverage may be required compared to other services provided by the 5G communication system.
  • Terminals that support mMTC must be composed of low-cost terminals, and since it is difficult to frequently replace the terminal's battery, a very long battery life time, such as 10 to 15 years, may be required.
  • URLLC Ultra-low latency
  • ultra-reliability very high reliability
  • a service supporting URLLC must satisfy an air interface latency of less than 0.5 milliseconds and may have a packet error rate of 10 -5 or less.
  • the 5G system must provide a smaller Transmit Time Interval (TTI) than other services, and at the same time, a design that requires allocating wide resources in the frequency band to ensure the reliability of the communication link. Specifications may be required.
  • TTI Transmit Time Interval
  • the three services considered in the above-described 5G communication system namely eMBB, URLLC, and mMTC, can be multiplexed and transmitted in one system.
  • different transmission/reception techniques and transmission/reception parameters can be used between services to satisfy the different requirements of each service.
  • the above-described mMTC, URLLC, and eMBB are only examples of different service types, and the service types to which this disclosure is applied are not limited to the above-described examples.
  • embodiments of the present disclosure will be described using LTE, LTE-A, LTE Pro, or 5G (or NR, next-generation mobile communication) systems as examples, but the present disclosure may also be applied to other communication systems with similar technical background or channel type. Examples of may be applied. Additionally, the embodiments of the present disclosure may be applied to other communication systems through some modifications without significantly departing from the scope of the present disclosure at the discretion of a person with skilled technical knowledge.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the structure of a next-generation mobile communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • the radio access network of the next-generation mobile communication system includes a next-generation base station (New Radio Node B, hereinafter referred to as NR gNB or NR base station) (1-10) and a next-generation wireless core network (New Radio Core).
  • NR CN Next-generation wireless user equipment
  • NR UE or UE can access an external network through NR gNB (1-10) and NR CN (1-05).
  • NR gNB (1-10) may correspond to an Evolved Node B (eNB) of the existing LTE system.
  • NR gNB is connected to NR UE (1-15) through a wireless channel and can provide superior services than the existing Node B.
  • eNB Evolved Node B
  • NR gNB In the next-generation mobile communication system, all user traffic can be serviced through a shared channel. Therefore, a device is needed to perform scheduling by collecting status information such as buffer status, available transmission power status, and channel status of UEs, and the NR gNB (3-10) can be responsible for this.
  • One NR gNB can control multiple cells.
  • a bandwidth exceeding the current maximum bandwidth may be applied.
  • beamforming technology can be additionally applied using Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) as a wireless access technology.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • AMC Adaptive Modulation & Coding
  • NR CN (1-05) can perform functions such as mobility support, bearer setup, and QoS setup.
  • NR CN is a device that handles various control functions as well as mobility management functions for the terminal and can be connected to multiple base stations.
  • the next-generation mobile communication system can be linked to the existing LTE system, and NR CN can be connected to MME (1-25) through a network interface.
  • the MME can be connected to an existing base station, eNB (1-30).
  • Figure 2 is a diagram showing the wireless protocol structure of a next-generation mobile communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • the wireless protocols of the next-generation mobile communication system are NR Service Data Adaptation Protocol (SDAP) (2-01, 2-45) and NR PDCP (2-05, 2-05) in the terminal and NR base station, respectively. 2-40), NR RLC (2-10, 2-35), NR MAC (2-15, 2-30), and NR PHY (2-20, 2-25).
  • SDAP Service Data Adaptation Protocol
  • NR PDCP NR PDCP
  • 2-40 NR RLC
  • MAC MAC
  • MAC MAC
  • NR PHY NR PHY
  • NR SDAP (2-01, 2-45) may include some of the following functions:
  • the terminal determines whether to use the header of the SDAP layer device for each PDCP layer device, for each bearer, or for each logical channel, based on a Radio Resource Control (RRC) message received from the base station.
  • RRC Radio Resource Control
  • the SDAP header is set, non-access stratum (NAS) QoS (Quality of Service) reflection settings of the SDAP header 1 bit indicator (NAS reflective QoS) and access layer (Access Stratum, AS) QoS reflection settings 1
  • NAS reflective QoS non-access stratum
  • AS Access Stratum
  • the SDAP header may include QoS flow ID information indicating QoS. QoS information can be used as data processing priority, scheduling information, etc. to support smooth service.
  • NR PDCP (2-05, 2-40) may include some of the following functions.
  • the reordering function of the NR PDCP device may mean the function of reordering PDCP PDUs received from the lower layer in order based on PDCP sequence number (SN).
  • the reordering function of the NR PDCP device may include a function of delivering data to a higher layer in the reordered order, or may include a function of directly delivering data without considering the order, and may include a function of transmitting data directly without considering the order, and reordering the data may cause loss. It may include a function to record lost PDCP PDUs, it may include a function to report the status of lost PDCP PDUs to the transmitter, and it may include a function to request retransmission of lost PDCP PDUs. there is.
  • NR RLC The main functions of NR RLC (2-10, 2-35) may include some of the following functions:
  • the in-sequence delivery function of the NR RLC device may mean the function of delivering RLC SDUs received from the lower layer to the upper layer in order.
  • the in-sequence delivery function of the NR RLC device may include the function of reassembling and delivering it.
  • the in-sequence delivery function of the NR RLC device may include a function to rearrange the received RLC PDUs based on the RLC SN (sequence number) or PDCP SN (sequence number), and rearrange the order to prevent loss. It may include a function to record lost RLC PDUs, it may include a function to report the status of lost RLC PDUs to the transmitting side, and it may include a function to request retransmission of lost RLC PDUs. there is.
  • the in-sequence delivery function of the NR RLC device may include a function of delivering only the RLC SDUs up to the lost RLC SDU in order when there is a lost RLC SDU to the upper layer.
  • the in-sequence delivery function of the NR RLC device may include a function of delivering all RLC SDUs received before the timer starts to the upper layer in order if a predetermined timer expires even if there are lost RLC SDUs. there is.
  • the in-sequence delivery function of the NR RLC device may include a function of delivering all RLC SDUs received to date to the upper layer in order if a predetermined timer expires even if there are lost RLC SDUs.
  • the NR RLC device can process RLC PDUs in the order they are received and deliver them to the NR PDCP device, regardless of the order of the sequence number (out-of sequence delivery).
  • the NR RLC device When the NR RLC device receives a segment, it can receive segments stored in a buffer or to be received later, reconstruct them into one complete RLC PDU, and then transmit it to the NR PDCP device.
  • the NR RLC layer may not include a concatenation function, and the concatenation function may be performed in the NR MAC layer or replaced with the multiplexing function of the NR MAC layer.
  • the out-of-sequence delivery function of the NR RLC device may refer to the function of directly delivering RLC SDUs received from a lower layer to the upper layer regardless of their order.
  • the out-of-sequence delivery function of the NR RLC device may include a function of reassembling and delivering when one RLC SDU is originally received by being divided into several RLC SDUs.
  • the out-of-sequence delivery function of the NR RLC device may include the function of storing the RLC SN or PDCP Sequence Number (SN) of the received RLC PDUs, sorting the order, and recording lost RLC PDUs. You can.
  • NR MAC (2-15, 2-30) can be connected to multiple NR RLC layer devices configured in one terminal, and the main functions of NR MAC may include some of the following functions.
  • the NR PHY layer (2-20, 2-25) channel-codes and modulates the upper layer data, creates OFDM symbols and transmits them to the wireless channel, or demodulates and channel decodes the OFDM symbols received through the wireless channel and transmits them to the upper layer.
  • the transfer operation can be performed.
  • the coding method for transmission is fixed depending on the type of information or channel being transmitted. For example, referring to Table 1 below, polar coding is applied to most broadcast channels and control channels, and LDPC (low density parity check code) is applied to data channels.
  • Table 1 polar coding is applied to most broadcast channels and control channels, and LDPC (low density parity check code) is applied to data channels.
  • LDPC has a relatively short processing time because it uses parallel operations when decoding, but the processing time for polar code is long because sequential operations are used when decoding.
  • Error correction performance is, for example, the error correction ability of the error correction code (e.g., bit error rate (BER)/frame error rate (FER)) used in each SNR (signal to noise ratio) and system. It can be expressed by the difference (dB) between the minimum error correction capabilities required.
  • BER bit error rate
  • FER frame error rate
  • dB difference between the minimum error correction capabilities required.
  • the optimal settings may differ depending on factors such as the performance of the terminal or the channel situation between the base station and the terminal, currently, settings that can satisfy the high error correction performance required by the system are applied equally to all channel coding. It's working. If only fixed settings that satisfy such a high level of error correction performance are applied, there are problems such as increased power consumption due to long processing time, increased computational complexity, and reduced resource use efficiency.
  • the transmitting device and the receiving device to which the embodiments described in this disclosure are applied may include various entities operating in a wireless communication system.
  • the transmitting device may be a base station
  • the receiving device may be a terminal
  • both the transmitting device and the receiving device may be terminals.
  • the base station may adaptively set polar coding setting information to be used by the terminal in consideration of the terminal's capabilities related to the terminal's polar decoding operation, the current channel situation, etc.
  • the terminal of the transmitting device may adaptively provide polar decoding setting information applied to the terminal of the receiving device. .
  • the terminal of the transmitting device provides the polar coding setting information obtained from the base station to the terminal of the receiving device as is, or takes into account the channel status with the terminal of the receiving device.
  • Polar coding setting information can be selectively changed and provided.
  • polar coding-related settings and signaling operations proposed in this disclosure may be performed by various entities as described above. However, for convenience of explanation, hereinafter, the transmitting device is specified as a base station and the receiving device is specified as a terminal. Do this. Additionally, in this specification, configuration information for polar coding settings may be referred to by the same term as polar coding settings, polar coding-related configuration information, polar coding configuration information, configuration information, or polar decoder configuration information.
  • FIG. 3A is a diagram for explaining transmission of polar coding configuration information according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3B is a flowchart for explaining the operation of a base station according to an embodiment of the present disclosure.
  • the base station may determine polar coding settings for the terminal (S310).
  • the base station may consider various conditions when determining polar coding settings for the terminal. For example, the base station may determine polar coding setting parameters for the terminal based on various conditions such as terminal capability information related to polar coding, channel conditions between the terminal and the base station, power consumption status of the terminal, and terminal request. there is. For example, if the channel quality (e.g., reference signal received power (RSRP), SNR, signal to interference plus noise ratio (SINR)) satisfies a certain threshold, the base station of the present disclosure reduces the processing time or consumption of the terminal. Polar coding settings can be determined according to power reduction purposes.
  • RSRP reference signal received power
  • SNR signal to interference plus noise ratio
  • SINR signal to interference plus noise ratio
  • the base station can adaptively determine polar coding settings for the terminal according to various conditions.
  • the operations of the base station and terminal and specific signaling related to various other conditions will be described in detail later with reference to FIGS. 7 to 15.
  • the polar coding settings that the base station determines for the terminal may include settings for various parameters that may affect the processing time, power consumption, or error correction capability of the terminal.
  • polar coding settings include the number of decoders of polar coding, the length of the polar code (code length), and the decoding algorithm used for polar coding (e.g., successive cancellation (SC), successive cancellation list (SCL) ), etc.), the list size applied to the decoding algorithm, the number of payload bits to reset the index when performing polar decoding, the start index of the payload bit, the index of all payload bits, or polar reliability sequence. It may contain at least one setting for
  • the base station may decide to use a plurality of polar decoders in polar coding settings for the terminal for the purpose of reducing the processing time of the terminal. At this time, the base station can determine the number of decoders to be applied to the terminal within a range that does not exceed the maximum number of decoders that can be supported by the terminal.
  • the base station may determine a short polar code length for the purpose of reducing power consumption of the terminal.
  • the code length becomes longer, the decoding capability improves, but the processing time becomes longer, so the power consumption of the terminal can be reduced by deciding to set the code length short.
  • the base station may decide to apply a short code length if the condition that the channel quality is greater than a certain threshold is satisfied.
  • the base station may decide to apply an appropriate decoding algorithm by considering the performance of each decoding algorithm. For example, the SCL algorithm has higher decoding capability than the SC algorithm, but has the characteristic of long processing time, so the base station uses the SCL algorithm, but if the condition that the channel quality is above a certain threshold is met, the SC algorithm is used. You can determine polar coding settings.
  • the base station when the SCL decoding algorithm is applied, can set the list size of the SCL polar decoder to be reduced. As the size of the list increases, processing time increases as decoding complexity increases as the candidate for the decoded codeword increases. Therefore, when the channel quality exceeds a certain threshold, the list size can be reduced and the processing time of the terminal can be reduced.
  • the base station may set the initial bit of the payload to be changed to a bit index with a higher channel capacity.
  • the bit before the payload is determined to be 0 regardless of the decoding process and no operation is necessary, so the terminal's processing time can be reduced by resetting the initial certain bits.
  • the initial constant bit that is reset hereinafter will be referred to as NRB (number of reconfiguration bit).
  • NRB number of reconfiguration bit
  • the base station sets the NRB value to the terminal when the communication channel quality is above a certain threshold, and then, when the channel quality of the terminal falls below a certain threshold, the base station sets the NRB value to the original value to improve the error correction ability of the terminal. It can be changed to .
  • the base station can be set to variably use the optimal reliability sequence depending on the situation and purpose of the terminal or base station.
  • the default values of the above-mentioned parameters may vary depending on the type of reliability sequence.
  • the base station may transmit the determined polar coding configuration information (polar decoder configuration information) to the terminal (S320).
  • the setting information may be transmitted to the terminal through an information field indicating each setting for at least one of the various parameters described above.
  • the base station may determine at least one parameter to be variably set for the terminal and transmit information indicating setting values for each parameter to the terminal.
  • the base station may transmit configuration information by instructing the terminal to use one of a plurality of modes defined by a combination of at least some of the various parameters described above.
  • each mode may be a mode in which at least some parameters are set to specific values in advance according to a certain purpose (eg, reducing processing time, ensuring reliability, etc.).
  • Mode 1 is a mode for basic operation as in NR (new radio), and is a mode that operates to satisfy error correction performance that is much higher than the specific error correction performance required by the system. This mode can be applied to situations where the channel status of the terminal is unknown (e.g., initial connection stage, etc.) or situations where repetitive decoding errors occur.
  • Mode 2 may be a mode applied when the channel condition between the terminal and the base station is very good. This mode is a mode that can minimize processing time, maximizes the number of available polar decoders, and operates with the SC algorithm with the lowest computational complexity. In this case, NRB can be set to as large a number as possible.
  • Mode 3 can be applied in situations where the base station knows the channel status of the terminal, but the channel status is not good, or reliability must be guaranteed even if the channel status is good. Therefore, the base station of the present disclosure uses Mode 1 when reliability and error correction performance must be optimized, and Mode 2 when reliability may be slightly degraded but processing time or power consumption of the terminal needs to be reduced, and the channel situation is good. However, if reliability needs to be guaranteed, Mode 3 can be appropriately selected and information indicating the selected mode can be transmitted to the terminal.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of configuration information being transmitted through RRC signaling according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 5 is an example of configuration information being transmitted through MAC CE according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example in which setting information according to an embodiment of the present disclosure is transmitted through DCI.
  • Configuration information for polar coding settings may be transmitted through a radio resource control (RRC) message as shown in FIG. 4.
  • the RRC message may be, for example, an RRCReconfiguration message or an RRCRestablishment message.
  • the configuration information for the polar coding configuration is included in the configuration of the initial DL (downlink) BWP (bandwidth part) included in the serving cell configuration information of the RRC message, but the configuration is not limited to this, for example, It may be included in other information dedicated to the terminal.
  • the RRC message may include an information field indicating settings for each of the various parameters described above.
  • information indicating settings for each parameter may be optionally included, and at least some of the various parameters may be set differently for each physical channel. For example, the number of NRBs applied to a physical broadcast channel (PBCH) and the number of NRBs applied to a physical downlink control channel (PDCCH) may be set differently. Additionally, even if the same decoding algorithm is applied, the algorithm list size may be set differently for each physical channel.
  • PBCH physical broadcast channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • information indicating one of the three operation modes for the above-described polar coding configuration may be included as configuration information for the polar coding configuration of the RRC message.
  • configuration information about polar coding settings may be transmitted through a medium access control (MAC) control element (CE).
  • MAC medium access control
  • CE control element
  • configuration information regarding polar coding settings may be included in the LCID (logical channel identity) value of the MAC CE.
  • configuration information for a specific polar coding setting may be mapped and defined for each code point index, and the terminal may check the corresponding configuration information based on the LCID value of the MAC CE.
  • polar coding setting information mapped to the code point index may correspond to a mode defined by setting values of some of the parameters described above.
  • some parameters that can be variably applied to the terminal among a plurality of parameters and setting values for the parameters may be provided, and in this case, the value to be applied to the terminal among the setting values is the MAC Can be indicated by CE.
  • whether to activate a change in the setting value of a specific parameter among various parameters may be indicated by the MAC CE.
  • configuration information for polar coding settings may be transmitted through downlink control information (DCI).
  • DCI downlink control information
  • setting values for some parameters are predefined for each index, and by indicating a specific index using the bit value of DCI, setting information for polar coding settings is provided to the terminal. It can be.
  • setting values for some parameters to be variably applied to the terminal among the corresponding setting values may be indicated through DCI.
  • the DCI determines whether to apply changes to some parameters indicated in the MAC CE, that is, , can also be used to indicate whether to activate the corresponding setting (on/off indicator).
  • MAC CE or DCI can be used rather than the RRC message.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of transmission of polar coding setting information according to the capability information of the terminal
  • FIG. 8 is a flowchart explaining the base station operation according to the example of FIG. 7
  • FIG. 9 is a terminal operation according to the example of FIG. 7. This is a flowchart explaining.
  • the base station may request transmission of the terminal's capability information regarding polar coding settings to the terminal using the UE Capability Inquiry message, and in response, from the terminal, You can receive messages containing capability information about polar coding settings.
  • the UE's capability information can be transmitted through the UE Capability information message.
  • the capability information of the terminal is shown as being included in Phy-ParametersCommon, but is not limited to this.
  • the terminal's capability information may include the terminal's capability information on various parameters related to the above-described polar coding settings.
  • the base station can determine settings related to polar coding to be applied to the terminal based on this and transmit the determined configuration information to the terminal.
  • the base station may transmit a message requesting transmission of capability information for polar coding settings to the terminal (S810).
  • the base station may request the terminal's capability information for at least one parameter setting related to the polar coding setting so that the polar coding setting can be variably applied to the terminal.
  • the base station may determine the polar coding settings for the terminal based on the capability information (S830). For example, when setting to change the number of polar decoders to be used for communication, the base station can set the number of polar decoders so as not to exceed the maximum number of polar decoders used in the terminal based on the terminal's capability information. In addition, the base station, for example, confirms through capability information that the SCL algorithm is available in the polar decoder of the terminal, applies the use of the SCL algorithm, and decodes within the maximum list size range of the SCL algorithm used in the terminal. You can change the list size to be applied.
  • polar coding settings are determined based on the terminal's capability information, but the base station performs polar coding by additionally considering the channel situation, power status of the terminal, and characteristics (reliability) of the service provided to the terminal. You can decide the settings.
  • the base station may transmit the determined polar coding settings information to the terminal (S840).
  • configuration information may be transmitted to the terminal through various signaling (RRC, MAC CE, DCI).
  • a terminal when a terminal according to an embodiment of the present disclosure receives a message requesting transmission of capability information from a base station (S910), it can determine the terminal's capability information for polar coding settings. For example, the terminal can check information about the maximum number of polar decodings that the terminal can support as capability information. Additionally, the terminal can check information about the code length that the polar decoder of the terminal can support as capability information. Additionally, the terminal can check information about the decoding algorithm that the polar decoder of the terminal can support as capability information. Additionally, if the terminal supports the SCL algorithm, the terminal can check information about the maximum list size based on the algorithm as capability information. Additionally, the terminal can check information about the maximum NRB that the terminal can support or information about reliability sequence as capability information.
  • the terminal can check information about the maximum number of polar decodings that the terminal can support as capability information. Additionally, the terminal can check information about the code length that the polar decoder of the terminal can support as capability information. Additionally, the terminal can check information about the de
  • the terminal may transmit a message including the determined capability information to the base station (S920) and receive polar coding setting information from the base station (S930). And, the terminal may perform decoding of the signal based on polar coding setting information (S940).
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of polar coding setting information transmission according to the channel state between the terminal and the base station
  • FIG. 11 is a flowchart explaining the base station operation according to the example of FIG. 10
  • FIG. 12 is a diagram according to the example of FIG. 10. This is a flowchart explaining terminal operations.
  • the terminal can periodically/non-periodically transmit a channel state information report (CSI report) to the base station according to settings, and the base station receives the terminal's channel state report and then transmits it based on it.
  • CSI report channel state information report
  • Polar coding settings for the terminal can be determined.
  • the base station may receive a report of channel state information from the terminal (S110) and determine polar coding settings for the terminal based on it (S1120). For example, if the base station according to the present disclosure determines that the channel state, for example, RSRP or SNR value, is above a certain threshold based on the CSI report of the terminal, polar coding settings that can reduce processing time are provided to the terminal. You can decide about it. In this case, the base station may, for example, set NRB to the maximum value or determine polar coding settings to use the length of a short polar code.
  • the channel state for example, RSRP or SNR value
  • the base station can variably determine polar coding settings based on a CSI report transmitted periodically.
  • setting information was provided to set the number of polar decoders to the maximum based on the CSI report previously reported by the terminal. If it is confirmed that the channel condition has deteriorated according to the CSI report transmitted from the terminal, the number of polar decoders is adjusted. You can determine the setting information to set to reduce.
  • the base station can determine configuration information for the terminal by considering other factors in addition to the channel status. For example, as described above, when reliability needs to be guaranteed even in a situation where the channel condition is relatively good, the polar coding setting for the terminal may be determined differently from the case where only the channel condition is considered.
  • the polar coding setting information determined in this way can be transmitted to the terminal (S1130).
  • configuration information may be transmitted according to the signaling method of FIGS. 4 to 6.
  • the terminal can measure a reference signal transmitted from the base station and transmit the result to the base station as a CSI report (S1210). Afterwards, when setting information about the polar coding settings is received from the base station (S1220), signal decoding can be performed using the polar coding settings determined based on this (S1230).
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of polar coding setting information transmission according to a request from a terminal
  • FIG. 14 is a flowchart explaining the base station operation according to the example of FIG. 13
  • FIG. 15 is a terminal operation according to the example of FIG. 13. This is an explanatory flow chart.
  • the terminal may transmit a message requesting reset of polar coding configuration information to the base station.
  • the RRCconnectionReetablishmentRequest message may be used as the terminal's reset request message, but is not limited to this.
  • the terminal may indicate decoding failure to the base station, as shown in FIG. 13.
  • the field of decodingfailure may be added to the value of reestablishmentcause.
  • the base station may change the polar coding settings for the terminal based on information included in the message received from the terminal and transmit the reset polar coding settings information to the terminal.
  • the reset polar coding configuration information may be transmitted and included in the RRCconnectionReestablishment message, as shown in FIG. 13.
  • physicalConfigDedicated includes reset polar coding setting information, but it is not limited to this.
  • the reset polar coding setting information may include information for changing at least some parameters of the polar coding settings previously set for the terminal.
  • FIG. 13 an example of resetting is shown in which preset configuration information is changed upon request from the terminal after polar coding configuration information has been transmitted to the terminal, but this procedure is not limited to this.
  • the terminal may request configuration information to variably apply polar coding settings from the base station, and the base station may respond to the terminal's request.
  • variable polar coding settings for the terminal may be determined depending on channel conditions, etc.
  • the base station may receive a request message requesting a change in polar coding settings from the terminal (S1410), and determine polar coding reset information for the terminal based on the request message (S1420).
  • the base station may receive a request message including information indicating decoding failure from the terminal after transmitting the first polar coding configuration information for the terminal to reduce processing time.
  • the base station may decide to reset the second polar coding configuration information with higher decoding capability than the first polar coding configuration information for the terminal for reasons such as channel conditions.
  • the base station may determine polar coding reconfiguration information to deactivate the variable function for a specific parameter that was activated to reduce processing time during polar coding setup.
  • the base station can transmit a reset message including this to the terminal (S1430).
  • the terminal may determine that the polar coding settings need to be changed (S1510). For example, if a decoding failure occurs as a result of performing decoding based on polar coding setting information previously set by the base station, the terminal may determine that the polar coding setting needs to be changed. Additionally, as an example, the terminal is performing decoding using configuration information set according to a high SNR standard, but may decide to request a change in polar coding settings as processing time becomes longer and power consumption intensifies.
  • the terminal may transmit a request message to the base station requesting a change in polar coding setting information (S1520), and in response, a reset message including polar coding reset information from the base station. can be received (S1530). As illustrated in FIG. 13, the terminal may indicate decoding failure in a message requesting reset.
  • the terminal can perform a decoding operation of the signal using the polar coding reset information received from the base station (S1540).
  • each procedure for providing polar coding setting information is shown separately, but it is obvious that at least two procedures can be operated in combination.
  • the terminal may transmit capability information and report channel state information, and the base station may consider the capability information of the terminal when determining polar coding setting information for the terminal based on the report of the channel state information. there is.
  • the terminal can request polar coding settings from the base station, and the base station can request and obtain transmission of capability information from the terminal accordingly, determine polar coding settings based on the capability information of the terminal, and transmit it to the terminal.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the effect of polar coding settings of the present disclosure.
  • a terminal located relatively close to the base station is shown as a terminal with good channel conditions
  • a terminal located far from the base station is shown as a terminal with poor channel conditions.
  • the channel condition may be good even if the physical distance between the base station and the terminal is long, and even if the physical distance between the base station and the terminal is close, the channel condition may be good. It is obvious to those skilled in the art that may not be good.
  • processing time and power consumption are greatly reduced in a terminal with good channel conditions by variably applying polar coding settings. Even for terminals with poor channel conditions, it can be seen that processing time and power consumption are reduced by applying the settings defined by high error correction performance standards in NR variably rather than fixedly. That is, according to FIG. 16, it can be confirmed that efficient communication is possible by adaptively adjusting the polar coding settings for each channel state, based on the difference in processing time reduction depending on the channel state.
  • the present disclosure supports a method and device for setting adaptive channel coding between a base station and a terminal in a wireless communication system, thereby reducing processing time, power consumption, and error correction capability depending on the situation of the terminal or base station, the channel environment between the terminal and the base station, etc.
  • Channel coding settings optimized for such purposes can be adaptively changed.
  • Figure 17 is a block diagram showing the internal structure of a terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • the terminal includes an RF (Radio Frequency) processing unit 17-10, a baseband processing unit 17-20, a storage unit 17-30, and a control unit 17-40.
  • RF Radio Frequency
  • the RF processing unit 17-10 performs functions for transmitting and receiving signals through a wireless channel, such as band conversion and amplification of signals. That is, the RF processing unit 17-10 up-converts the baseband signal provided from the baseband processing unit 17-20 into an RF band signal and transmits it through an antenna, and converts the RF band signal received through the antenna into a baseband signal. Downconvert it to a signal.
  • the RF processing unit 17-10 may include a transmission filter, a reception filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a digital to analog convertor (DAC), an analog to digital convertor (ADC), etc. You can. In FIG. 17, only one antenna is shown, but the terminal may be equipped with multiple antennas.
  • the RF processing unit 17-10 may include multiple RF chains. Furthermore, the RF processing unit 17-10 may perform beamforming. For beamforming, the RF processing unit 17-10 can adjust the phase and size of each signal transmitted and received through multiple antennas or antenna elements. Additionally, the RF processing unit 17-10 can perform MIMO and can receive multiple layers when performing a MIMO operation.
  • the baseband processing unit 17-20 performs a conversion function between baseband signals and bit strings according to the physical layer specifications of the system. For example, when transmitting data, the baseband processing unit 17-20 generates complex symbols by encoding and modulating the transmission bit stream. Additionally, when receiving data, the baseband processing unit 17-20 restores the received bit stream by demodulating and decoding the baseband signal provided from the RF processing unit 17-10. For example, when following the OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) method, when transmitting data, the baseband processing unit 17-20 generates complex symbols by encoding and modulating the transmission bit string, and maps the complex symbols to subcarriers.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • OFDM symbols are configured through IFFT (inverse fast Fourier transform) operation and CP (cyclic prefix) insertion.
  • the baseband processing unit 17-20 divides the baseband signal provided from the RF processing unit 17-10 into OFDM symbol units, and signals mapped to subcarriers through FFT (fast Fourier transform). After restoring the received bit string, the received bit string is restored through demodulation and decoding.
  • the baseband processing unit 17-20 and the RF processing unit 17-10 transmit and receive signals as described above. Accordingly, the baseband processing unit 17-20 and the RF processing unit 17-10 may be referred to as a transmitting unit, a receiving unit, a transceiving unit, or a communication unit. Furthermore, at least one of the baseband processing unit 17-20 and the RF processing unit 17-10 may include multiple communication modules to support multiple different wireless access technologies. Additionally, at least one of the baseband processing unit 17-20 and the RF processing unit 17-10 may include different communication modules to process signals in different frequency bands. For example, different wireless access technologies may include wireless LAN (eg, IEEE 802.11), cellular network (eg, LTE), etc. Additionally, different frequency bands may include a super high frequency (SHF) (e.g., 2.NRHz, NRhz) band and a millimeter wave (mm wave) (e.g., 60GHz) band.
  • SHF super high frequency
  • mm wave millimeter wave
  • the storage unit 17-30 stores data such as basic programs, application programs, and setting information for operation of the terminal.
  • the storage unit 17-30 may store information related to a second access node that performs wireless communication using a second wireless access technology. Additionally, the storage unit 17-30 provides stored data upon request from the control unit 17-40.
  • the control unit 17-40 controls the overall operations of the terminal. For example, the control unit 17-40 transmits and receives signals through the baseband processing unit 17-20 and the RF processing unit 17-10. Additionally, the control unit 17-40 writes and reads data into the storage unit 17-40.
  • the control unit 17-40 may include at least one processor.
  • the control unit 17-40 may include a communication processor (CP) that performs control for communication and an application processor (AP) that controls upper layers such as application programs.
  • CP communication processor
  • AP application processor
  • Figure 18 is a block diagram showing the configuration of a base station according to an embodiment of the present disclosure.
  • the base station includes an RF processing unit 18-10, a baseband processing unit 18-20, a communication unit 18-30, a storage unit 18-40, and a control unit 18-50. It is composed by:
  • the RF processing unit 18-10 performs functions for transmitting and receiving signals through a wireless channel, such as band conversion and amplification of signals. That is, the RF processing unit 18-10 upconverts the baseband signal provided from the baseband processing unit 18-20 into an RF band signal and transmits it through an antenna, and converts the RF band signal received through the antenna into a baseband signal. Downconvert it to a signal.
  • the RF processing unit 18-10 may include a transmission filter, a reception filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a DAC, an ADC, etc. In Figure 18, only one antenna is shown, but the first access node may be equipped with multiple antennas. Additionally, the RF processing unit 18-10 may include multiple RF chains.
  • the RF processing unit 18-10 can perform beamforming.
  • the RF processing unit 18-10 can adjust the phase and size of each signal transmitted and received through a plurality of antennas or antenna elements.
  • the RF processing unit can perform downward MIMO operation by transmitting one or more layers.
  • the baseband processing unit 18-20 performs a conversion function between a baseband signal and a bit string according to the physical layer standard of the first wireless access technology. For example, when transmitting data, the baseband processing unit 18-20 generates complex symbols by encoding and modulating the transmission bit stream. Additionally, when receiving data, the baseband processing unit 18-20 restores the received bit stream by demodulating and decoding the baseband signal provided from the RF processing unit 18-10. For example, when following the OFDM method, when transmitting data, the baseband processing unit 18-20 generates complex symbols by encoding and modulating the transmission bit string, maps the complex symbols to subcarriers, and performs IFFT operation and OFDM symbols are configured through CP insertion.
  • the baseband processing unit 18-20 divides the baseband signal provided from the RF processing unit 18-10 into OFDM symbols, restores the signals mapped to subcarriers through FFT operation, and then , the received bit string is restored through demodulation and decoding.
  • the baseband processing unit 18-20 and the RF processing unit 18-10 transmit and receive signals as described above. Accordingly, the baseband processing unit 18-20 and the RF processing unit 18-10 may be referred to as a transmitting unit, a receiving unit, a transceiving unit, a communication unit, or a wireless communication unit.
  • the backhaul communication unit 18-30 provides an interface for communicating with other nodes in the network. That is, the backhaul communication unit 18-30 converts a bit string transmitted from the main base station to another node, for example, an auxiliary base station, a core network, etc., into a physical signal, and converts a physical signal received from another node into a bit string. do.
  • the storage unit 18-40 stores data such as basic programs, application programs, and setting information for operation of the main base station.
  • the storage unit 18-40 can store information about bearers assigned to the connected terminal, measurement results reported from the connected terminal, etc. Additionally, the storage unit 18-40 may store information that serves as a criterion for determining whether to provide or suspend multiple connections to the terminal. Additionally, the storage unit 18-40 provides stored data upon request from the control unit 18-50.
  • the control unit 18-50 controls the overall operations of the main base station. For example, the control unit 18-50 transmits and receives signals through the baseband processing unit 18-20 and the RF processing unit 18-10 or through the backhaul communication unit 18-30. Additionally, the control unit 18-50 writes and reads data into the storage unit 18-40. To this end, the control unit 18-50 may include at least one processor. Although not shown in the drawing, according to an embodiment of the present disclosure, the control unit 18-50 may include a selection module that can determine a plurality of polar coding settings by combining various setting elements included in the polar decoder.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 6G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시는 통신 시스템에서 기지국과 단말 간 채널 코딩 관련 정보를 송수신하는 방법 및 장치를 개시한다. 본 개시의 일 실시예로, 무선 통신 시스템에서, 기지국의 방법에 있어서, 단말에 대한 폴라 코딩 설정을 결정하는 단계; 및 상기 단말로, 상기 결정된 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 설정 정보는, 폴라 디코더의 개수, 폴라 코드의 길이, 폴라 디코딩 알고리즘, 폴라 디코딩 알고리즘의 리스트 크기, 폴라 디코딩에서의 인덱스를 재설정하는 재설정 비트의 개수 또는 폴라 시퀀스 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 방법을 포함할 수 있다.

Description

적응형 POLAR CODING CONFIGURATION 송수신 방법 및 장치
본 개시는 통신 시스템에서 기지국과 단말 간 채널 코딩 관련 정보를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신 세대를 거듭하면서 발전한 과정을 돌아보면 음성, 멀티미디어, 데이터 등 주로 인간 대상의 서비스를 위한 기술이 개발되어 왔다. 5G (5th-generation) 통신 시스템 상용화 이후 폭발적인 증가 추세에 있는 커넥티드 기기들이 통신 네트워크에 연결될 것으로 전망되고 있다. 네트워크에 연결된 사물의 예로는 차량, 로봇, 드론, 가전제품, 디스플레이, 각종 인프라에 설치된 스마트 센서, 건설기계, 공장 장비 등이 있을 수 있다. 모바일 기기는 증강현실 안경, 가상현실 헤드셋, 홀로그램 기기 등 다양한 폼팩터로 진화할 것으로 예상된다. 6G (6th-generation) 시대에는 수천억 개의 기기 및 사물을 연결하여 다양한 서비스를 제공하기 위해, 개선된 6G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 6G 통신 시스템은 5G 통신 이후 (Beyond 5G) 시스템이라 불리어지고 있다.
2030년쯤 실현될 것으로 예측되는 6G 통신 시스템에서 최대 전송 속도는 테라 (즉, 1,000기가) bps, 무선 지연시간은 100마이크로초(μsec) 이다. 즉, 5G 통신 시스템대비 6G 통신 시스템에서의 전송 속도는 50배 빨라지고 무선 지연시간은 10분의 1로 줄어든다.
이러한 높은 데이터 전송 속도 및 초저(ultra low) 지연시간을 달성하기 위해, 6G 통신 시스템은 테라헤르츠(terahertz) 대역 (예를 들어, 95기가헤르츠(95GHz)에서 3테라헤르츠(3THz)대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 테라헤르츠 대역에서는 5G에서 도입된 밀리미터파(mmWave) 대역에 비해 더 심각한 경로손실 및 대기흡수 현상으로 인해서 신호 도달거리, 즉 커버리지를 보장할 수 있는 기술의 중요성이 더 커질 것으로 예상된다. 커버리지를 보장하기 위한 주요 기술로서 RF(radio frequency) 소자, 안테나, OFDM (orthogonal frequency division multiplexing)보다 커버리지 측면에서 더 우수한 신규 파형(waveform), 빔포밍(beamforming) 및 거대 배열 다중 입출력(massive multiple-input and multiple-output (MIMO)), 전차원 다중입출력(full dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 다중 안테나 전송 기술 등이 개발되어야 한다. 이 외에도 테라헤르츠 대역 신호의 커버리지를 개선하기 위해 메타물질(metamaterial) 기반 렌즈 및 안테나, OAM(orbital angular momentum)을 이용한 고차원 공간 다중화 기술, RIS(reconfigurable intelligent surface) 등 새로운 기술들이 논의되고 있다.
또한 주파수 효율 향상 및 시스템 네트워크 개선을 위해, 6G 통신 시스템에서는 상향링크(uplink)와 하향링크(downlink)가 동일 시간에 동일 주파수 자원을 동시에 활용하는 전이중화(full duplex) 기술, 위성(satellite) 및 HAPS(high-altitude platform stations)등을 통합적으로 활용하는 네트워크 기술, 이동 기지국 등을 지원하고 네트워크 운영 최적화 및 자동화 등을 가능하게 하는 네트워크 구조 혁신 기술, 스펙트럼 사용 예측에 기초한 충돌 회피를 통한 동적 주파수 공유 (dynamic spectrum sharing) 기술, AI (artificial intelligence)를 설계 단계에서부터 활용하고 종단간(end-to-end) AI 지원 기능을 내재화하여 시스템 최적화를 실현하는 AI 기반 통신 기술, 단말 연산 능력의 한계를 넘어서는 복잡도의 서비스를 초고성능 통신과 컴퓨팅 자원(mobile edge computing (MEC), 클라우드 등)을 활용하여 실현하는 차세대 분산 컴퓨팅 기술 등의 개발이 이루어지고 있다. 뿐만 아니라 6G 통신 시스템에서 이용될 새로운 프로토콜의 설계, 하드웨어 기반의 보안 환경의 구현 및 데이터의 안전 활용을 위한 메커니즘 개발 및 프라이버시 유지 방법에 관한 기술 개발을 통해 디바이스 간의 연결성을 더 강화하고, 네트워크를 더 최적화하고, 네트워크 엔티티의 소프트웨어화를 촉진하며, 무선 통신의 개방성을 높이려는 시도가 계속되고 있다.
이러한 6G 통신 시스템의 연구 및 개발로 인해, 사물 간의 연결뿐만 아니라 사람과 사물 간의 연결까지 모두 포함하는 6G 통신 시스템의 초연결성(hyper-connectivity)을 통해 새로운 차원의 초연결 경험(the next hyper-connected experience)이 가능해질 것으로 기대된다. 구체적으로 6G 통신 시스템을 통해 초실감 확장 현실(truly immersive extended reality (XR)), 고정밀 모바일 홀로그램(high-fidelity mobile hologram), 디지털 복제(digital replica) 등의 서비스 제공이 가능할 것으로 전망된다. 또한 보안 및 신뢰도 증진을 통한 원격 수술(remote surgery), 산업 자동화(industrial automation) 및 비상 응답(emergency response)과 같은 서비스가 6G 통신 시스템을 통해 제공됨으로써 산업, 의료, 자동차, 가전 등 다양한 분야에서 응용될 것이다.
통신 시스템에서는, 송수신에서 발생되는 오류 여부를 확인하고자 특정 채널 코딩 방식을 신호에 적용하고 있다. 예를 들어, 5G 시스템에서 제어 채널의 전송에 폴라 코드(polar code)의 코딩 방식이 사용되도록 채택되었다. 채널 코딩은 연산 복잡도가 높아 소비전력이 높은 특징을 가지고 있는데, 특히, Polar code의 경우, Sequential decoding 알고리즘으로 인해 processing time이 길기 때문에 다른 채널 코딩 방식 대비 소비전력이 높다.
한편, 5G 시스템에서는 요구 전송 데이터가 할당된 무선 자원이 동일할 때, 동일한 설정(Polar code configuration)을 사용하도록 설계되었다. 다만, 상술한 것처럼 Sequential decoding을 사용함에 따라 processing time이 긴 Polar code의 특성상 연산 복잡도가 높아 소비 전력이 높아지기 때문에, 동일한 설정이 적용되는 것이 비효율적일 수 있다.
이에, 본 개시의 일 목적은 polar code에 관한 설정 정보를 adaptive 하게 제공할 수 있는 방법을 제안하는 것이다.
또한, 본 개시의 일 목적은 단말의 능력이나 기지국, 및 채널 상황 등을 고려하여 적응적으로 polar coding 설정을 적용하거나 변경할 수 있는 전반적인 시그널링 절차를 제안하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 방법에 있어서, 단말에 대한 폴라 코딩 설정을 결정하는 단계; 및 상기 단말로, 상기 결정된 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 설정 정보는, 폴라 디코더의 개수, 폴라 코드의 길이, 폴라 디코딩 알고리즘, 폴라 디코딩 알고리즘의 리스트 크기, 폴라 디코딩에서의 인덱스를 재설정하는 재설정 비트의 개수 또는 폴라 시퀀스 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 방법에 있어서, 기지국으로부터, 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보를 수신하는 단계; 및 상기 설정 정보에 기반하여 신호를 디코딩하는 단계를 포함하고, 상기 설정 정보는, 폴라 디코더의 개수, 폴라 코드의 길이, 폴라 디코딩 알고리즘, 폴라 디코딩 알고리즘의 리스트 크기, 폴라 디코딩에서의 인덱스를 재설정하는 재설정 비트의 개수 또는 폴라 시퀀스 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서, 기지국에 있어서, 송수신부; 및 단말에 대한 폴라 코딩 설정을 결정하고, 및 상기 단말로, 상기 결정된 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 설정 정보는, 폴라 디코더의 개수, 폴라 코드의 길이, 폴라 디코딩 알고리즘, 폴라 디코딩 알고리즘의 리스트 크기, 폴라 디코딩에서의 인덱스를 재설정하는 재설정 비트의 개수 또는 폴라 시퀀스 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서, 단말에 있어서, 송수신부; 및 기지국으로부터, 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 및 상기 설정 정보에 기반하여 신호를 디코딩하는 제어부를 포함하고, 상기 설정 정보는, 폴라 디코더의 개수, 폴라 코드의 길이, 폴라 디코딩 알고리즘, 폴라 디코딩 알고리즘의 리스트 크기, 폴라 디코딩에서의 인덱스를 재설정하는 재설정 비트의 개수 또는 폴라 시퀀스 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.
본 개시에 따르면 상황에 따라 적응적으로 polar coding 관련 설정을 결정하고 제공함으로써, processing time 및 소비 전력을 감소시키고, 통신 성능의 향상 및 무선 자원 이용 효율을 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 3a는 본 개시의 실시 예에 따른 폴라 코딩 설정 정보의 전송을 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는 본 개시의 실시 예에 따른 기지국의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 설정 정보가 RRC 시그널링을 통하여 전송되는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 본 개시의 일 실시 예에 따른 설정 정보가 MAC CE를 통하여 전송되는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 본 개시의 일 실시 예에 따른 설정 정보가 DCI를 통하여 전송되는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 단말의 능력 정보에 따른 폴라 코딩 설정 정보 전송의 예시를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 예시에 따른 기지국 동작을 설명하는 순서도이다.
도 9는 도 7의 예시에 따른 단말 동작을 설명하는 순서도이다.
도 10은 단말과 기지국 간 채널 상태에 따른 폴라 코딩 설정 정보 전송의 예시를 도시한 도면이다.
도 11은 도 10의 예시에 따른 기지국 동작을 설명하는 순서도이다.
도 12는 도 10의 예시에 따른 단말 동작을 설명하는 순서도이다.
도 13은 단말의 요청에 따른 폴라 코딩 설정 정보 전송의 예시를 도시한 도면이다.
도 14는 도 13의 예시에 따른 기지국 동작을 설명하는 순서도이다.
도 15는 도 13의 예시에 따른 단말 동작을 설명하는 순서도이다.
도 16은 본 개시의 폴라 코딩 설정에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 개시의 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예를 들면, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예를 설명하기로 한다.
이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity, 네트워크 엔티티)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 개시는 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 개시가 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 본 개시에서 eNB는 설명의 편의를 위하여 gNB와 혼용되어 사용될 수 있다. 즉 eNB로 설명한 기지국은 gNB를 나타낼 수 있다. 또한 단말이라는 용어는 핸드폰, NB-IoT 기기들, 센서들뿐만 아니라 또 다른 무선 통신 기기들을 나타낼 수 있다.
이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, gNode B, eNode B, Node B, BS(Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 물론 상기 예시에 제한되는 것은 아니다.
특히 본 개시는 3GPP NR(5세대 이동통신 표준)에 적용할 수 있다. 또한 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 또는 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다.
무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 예를 들어, 3GPP의 HSPA(High Speed Packet Access), LTE(Long Term Evolution 또는 E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)), LTE-Advanced(LTE-A), LTE-Pro, 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), UMB(Ultra Mobile Broadband), 및 IEEE의 802.16e 등의 통신 표준과 같이 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 광대역 무선 통신 시스템으로 발전하고 있다.
광대역 무선 통신 시스템의 대표적인 예로, LTE 시스템에서는 하향링크(DL; DownLink)에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 채용하고 있고, 상향링크(UL; UpLink)에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있다. 상향링크는 단말(UE; User Equipment 또는 MS; Mobile Station)이 기지국(eNode B 또는 BS; Base Station)으로 데이터 또는 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻하고, 하향링크는 기지국이 단말로 데이터 또는 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻한다. 상기와 같은 다중 접속 방식은, 각 사용자 별로 데이터 또는 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성(Orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 또는 제어정보를 구분한다.
LTE 이후의 향후 통신 시스템으로서, 즉, 5G 통신시스템은 사용자 및 서비스 제공자 등의 다양한 요구 사항을 자유롭게 반영할 수 있어야 하기 때문에 다양한 요구사항을 동시에 만족하는 서비스가 지원되어야 한다. 5G 통신시스템을 위해 고려되는 서비스로는 향상된 모바일 광대역 통신(eMBB; Enhanced Mobile BroadBand), 대규모 기계형 통신(mMTC; massive Machine Type Communication), 초신뢰 저지연 통신(URLLC; Ultra Reliability Low Latency Communication) 등이 있다.
일부 실시예에 따르면, eMBB는 기존의 LTE, LTE-A 또는 LTE-Pro가 지원하는 데이터 전송 속도보다 더욱 향상된 데이터 전송 속도를 제공하는 것을 목표로 할 수 있다. 예를 들어, 5G 통신시스템에서 eMBB는 하나의 기지국 관점에서 하향링크에서는 20Gbps의 최대 전송 속도(peak data rate), 상향링크에서는 10Gbps의 최대 전송 속도를 제공할 수 있어야 한다. 또한 5G 통신시스템은 최대 전송 속도를 제공하는 동시에, 증가된 단말의 실제 체감 전송 속도(User perceived data rate)를 제공해야 할 수 있다. 이와 같은 요구 사항을 만족시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 더욱 향상된 다중 안테나(MIMO; Multi Input Multi Output) 전송 기술을 포함하여 다양한 송수신 기술의 향상을 요구될 수 있다. 또한 현재의 LTE가 사용하는 2GHz 대역에서 최대 20MHz 전송대역폭을 사용하여 신호를 전송하는 반면에 5G 통신시스템은 3~6GHz 또는 6GHz 이상의 주파수 대역에서 20MHz 보다 넓은 주파수 대역폭을 사용함으로써 5G 통신시스템에서 요구하는 데이터 전송 속도를 만족시킬 수 있다.
동시에, 5G 통신시스템에서 사물 인터넷(IoT; Internet of Thing)와 같은 응용 서비스를 지원하기 위해 mMTC가 고려되고 있다. mMTC는 효율적으로 사물 인터넷을 제공하기 위해 셀 내에서 대규모 단말의 접속 지원, 단말의 커버리지 향상, 향상된 배터리 시간, 단말의 비용 감소 등이 요구될 수 있다. 사물 인터넷은 여러 가지 센서 및 다양한 기기에 부착되어 통신 기능을 제공하므로 셀 내에서 많은 수의 단말(예를 들어, 1,000,000 단말/km2)을 지원할 수 있어야 한다. 또한 mMTC를 지원하는 단말은 서비스의 특성상 건물의 지하와 같이 셀이 커버하지 못하는 음영지역에 위치할 가능성이 높으므로 5G 통신시스템에서 제공하는 다른 서비스 대비 더욱 넓은 커버리지가 요구될 수 있다. mMTC를 지원하는 단말은 저가의 단말로 구성되어야 하며, 단말의 배터리를 자주 교환하기 힘들기 때문에 10~15년과 같이 매우 긴 배터리 생명시간(battery life time)이 요구될 수 있다.
마지막으로, URLLC의 경우, 특정한 목적(mission-critical)으로 사용되는 셀룰러 기반 무선 통신 서비스로서, 로봇(Robot) 또는 기계 장치(Machinery)에 대한 원격 제어(remote control), 산업 자동화(industrial automation), 무인 비행장치(Unmanned Aerial Vehicle), 원격 건강 제어(Remote health care), 비상 상황 알림(emergency alert) 등에 사용되는 서비스 등에 사용될 수 있다. 따라서 URLLC가 제공하는 통신은 매우 낮은 저지연(초저지연) 및 매우 높은 신뢰도(초신뢰도)를 제공해야 할 수 있다. 예를 들어, URLLC을 지원하는 서비스는 0.5 밀리초보다 작은 무선 접속 지연시간(Air interface latency)를 만족해야 하며, 동시에 10-5 이하의 패킷 오류율(Packet Error Rate)의 요구사항을 가질 수 있다. 따라서, URLLC를 지원하는 서비스를 위해 5G 시스템은 다른 서비스보다 작은 전송 시간 구간(TTI; Transmit Time Interval)를 제공해야 하며, 동시에 통신 링크의 신뢰성을 확보하기 위해 주파수 대역에서 넓은 리소스를 할당해야 하는 설계사항이 요구될 수 있다.
전술한 5G 통신 시스템에서 고려되는 세가지 서비스들, 즉 eMBB, URLLC, mMTC는 하나의 시스템에서 다중화되어 전송될 수 있다. 이 때, 각각의 서비스들이 갖는 상이한 요구사항을 만족시키기 위해 서비스 간에 서로 다른 송수신 기법 및 송수신 파라미터를 사용할 수 있다. 다만, 전술한 mMTC, URLLC, eMBB는 서로 다른 서비스 유형의 일 예일 뿐, 본 개시의 적용 대상이 되는 서비스 유형이 전술한 예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 이하에서 LTE, LTE-A, LTE Pro 또는 5G(또는 NR, 차세대 이동 통신) 시스템을 일례로서 본 개시의 실시예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 개시의 실시예가 적용될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시 예는 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로써 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 차세대 이동통신 시스템(이하 NR 또는 5G)의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하 NR gNB 또는 NR 기지국)(1-10)과 차세대 무선 코어 네트워크(New Radio Core Network, NR CN)(1-05)로 구성될 수 있다. 차세대 무선 사용자 단말(New Radio User Equipment, NR UE 또는 단말)(1-15)은 NR gNB(1-10) 및 NR CN(1-05)를 통해 외부 네트워크에 접속할 수 있다.
도 1에서 NR gNB(1-10)는 기존 LTE 시스템의 eNB(Evolved Node B)에 대응될 수 있다. NR gNB는 NR UE(1-15)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 될 수 있다. 따라서, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 NR gNB(3-10)가 담당할 수 있다. 하나의 NR gNB는 다수의 셀들을 제어할 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는, 현재 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서, 현재의 최대 대역폭 이상의 대역폭이 적용될 수 있다. 또한, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한, 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식이 적용될 수 있다.
NR CN(1-05)는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행할 수 있다. NR CN는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결될 수 있다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 MME(1-25)와 네트워크 인터페이스를 통해 연결될 수 있다. MME는 기존 기지국인 eNB(1-30)과 연결될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 차세대 이동통신 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 NR 기지국에서 각각 NR 서비스 데이터 적응 프로토콜(Service Data Adaptation Protocol, SDAP)(2-01, 2-45), NR PDCP(2-05, 2-40), NR RLC(2-10, 2-35), NR MAC(2-15, 2-30), NR PHY(2-20, 2-25)로 이루어진다.
NR SDAP(2-01, 2-45)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
- 사용자 데이터의 전달 기능(transfer of user plane data)
- 상향 링크와 하향 링크에 대해서 QoS flow와 데이터 베어러의 맵핑 기능(mapping between a QoS flow and a DRB for both DL(Down Link) and UL(Up Link))
- 상향 링크와 하향 링크에 대해서 QoS flow ID를 마킹하는 기능(marking QoS flow ID in both DL and UL packets)
- 상향 링크 SDAP PDU들에 대해서 reflective QoS flow를 데이터 베어러에 맵핑시키는 기능(reflective QoS flow to DRB mapping for the UL SDAP PDUs).
SDAP 계층 장치에 대해 단말은, 기지국으로부터 수신되는 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 메시지에 의해, 각 PDCP 계층 장치 별로 또는 베어러 별로 또는 로지컬 채널 별로 SDAP 계층 장치의 헤더를 사용할 지 여부 또는 SDAP 계층 장치의 기능을 사용할 지 여부를 설정 받을 수 있다. SDAP 헤더가 설정된 경우, SDAP 헤더의 비접속 계층(Non-Access Stratum, NAS) QoS(Quality of Service) 반영 설정 1비트 지시자(NAS reflective QoS)와, 접속 계층(Access Stratum, AS) QoS 반영 설정 1비트 지시자(AS reflective QoS)를 이용하여, 단말이 상향 링크와 하향 링크의 QoS 플로우(flow)와 데이터 베어러에 대한 맵핑 정보를 갱신 또는 재설정할 수 있도록 지시할 수 있다. SDAP 헤더는 QoS를 나타내는 QoS flow ID 정보를 포함할 수 있다. QoS 정보는 원할한 서비스를 지원하기 위한 데이터 처리 우선 순위, 스케쥴링 정보 등으로 사용될 수 있다.
NR PDCP(2-05, 2-40)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
- 헤더 압축 및 압축 해제 기능(Header compression and decompression: ROHC only)
- 사용자 데이터 전송 기능(Transfer of user data)
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)
- 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)
- 순서 재정렬 기능(PDCP PDU reordering for reception)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection of lower layer SDUs)
- 재전송 기능(Retransmission of PDCP SDUs)
- 암호화 및 복호화 기능(Ciphering and deciphering)
- 타이머 기반 SDU 삭제 기능(Timer-based SDU discard in uplink.)
상술한 내용에서, NR PDCP 장치의 순서 재정렬 기능(reordering)은 하위 계층에서 수신한 PDCP PDU들을 PDCP SN(sequence number)을 기반으로 순서대로 재정렬하는 기능을 의미할 수 있다. NR PDCP 장치의 순서 재정렬 기능(reordering)은 재정렬된 순서대로 데이터를 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 또는 순서를 고려하지 않고 바로 전달하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 PDCP PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 PDCP PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있다.
NR RLC(2-10, 2-35)의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
- 데이터 전송 기능(Transfer of upper layer PDUs)
- 순차적 전달 기능(In-sequence delivery of upper layer PDUs)
- 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery of upper layer PDUs)
- ARQ 기능(Error Correction through ARQ)
- 접합, 분할, 재조립 기능(Concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs)
- 재분할 기능(Re-segmentation of RLC data PDUs)
- 순서 재정렬 기능(Reordering of RLC data PDUs)
- 중복 탐지 기능(Duplicate detection)
- 오류 탐지 기능(Protocol error detection)
- RLC SDU 삭제 기능(RLC SDU discard)
- RLC 재수립 기능(RLC re-establishment)
상술한 내용에서, NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 의미할 수 있다. 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있다.
NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은, 수신한 RLC PDU들을 RLC SN(sequence number) 또는 PDCP SN(sequence number)를 기준으로 재정렬하는 기능을 포함할 수 있으며, 순서를 재정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 상태 보고를 송신 측에 하는 기능을 포함할 수 있으며, 유실된 RLC PDU들에 대한 재전송을 요청하는 기능을 포함할 수 있다.
NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은, 유실된 RLC SDU가 있을 경우, 유실된 RLC SDU 이전까지의 RLC SDU들만을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다.
NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은, 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 타이머가 시작되기 전에 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다.
NR RLC 장치의 순차적 전달 기능(In-sequence delivery)은, 유실된 RLC SDU가 있어도 소정의 타이머가 만료되었다면 현재까지 수신된 모든 RLC SDU들을 순서대로 상위 계층에 전달하는 기능을 포함할 수 있다.
NR RLC 장치는, 일련번호(Sequence number)의 순서와 상관없이(Out-of sequence delivery) RLC PDU들을 수신하는 순서대로 처리하여 NR PDCP 장치로 전달할 수 있다.
NR RLC 장치가 세그먼트(segment)를 수신할 경우에는, 버퍼에 저장되어 있거나 추후에 수신될 세그먼트들을 수신하여, 온전한 하나의 RLC PDU로 재구성한 후, 이를 NR PDCP 장치로 전달할 수 있다.
NR RLC 계층은 접합(Concatenation) 기능을 포함하지 않을 수 있고, NR MAC 계층에서 접합 기능을 수행하거나 NR MAC 계층의 다중화(multiplexing) 기능으로 대체할 수 있다.
상술한 내용에서, NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은 하위 계층으로부터 수신한 RLC SDU들을 순서와 상관없이 바로 상위 계층으로 전달하는 기능을 의미할 수 있다. NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은, 원래 하나의 RLC SDU가 여러 개의 RLC SDU들로 분할되어 수신된 경우, 이를 재조립하여 전달하는 기능을 포함할 수 있다. NR RLC 장치의 비순차적 전달 기능(Out-of-sequence delivery)은, 수신한 RLC PDU들의 RLC SN 또는 PDCP SN(Sequence Number)을 저장하고 순서를 정렬하여 유실된 RLC PDU들을 기록해두는 기능을 포함할 수 있다.
NR MAC(2-15, 2-30)은 한 단말에 구성된 여러 NR RLC 계층 장치들과 연결될 수 있으며, NR MAC의 주요 기능은 다음의 기능들 중 일부를 포함할 수 있다.
- 맵핑 기능(Mapping between logical channels and transport channels)
- 다중화 및 역다중화 기능(Multiplexing/demultiplexing of MAC SDUs)
- 스케쥴링 정보 보고 기능(Scheduling information reporting)
- HARQ 기능(Error correction through HARQ)
- 로지컬 채널 간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between logical channels of one UE)
- 단말간 우선 순위 조절 기능(Priority handling between UEs by means of dynamic scheduling)
- MBMS 서비스 확인 기능(MBMS service identification)
- 전송 포맷 선택 기능(Transport format selection)
- 패딩 기능(Padding)
NR PHY 계층(2-20, 2-25)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 수행할 수 있다.
한편, 현재 5G 시스템에서는, 전송하는 정보나 채널의 종류에 따라 전송을 위한 코딩 방식이 고정되어 있다. 예를 들어, 하기 표 1을 참조하면, 방송 채널과 제어 채널의 대부분은 폴라 코딩 방식이 적용되며, 데이터 채널의 경우 LDPC(low density parity check code)가 적용된다.
[표 1]
Figure PCTKR2022013537-appb-img-000001
LDPC는 복호 시 병렬 연산을 사용하기 때문에 비교적 짧은 processing time을 가지지만, polar code의 경우 복호 시 순차 연산이 이용되므로 processing time이 길다.
현재 5G 시스템에서는, 통신에서 요구되는 오류 정정 성능이 매우 높은 수준으로 설정되어 있고, 이와 같이 높은 수준으로 설정된 오류 정정 성능을 기준으로 polar coding 설정 파라미터들을 고정적으로 적용하고 있다. 여기에서의 오류 정정 성능은, 예를 들어, 각 SNR(signal to noise ratio)에서 사용된 오류 정정 코드(일 예로, BER(bit error rate)/FER(frame error rate))의 오류 정정 능력과 시스템에서 요구하는 최소한의 오류 정정 능력 사이의 차이(dB)에 의하여 표현될 수 있다. 즉, 단말의 성능이나 기지국과 단말 간의 채널 상황 등의 요인에 따라 최적의 설정은 상이할 수 있음에도, 현재는 시스템이 요구하는 높은 오류 정정 성능을 만족할 수 있는 설정을 모든 채널 코딩에 동일하게 적용하여 동작하고 있다. 이와 같이 높은 수준의 오류 정정 성능을 만족하는 고정된 설정만 적용하는 경우, 긴 processing time으로 인한 소비 전력 증가, 연산 복잡도 증가 및 자원 이용 효율이 떨어지는 문제가 있다.
이하에서는, 본 개시에서 제안하는 폴라 코딩 관련 설정을 adaptive하게 조절 및 설정하는 내용을 설명하기로 한다. 보다 구체적으로, 송신 장치가 수신 장치에 적용될 폴라 코딩 설정을 어떻게 결정하는지에 대한 구체적인 동작 및 생성된 폴라 코딩 설정에 관한 정보가 어떤 시그널링을 통하여 송신 장치에서 수신 장치로 전달하는지에 대한 구체적인 동작을, 첨부된 도면들을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
한편, 본 개시에서 설명하는 실시 예들이 적용되는 송신 장치 및 수신 장치는 무선 통신 시스템에서 동작하는 다양한 엔티티들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치는 기지국, 수신 장치는 단말일 수도 있고, 송신 장치와 수신 장치는 모두 단말일 수 있다. 일 예로, 송신 장치가 기지국이고 수신 장치가 단말일 경우, 기지국은 단말의 폴라 디코딩 동작과 관련된 단말의 능력, 현재 채널 상황 등을 고려하여 단말이 이용할 폴라 코딩 설정 정보를 adaptive하게 설정해줄 수 있다. 또한, 일 예로, Edge computing이나 machine to machine 간의 통신과 같이 송신 장치와 수신 장치 모두가 단말인 경우, 송신 장치의 단말은, 수신 장치의 단말에 적용되는 폴라 디코딩 설정 정보를 adaptive하게 제공할 수 있다. 이 경우, 단말들 간 통신이 어떤 모드로 동작하는지에 따라, 송신 장치의 단말은 기지국으로부터 획득한 폴라 코딩 설정 정보를 수신 장치의 단말로 그대로 제공해주거나, 수신 장치의 단말과의 채널 상태를 고려하여 폴라 코딩 설정 정보를 선택적으로 변경하여 제공할 수 있다.
본 개시에서 제안하는 폴라 코딩 관련 설정의 결정 및 시그널링 동작은 상술한 바와 같이 다양한 엔티티들에 의하여 수행될 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 송신 장치를 기지국, 수신 장치를 단말로 특정하여 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서에서, 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보는, 폴라 코딩 설정, 폴라 코딩 관련 설정 정보, 폴라 코딩 설정 정보, 설정 정보 또는 polar decoder configuration information 등은 같은 용어로 지칭될 수 있다.
도 3a는 본 개시의 실시 예에 따른 폴라 코딩 설정 정보의 전송을 설명하기 위한 도면이고, 도 3b는 본 개시의 실시 예에 따른 기지국의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 기지국은, 단말에 대한 폴라 코딩 설정을 결정(S310)할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 기지국은, 단말에 대한 폴라 코딩 설정을 결정함에 있어 다양한 조건을 고려할 수 있다. 예를 들어, 기지국은, 폴라 코딩과 관련된 단말의 능력 정보, 단말과 기지국과의 채널 상황, 단말의 전력 소모 상황, 단말의 요청 등과 같은 다양한 조건에 기반하여 단말에 대한 폴라 코딩 설정 파라미터들을 결정할 수 있다. 일 예로, 채널 품질(예를 들어, RSRP(reference signal received power), SNR, SINR(signal to interference plus noise ratio))이 특정 임계값을 만족한다면, 본 개시의 기지국은 단말의 processing time 감소나 소비 전력 감소 목적에 따른 폴라 코딩 설정을 결정할 수 있다. 다만, 채널 품질이 특정 임계값 이하가 되면, 오류 정정 성능이 열화되지 않도록 decoding capability를 높일 수 있는 폴라 코딩 설정을 결정할 수 있다. 이와 같이 기지국은, 다양한 조건에 따라 단말에 대한 폴라 코딩 설정을 adaptive하게 결정할 수 있다. 기타 다양한 조건과 관련된 기지국 및 단말의 동작이나 구체적인 시그널링은 이후 도 7 내지 도 15를 통하여 상세히 후술하기로 한다.
기지국이 단말에 대하여 결정하는 폴라 코딩 설정은, 단말의 processing time이나 소비 전력, 또는 오류 정정 능력 등에 영향을 미칠 수 있는 다양한 파라미터들에 대한 설정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴라 코딩 설정은, 폴라 코딩의 디코더(decoder) 개수, 폴라 코드의 길이(code length), 폴라 코딩에 이용되는 디코딩 알고리즘(예를 들어, SC(successive cancellation), SCL(successive cancellation list) 등), 디코딩 알고리즘에 적용되는 리스트 크기(list size), 폴라 디코딩을 수행하는 경우 index를 재설정하는 payload bit의 개수, payload bit의 시작 index, 모든 payload bit의 index 또는 polar reliability sequence 등의 파라미터에 대한 적어도 하나의 설정을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 기지국은, 채널 품질이 특정 임계값 이상이라는 조건을 만족하는 경우, 단말의 processing time 감소의 목적으로, 단말에 대한 폴라 코딩 설정을 다수의 polar decoder를 사용하도록 결정할 수 있다. 이때, 기지국은, 단말에서 지원 가능한 최대 디코더 개수를 초과하지 않는 범위에서 단말에 적용될 디코더의 개수를 결정할 수 있다.
또한, 일 예로, 기지국은, 단말의 소비 전력을 감소시킬 목적으로 짧은 폴라 코드 길이를 결정할 수 있다. 코드 길이가 길어지는 경우, decoding capability는 좋아지나 processing time이 길어지기 때문에, 코드 길이를 짧게 설정하도록 결정함으로써 단말의 소비 전력을 감소시킬 수 있다. 다만, 오류 정정 성능의 열화를 고려하여 기지국은, 채널 품질이 특정 임계값 이상이라는 조건을 만족하는 경우, 짧은 코드 길이를 적용하도록 결정할 수 있다.
또한, 일 예로, 기지국은, 디코딩 알고리즘 별 성능을 고려하여, 적절한 디코딩 알고리즘을 적용하도록 결정할 수 있다. 예를 들어, SCL 알고리즘은 SC 알고리즘 보다 decoding capability는 높으나, processing time이 길다는 특성이 있으므로, 기지국은 SCL 알고리즘을 사용하되, 채널 품질이 특정 임계값 이상인 조건을 만족하면, SC 알고리즘을 사용하도록 하는 폴라 코딩 설정을 결정할 수 있다.
또한, 일 예로 기지국은, SCL decoding 알고리즘이 적용되는 경우, SCL polar decoder의 리스트 크기를 줄여 설정할 수 있다. 리스트의 크기가 클수록 decoded codeword의 candidate 증가에 따라 decoding complexity가 늘어남으로써 processing time이 증가하므로, 채널 품질이 특정 임계값 이상이 되는 경우에는 리스트 사이즈를 줄여, 단말의 processing time이 감소하도록 설정할 수 있다.
또한, 일 예로 기지국은, Payload의 초기 비트를 차순위 채널 용량(channel capacity)이 높은 비트 인덱스(index)로 변경하도록 설정할 수 있다. 첫 번째 비트 index부터 디코딩을 시작하는 폴라 디코더에서 Payload 이전의 비트는 복호 과정과 무관하게 0으로 결정되어 연산이 불필요하기 때문에, 초기의 일정 비트를 재설정하여 단말의 processing time이 감소하도록 할 수 있다. 여기에서 재설정되는 초기의 일정 비트를, 이하 NRB(number of reconfiguration bit)로 명명하기로 한다. 일 예로 기지국은, 통신 채널 품질이 특정 임계값 이상일 때 단말에게 NRB 값을 설정한 뒤, 이후 단말의 채널 품질이 특정 임계값 이하로 떨어지게 되면, 단말의 오류 정정 능력이 향상되도록 NRB 값을 원래 값으로 변경할 수 있다.
또한, 일 예로 기지국은, 단말 혹은 기지국의 상황 및 목적에 따라 최적의 Reliability sequence를 가변적으로 사용하도록 설정할 수 있다. 이때, Reliability sequence의 종류에 따라 상술한 파라미터들(디코더의 개수, 알고리즘 등)의 default 값은 달라질 수 있다.
이와 같이 폴라 코딩 설정이 결정되면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 기지국은, 결정된 폴라 코딩 설정 정보(polar decoder configuration information)를 단말로 전송(S320)할 수 있다.
여기에서 설정 정보는, 상술한 다양한 파라미터들 중 적어도 하나에 대한 각각의 설정을 지시하는 정보 필드를 통하여 단말에게 전송될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 단말에 대하여 가변적으로 설정할 적어도 하나의 파라미터를 결정하고, 해당 파라미터에 대한 설정 값을 각각 지시하는 정보를 단말로 전송할 수 있다.
이와 달리 기지국은, 상술한 다양한 파라미터들 중 적어도 일부의 조합으로 정의된 복수의 모드 중 어느 하나를 단말에게 지시하는 방식으로 설정 정보를 전송할 수 있다. 여기에서 각 모드는, 소정의 목적(예를 들어, processing time 감소, 신뢰도 보장 등)에 따라 적어도 일부의 파라미터들이 미리 특정 값으로 설정된 모드일 수 있다.
예를 들어, 하기 표 2에서와 같이, 복수의 모드가 정의될 수 있다.
[표 2]
Figure PCTKR2022013537-appb-img-000002
모드 1은 NR(new radio)에서와 같은 기본 동작을 위한 모드로, 시스템에서 요구되는 특정 오류 정정 성능 보다 매우 높은 오류 정정 성능을 만족하도록 동작하는 모드이다. 이 모드는 단말의 채널 상태를 알 수 없는 상황(예를 들어, 초기 접속 단계 등)이나, 반복적인 decoding 오류가 발생하는 상황 등에 적용될 수 있다. 모드 2는 단말과 기지국 간의 채널 상태가 매우 좋은 경우에 적용되는 모드일 수 있다. 이 모드는 Processing time을 최소화할 수 있는 모드로, 사용 가능한 Polar decoder의 수를 최대로, 가장 연산복잡도가 낮은 SC 알고리즘으로 동작하며, 이때 NRB는 가능한 큰 수로 설정될 수 있다.
모드 3은 기지국이 단말의 채널 상태를 알고 있으나 채널 상태가 좋지는 않거나, 채널 상태가 좋더라도 신뢰도가 보장 되어야 하는 상황에 적용될 수 있다. 따라서, 본 개시의 기지국은, 신뢰도 및 오류 정정 성능이 최적화되어야 하는 경우 Mode 1을, 신뢰도는 다소 열화될 수 있으나 단말의 processing time이나 소비 전력을 감소시켜야 하는 경우 Mode 2를, 채널 상황이 괜찮은 편이나 신뢰도가 보장될 필요가 있는 경우 Mode 3을 적절히 선택한 뒤, 선택된 모드를 지시하는 정보를 단말에게 전송할 수 있다.
상술한 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보는, 다양한 시그널링을 통하여 단말에게 전송될 수 있다. 이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 구체적인 시그널링 방법을 설명하기로 한다.
도 4는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 설정 정보가 RRC 시그널링을 통하여 전송되는 예시를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 설정 정보가 MAC CE를 통하여 전송되는 예시를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 설정 정보가 DCI를 통하여 전송되는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보는, 도 4에서와 같이 RRC(radio resource control) 메시지를 통하여 전송될 수 있다. 여기에서 RRC 메시지는, 예를 들어, RRCReconfiguration message 또는 RRCRestablishment message 등이 이용될 수 있다. 도 4에서는, 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보가, RRC 메시지의 서빙 셀 설정 정보에 포함된 initial DL(downlink) BWP(bandwidth part)의 설정에 포함되는 것을 예시하였으나 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 단말에게 dedicate하게 설정되는 다른 정보에 포함될 수도 있다.
도 4를 참조하면 RRC 메시지에는, 상술한 다양한 파라미터들 각각에 대한 설정을 지시하는 정보 필드가 포함될 수 있다.
이때 각 파라미터에 대한 설정을 지시하는 정보는 선택적으로 포함(optional)될 수 있으며, 다양한 파라미터들 중 적어도 일부는 물리 채널 별로 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, PBCH(physical broadcast channel)에 적용되는 NRB 개수와 PDCCH(physical downlink control channel)에 적용되는 NRB의 개수는 다르게 설정될 수 있다. 또한, 동일한 디코딩 알고리즘이 적용되더라도, 물리 채널 별로 알고리즘의 리스트 크기는 상이하게 설정될 수 있다.
또한, 도 4에 도시되지는 않았으나, 상술한 폴라 코딩 설정에 대한 3가지 동작 모드 중 어느 하나를 지시하는 정보가 RRC 메시지의 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보로 포함될 수 있다.
도 5를 참조하면 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보는 MAC(medium access control) CE(control element)를 통하여 전송될 수 있다.
예를 들어, 폴라 코딩 설정에 관한 설정 정보는, MAC CE의 LCID(logical channel identity) value에 포함될 수 있다. 보다 구체적인 예로, code point index 별로 특정 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보가 매핑되어 정의될 수 있고, 단말은 MAC CE의 LCID value에 기반하여 이에 대응되는 설정 정보를 확인할 수 있다. 이때 code point index에 매핑된 폴라 코딩 설정 정보는, 상술한 일부 파라미터들의 설정 값들로 정의된 모드에 대응될 수 있다. 또 다른 예로 RRC 메시지에서, 복수의 파라미터들 중 단말에 대하여 가변적으로 적용될 수 있는 일부 파라미터들과 해당 파라미터들에 대한 설정 값들을 제공할 수 있고, 이 경우 상기 설정 값들 중 해당 단말에 적용될 값이 MAC CE에 의하여 지시될 수 있다. 또한, 일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 다양한 파라미터들 중 특정 파라미터의 설정 값 변경을 활성화할지 여부가 MAC CE에 의하여 지시될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보는 DCI(downlink control information)를 통하여 전송될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 일부 파라미터들에 대한 설정 값들이 index 별로 미리 정의되어 있고, DCI의 비트 값을 이용하여 특정 index를 지시함으로써, 단말로 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보가 제공될 수 있다. 또 다른 예로, RRC 메시지에서, 복수의 파라미터들에 대한 설정 값들이 제공되면, 해당 설정 값들 중 단말에게 가변적으로 적용될 일부 파라미터의 설정 값이 DCI를 통하여 지시될 수 있다. 또 다른 예로, RRC 메시지에서 복수의 파라미터들에 대한 설정 값들이 제공되고, MAC CE를 통하여 단말에 적용될 일부 파라미터들이 지시되면, DCI는 MAC CE에서 지시된 일부 파라미터들에 대한 변경을 적용할지, 즉, 해당 설정을 활성화할지 여부를 지시(on/off 지시자)하는데 이용될 수도 있다. 특히, 폴라 코딩 관련 설정을 빠르게 변경할 필요가 있을 때에는 RRC 메시지보다는 MAC CE나 DCI가 이용될 수 있다.
이하, 기지국이 단말에 대한 폴라 코딩 설정을 결정함에 있어, 단말과 기지국 간의 다양한 시그널링 절차를 설명하기로 한다.
도 7은 단말의 능력 정보에 따른 폴라 코딩 설정 정보 전송의 예시를 도시한 도면이고, 도 8은 도 7의 예시에 따른 기지국 동작을 설명하는 순서도이며, 도 9는 도 7의 예시에 따른 단말 동작을 설명하는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 본 개시의 실시 예에 따른 기지국은, UE Capability Enquiry 메시지를 이용하여, 단말로, 폴라 코딩 설정에 관한 단말의 능력 정보의 전송을 요청할 수 있고, 이에 대응하여, 단말로부터, 폴라 코딩 설정에 관한 능력 정보를 포함한 메시지를 수신할 수 있다. 여기에서 단말의 능력 정보는 UE Capability information 메시지를 통하여 전송될 수 있다. 도 7에서는, 단말의 능력 정보가, Phy-ParametersCommon에 포함되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 국한되지는 않는다. 단말의 능력 정보는, 상술한 폴라 코딩 설정에 관한 다양한 파라미터들에 대한 단말의 능력 정보를 포함할 수 있다. 이와 같이 단말의 능력 정보를 수신하면, 기지국은 이에 기반하여 해당 단말에 적용할 폴라 코딩에 관한 설정을 결정하고, 결정된 설정 정보를 단말로 전송할 수 있다.
본 예시에 대한 보다 구체적인 기지국의 동작은, 도 8을 참조하여 설명하기로 한다. 기지국은, 단말로 폴라 코딩 설정에 대한 능력 정보의 전송을 요청하는 메시지를 전송할 수 있다(S810). 기지국은, 단말에 대하여 폴라 코딩 설정을 가변적으로 적용할 수 있도록, 폴라 코딩 설정에 관한 적어도 하나의 파라미터 설정에 대한 단말의 능력 정보를 요청할 수 있다.
단말로부터, 폴라 코딩 설정에 관한 단말의 능력 정보가 수신(S820)되면, 기지국은, 능력 정보에 기반하여 단말에 대한 폴라 코딩 설정을 결정(S830)할 수 있다. 예를 들어, 기지국은, 통신에 이용할 폴라 디코더의 개수를 변경하도록 설정하는 경우, 단말의 능력 정보에 기반하여 단말에서 이용되는 최대 폴라 디코더의 개수를 초과하지 않도록 폴라 디코더 개수를 설정할 수 있다. 또한, 기지국은, 예를 들어, 단말의 폴라 디코더에서 SCL 알고리즘이 이용 가능한 것을 능력 정보를 통하여 확인하고, SCL 알고리즘을 사용할 것을 적용하면서, 단말에서 이용되는 SCL 알고리즘의 최대 리스트 크기 범위 내에서 디코딩에 적용할 리스트 크기를 변경하여 설정할 수 있다.
도면에서는, 단말의 능력 정보에 기반하여 폴라 코딩 설정을 결정하는 것으로 도시되어 있으나, 기지국은, 이외에도 채널 상황, 단말의 전력 상태나 단말로 제공하는 서비스의 특성(신뢰도) 등을 추가적으로 고려하여 폴라 코딩 설정을 결정할 수 있다.
이와 같이 폴라 코딩 설정이 결정되면, 본 개시의 실시 예에 따른 기지국은, 결정된 폴라 코딩 설정 정보를 단말로 전송할 수 있다(S840). 설정 정보의 전송은, 도 4 내지 도 6에서 상술한 바와 같이, 다양한 시그널링(RRC, MAC CE, DCI)을 통하여 단말로 전송될 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말은, 기지국으로부터 능력 정보의 전송을 요청하는 메시지를 수신(S910)하면, 폴라 코딩 설정에 대한 단말의 능력 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말은, 단말이 지원할 수 있는 폴라 디코딩의 최대 개수에 대한 정보를 능력 정보로 확인할 수 있다. 또한, 단말은, 단말의 폴라 디코더가 지원할 수 있는 코드 길이에 대한 정보를 능력 정보로 확인할 수 있다. 또한, 단말은, 단말의 폴라 디코더가 지원할 수 있는 디코딩 알고리즘에 대한 정보를 능력 정보로 확인할 수 있다. 또한, 단말은, 단말에서 SCL 알고리즘이 지원된다면, 해당 알고리즘을 기반으로 하는 최대 리스트 크기에 대한 정보를 능력 정보로 확인할 수 있다. 또한, 단말은, 단말에서 지원할 수 있는 최대 NRB에 대한 정보나 reliability sequence에 대한 정보를 능력 정보로 확인할 수 있다.
단말은, 결정된 능력 정보를 포함한 메시지를 기지국으로 전송(S920)하고, 기지국으로부터 폴라 코딩 설정 정보를 수신할 수 있다(S930). 그리고, 단말은, 폴라 코딩 설정 정보에 기반하여, 신호의 디코딩을 수행할 수 있다(S940).
도 10은 단말과 기지국 간 채널 상태에 따른 폴라 코딩 설정 정보 전송의 예시를 도시한 도면이고, 도 11은 도 10의 예시에 따른 기지국 동작을 설명하는 순서도이며, 도 12는 도 10의 예시에 따른 단말 동작을 설명하는 순서도이다.
도 10을 참조하면, 단말은 설정된 바에 따라 주기적/비주기적으로 채널 상태 보고(channel state information report, CSI report)를 기지국으로 전송할 수 있고, 기지국은 단말의 채널 상태 보고를 수신한 뒤, 이에 기반하여 단말에 대한 폴라 코딩 설정을 결정할 수 있다.
본 실시 예에 따른 기지국은, 도 9에 도시된 바와 같이, 단말로부터 채널 상태 정보의 보고를 수신(S110)하고, 이에 기반하여 단말에 대한 폴라 코딩 설정을 결정할 수 있다(S1120). 예를 들어, 본 개시에 따른 기지국은, 단말의 CSI report에 기반하여 채널 상태, 예를 들어, RSRP나 SNR 값이 특정 임계값 이상이라 판단되면, processing time을 줄일 수 있는 폴라 코딩 설정을 단말에 대하여 결정할 수 있다. 이 경우, 기지국은, 일 예로, NRB를 최대 값으로 설정하거나, 짧은 폴라 코드의 길이를 이용하도록 폴라 코딩 설정을 결정할 수 있다.
또한, 기지국은, 주기적으로 전송되는 CSI report에 기반하여, 폴라 코딩 설정을 가변적으로 결정할 수 있다. 일 예로, 단말이 이전에 보고하였던 CSI report에 기반하여 폴라 디코더 개수를 최대로 설정하는 설정 정보를 제공하였는데, 이후 단말로부터 전송된 CSI report에 따라 채널 상태가 악화된 것이 확인되면, 폴라 디코더 개수를 줄이도록 설정하는 설정 정보를 결정할 수 있다.
다만, 기지국은 채널 상태 이외에도 다른 요소를 고려하여 단말에 대한 설정 정보를 결정할 수 있다. 예시적으로, 상술한 바와 같이, 채널 상태가 비교적 좋은 상황에서도 신뢰도가 보장될 필요가 있는 경우, 단말에 대한 폴라 코딩 설정은 채널 상태만 고려하는 경우와 다르게 결정될 수도 있다.
이와 같이 결정된 폴라 코딩 설정 정보는 단말로 전송될 수 있다(S1130). 마찬가지로, 설정 정보는 도 4 내지 도 6의 시그널링 방식에 따라 전송될 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 개시의 실시 예에 따른 단말은, 기지국으로부터 전송되는 기준 신호를 측정하고, 이에 대한 결과를 CSI report로 기지국으로 전송할 수 있다(S1210). 이후 기지국으로부터 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보가 수신(S1220)되면, 이에 기반하여 결정된 폴라 코딩 설정을 이용하여 신호의 디코딩을 수행할 수 있다(S1230).
도 13은 단말의 요청에 따른 폴라 코딩 설정 정보 전송의 예시를 도시한 도면이고, 도 14는 도 13의 예시에 따른 기지국 동작을 설명하는 순서도이며, 도 15는 도 13의 예시에 따른 단말 동작을 설명하는 순서도이다.
도 13을 참조하면, 본 개시의 실시 예에 따른 단말은, 기지국으로 폴라 코딩 설정 정보의 재설정을 요청하는 메시지를 전송할 수 있다. 도 13에서 도시된 바에 같이, 예를 들어, 단말의 재설정 요청 메시지는, RRCconnectionReetablishmentRequest 메시지가 이용될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다. 단말은, 폴라 코딩 설정 정보의 재설정을 요청함에 있어, 도 13에 도시된 바와 같이, 디코딩 실패를 기지국으로 지시할 수 있다. 이를 위하여, reestablishmentcause의 값에 decodingfailure의 필드가 추가될 수 있다.
기지국은 단말로부터 수신한 메시지에 포함된 정보에 기반하여, 단말에 대한 폴라 코딩 설정을 변경하고, 재설정된 폴라 코딩 설정 정보를 단말로 전송할 수 있다. 여기에서, 재설정된 폴라 코딩 설정 정보는, 도 13에 도시된 바와 같이, RRCconnectionReestablishment 메시지에 포함되어 전송될 수 있다. 도면에서는 physicalConfigDedicated에 재설정된 폴라 코딩 설정 정보가 포함되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지는 않는다. 재설정되는 폴라 코딩 설정 정보는, 단말에 대하여 기 설정하였던 폴라 코딩 설정 중 적어도 일부의 파라미터를 변경하기 위한 정보를 포함할 수 있다.
도 13에서는, 단말에 대하여 폴라 코딩 설정 정보가 단말로 전송된 이후, 단말의 요청이 있을 때 기 설정된 설정 정보를 변경하는 재설정의 예시를 도시하였으나, 본 절차는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 단말은 디폴트 설정(예를 들어, NR에서의 기본 폴라 디코딩 설정)으로 동작하는 중에, 폴라 코딩 설정을 가변적으로 적용하는 설정 정보를 기지국에게 요청할 수 있고, 기지국은, 단말의 요청에 대응하여, 채널 상황 등에 따라 단말에 대한 가변적 폴라 코딩 설정을 결정할 수 있다.
도 14를 참조하면, 기지국은, 단말로부터 폴라 코딩 설정의 변경을 요청하는 요청 메시지를 수신(S1410)할 수 있고, 상기 요청 메시지에 기반하여 단말에 대한 폴라 코딩 재설정 정보를 결정(S1420)할 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 실시 예에 따른 기지국은, processing time 감소를 위하여 단말에 대한 제1 폴라 코딩 설정 정보를 전송한 이후, 단말로부터 디코딩 실패를 지시하는 정보를 포함한 요청 메시지를 수신할 수 있다. 이 경우, 기지국은 채널 상황 등의 이유로 제1 폴라 코딩 설정 정보보다 decoding capability가 높은 제2 폴라 코딩 설정 정보를 단말에 대하여 재설정할 것으로 결정할 수 있다. 또한, 일 예로, 기지국은 폴라 코딩 설정 중 processing time 감소를 위하여 활성화되었던 특정 파라미터에 대한 가변적 기능을 비활성화하는 폴라 코딩 재설정 정보를 결정할 수 있다.
이와 같이 재설정 정보가 결정되면, 기지국은 이를 포함한 재설정 메시지를 단말로 전송할 수 있다(S1430).
도 15를 참조하면, 단말은, 폴라 코딩 설정의 변경이 필요함을 결정할 수 있다(S1510). 예를 들어, 단말은, 기존에 기지국에 의하여 설정되었던 폴라 코딩 설정 정보에 기반하여 디코딩을 수행한 결과 디코딩 실패가 발생하였을 경우, 폴라 코딩 설정의 변경이 필요함을 판단할 수 있다. 또한, 일 예로, 단말은 높은 SNR 기준에 따라 설정된 설정 정보를 이용하여 디코딩을 수행하고 있으나, processing time이 길어지고 전력 소모가 심화되는 것에 따라 폴라 코딩 설정의 변경을 요청할 것으로 결정할 수 있다.
폴라 코딩 설정의 변경이 필요하다 판단되면, 단말은 기지국으로 폴라 코딩 설정 정보의 변경을 요청하는 요청 메시지를 기지국으로 전송(S1520)할 수 있고, 이에 대응하여 기지국으로부터 폴라 코딩 재설정 정보를 포함한 재설정 메시지를 수신할 수 있다(S1530). 도 13에서 예시한 바와 같이, 단말은, 재설정을 요청하는 메시지에, 디코딩 실패를 지시할 수 있다.
이후, 단말은 기지국으로부터 수신된 폴라 코딩 재설정 정보를 이용하여 신호의 디코딩 동작을 수행할 수 있다(S1540).
상술한 도 7 내지 도 15의 예시들은, 폴라 코딩 설정 정보가 제공되는 각 절차를 구분하여 도시하였으나, 적어도 2개의 절차는 조합되어 동작할 수 있음은 자명하다. 예를 들어, 단말은 능력 정보를 전송하고, 채널 상태 정보를 보고할 수 있으며, 기지국은, 채널 상태 정보의 보고에 기반하여 단말에 대한 폴라 코딩 설정 정보를 결정할 때, 단말의 능력 정보를 고려할 수 있다. 또한, 단말은 폴라 코딩 설정을 기지국으로 요청할 수 있고, 기지국은 이에 따라 단말로 능력 정보의 전송을 요청하여 획득하고, 단말의 능력 정보를 토대로, 폴라 코딩 설정을 결정한 뒤 단말로 전송할 수 있다.
도 16은 본 개시의 폴라 코딩 설정에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 16에서는, 기지국과 비교적 가까이 위치한 단말을 채널 상태가 좋은 단말로써 도시한 것이고 기지국과 멀리 위치한 단말은 채널 상태가 좋지 않은 단말로써 도시한 것이다. 이하, 도 16에서는 기지국과 비교적 가까이 위치한 단말이 채널 상태가 좋음을 전제로 설명할 것이나, 기지국과 단말 간의 물리적 거리가 멀더라도 채널 상태가 좋을 수 있고, 기지국과 단말 사이 물리적 거리가 가깝다 하더라도 채널 상태가 좋지 않을 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 16을 참조하면, 채널 상태가 좋은 단말은 폴라 코딩 설정을 가변적으로 적용함에 따라 processing time이나 power consumption이 크게 감소함을 확인할 수 있다. 채널 상태가 좋지 않은 단말이라도, NR에서 높은 오류 정정 성능 기준으로 정의된 설정을 고정적으로 적용하는 것보다, 가변적으로 적용함으로써 processing time이나 power consumption이 보다 감소함을 확인할 수 있다. 즉, 도 16에 따를 경우, 채널 상태에 따라 processing time reduction이 다름에 근거하여, 채널 상태 별로 폴라 코딩 설정을 적응적으로 조절함으로써 효율적인 통신이 가능함을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 기지국과 단말 간 적응형 채널 코딩 설정 방법 및 장치를 지원함으로써, 단말이나 기지국의 상황, 단말과 기지국 간의 채널 환경 등에 따라 processing time, 소비 전력, 오류정정능력 등의 목적에 최적화된 채널 코딩 설정을 adaptive하게 변경할 수 있다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
상기 도면을 참고하면, 단말은 RF(Radio Frequency) 처리부(17-10), 기저대역(baseband) 처리부(17-20), 저장부(17-30), 제어부(17-40)를 포함한다.
RF 처리부(17-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, RF 처리부(17-10)는 기저대역 처리부(17-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 상기 RF 처리부(17-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 도 17에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, RF 처리부(17-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, RF 처리부(17-10)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 빔포밍을 위해, RF 처리부(17-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한 RF 처리부(17-10)는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다.
기저대역 처리부(17-20)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 기저대역 처리부(17-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역 처리부(17-20)은 RF 처리부(17-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 기저대역 처리부(17-20)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역 처리부(17-20)은 RF 처리부(17-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform)를 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
기저대역 처리부(17-20) 및 RF 처리부(17-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 기저대역 처리부(17-20) 및 RF 처리부(17-10)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 기저대역 처리부(17-20) 및 RF 처리부(17-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 기저대역 처리부(17-20) 및 RF 처리부(17-10) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한, 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.NRHz, NRhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.
저장부(17-30)는 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 저장부(17-30)는 제2 무선 접속 기술을 이용하여 무선 통신을 수행하는 제2 접속 노드에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 저장부(17-30)는 제어부(17-40)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부(17-40)는 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(17-40)는 기저대역 처리부(17-20) 및 RF 처리부(17-10)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부(17-40)는 저장부(17-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부(17-40)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(17-40)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 기지국은 RF 처리부(18-10), 기저대역 처리부(18-20), 통신부(18-30), 저장부(18-40), 제어부(18-50)를 포함하여 구성된다.
RF 처리부(18-10)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, RF 처리부(18-10)는 기저대역 처리부(18-20)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, RF처리부(18-10)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 도 18에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 제1 접속 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, RF처리부(18-10)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, RF처리부(18-10)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 빔포밍을 위해, RF처리부(18-10)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.
기저대역 처리부(18-20)는 제1 무선 접속 기술의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 기저대역 처리부(18-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역 처리부(18-20)는 RF 처리부(18-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 기저대역 처리부(18-20)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역 처리부(18-20)는 RF 처리부(18-10)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 기저대역 처리부(18-20) 및 RF처리부(18-10)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 기저대역 처리부(18-20) 및 RF 처리부(18-10)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.
백홀 통신부(18-30)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀 통신부(18-30)는 주기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
저장부(18-40)는 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 저장부(18-40)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(18-40)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 저장부(18-40)는 제어부(18-50)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부(18-50)는 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(18-50)는 기저대역처리부(18-20) 및 RF 처리부(18-10)을 통해 또는 백홀 통신부(18-30)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부(18-50)는 저장부(18-40)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부(18-50)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 본 개시의 실시 예에 따라 제어부(18-50)는, 폴라 디코더에 포함되는 여러 설정 요소들을 조합하여 복수의 폴라 코딩 설정을 결정할 수 있는 선택 모듈을 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서, 기지국의 방법에 있어서,
    단말에 대한 폴라 코딩 설정을 결정하는 단계; 및
    상기 단말로, 상기 결정된 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 설정 정보는, 폴라 디코더의 개수, 폴라 코드의 길이, 폴라 디코딩 알고리즘, 폴라 디코딩 알고리즘의 리스트 크기, 폴라 디코딩에서의 인덱스를 재설정하는 재설정 비트의 개수 또는 폴라 시퀀스 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단말에 대한 폴라 코딩 설정을 결정하는 단계는, 상기 단말로부터, 폴라 코딩에 관한 상기 단말의 능력 정보를 수신하는 단계, 및 상기 능력 정보에 기반하여 상기 단말에 대한 상기 폴라 코딩 설정을 결정하는 단계를 더 포함하고
    상기 단말의 능력 정보는, 상기 단말이 지원하는 폴라 디코더의 최대 개수에 대한 정보, 상기 단말에서 지원 가능한 디코딩 알고리즘에 대한 정보, 상기 지원 가능한 디코딩 알고리즘에 대응되는 최대 리스트 크기에 대한 정보, 최대 재설정 비트의 개수에 대한 정보, 또는 상기 단말이 지원하는 폴라 시퀀스에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단말에 대한 폴라 코딩 설정을 결정하는 단계는,
    상기 단말로부터, 채널 상태 정보의 보고를 수신하는 단계; 및
    상기 채널 상태 정보의 보고에 기반하여, 상기 단말에 대한 상기 폴라 코딩 설정을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단말로부터, 상기 폴라 코딩 설정의 변경을 요청하는 요청 메시지를 수신하는 단계;
    상기 요청 메시지에 기반하여, 상기 폴라 코딩 설정 중 적어도 일부를 변경하는 폴라 코딩 재설정 정보를 결정하는 단계; 및
    상기 단말로, 상기 폴라 코딩 재설정 정보를 포함하는 재설정 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 방법.
  5. 무선 통신 시스템에서, 단말의 방법에 있어서,
    기지국으로부터, 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 설정 정보에 기반하여 신호를 디코딩하는 단계를 포함하고,
    상기 설정 정보는, 폴라 디코더의 개수, 폴라 코드의 길이, 폴라 디코딩 알고리즘, 폴라 디코딩 알고리즘의 리스트 크기, 폴라 디코딩에서의 인덱스를 재설정하는 재설정 비트의 개수 또는 폴라 시퀀스 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기지국으로부터, 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보를 수신하는 단계는, 상기 기지국으로, 폴라 코딩에 관한 상기 단말의 능력 정보를 전송하는 단계, 및 상기 능력 정보에 기반하여 상기 설정 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고
    상기 단말의 능력 정보는, 상기 단말이 지원하는 폴라 디코더의 최대 개수에 대한 정보, 상기 단말에서 지원 가능한 디코딩 알고리즘에 대한 정보, 상기 지원 가능한 디코딩 알고리즘에 대응되는 최대 리스트 크기에 대한 정보, 최대 재설정 비트의 개수에 대한 정보, 또는 상기 단말이 지원하는 폴라 시퀀스에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 기지국으로부터, 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보를 수신하는 단계는,
    상기 기지국으로, 채널 상태 정보의 보고를 전송하는 단계; 및
    상기 채널 상태 정보의 보고에 기반하여, 상기 설정 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 기지국으로, 상기 폴라 코딩 설정의 변경을 요청하는 요청 메시지를 전송하는 단계;
    상기 요청 메시지에 기반하여, 상기 폴라 코딩 설정 중 적어도 일부를 변경하는 폴라 코딩 재설정 정보를 포함하는 재설정 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 폴라 코딩 재설정 정보에 기반하여, 신호를 디코딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서, 기지국에 있어서,
    송수신부; 및
    단말에 대한 폴라 코딩 설정을 결정하고, 및 상기 단말로, 상기 결정된 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 설정 정보는, 폴라 디코더의 개수, 폴라 코드의 길이, 폴라 디코딩 알고리즘, 폴라 디코딩 알고리즘의 리스트 크기, 폴라 디코딩에서의 인덱스를 재설정하는 재설정 비트의 개수 또는 폴라 시퀀스 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 단말로부터, 폴라 코딩에 관한 상기 단말의 능력 정보를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 및 상기 능력 정보에 기반하여 상기 단말에 대한 상기 폴라 코딩 설정을 결정하며,
    상기 단말의 능력 정보는, 상기 단말이 지원하는 폴라 디코더의 최대 개수에 대한 정보, 상기 단말에서 지원 가능한 디코딩 알고리즘에 대한 정보, 상기 지원 가능한 디코딩 알고리즘에 대응되는 최대 리스트 크기에 대한 정보, 최대 재설정 비트의 개수에 대한 정보, 또는 상기 단말이 지원하는 폴라 시퀀스에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 단말로부터, 채널 상태 정보의 보고를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 및 상기 채널 상태 정보의 보고에 기반하여, 상기 단말에 대한 상기 폴라 코딩 설정을 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 단말로부터, 상기 폴라 코딩 설정의 변경을 요청하는 요청 메시지를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 요청 메시지에 기반하여, 상기 폴라 코딩 설정 중 적어도 일부를 변경하는 폴라 코딩 재설정 정보를 결정하며, 및 상기 단말로, 상기 폴라 코딩 재설정 정보를 포함하는 재설정 메시지를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  13. 무선 통신 시스템에서, 단말에 있어서,
    송수신부; 및
    기지국으로부터, 폴라 코딩 설정에 대한 설정 정보를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 및 상기 설정 정보에 기반하여 신호를 디코딩하는 제어부를 포함하고,
    상기 설정 정보는, 폴라 디코더의 개수, 폴라 코드의 길이, 폴라 디코딩 알고리즘, 폴라 디코딩 알고리즘의 리스트 크기, 폴라 디코딩에서의 인덱스를 재설정하는 재설정 비트의 개수 또는 폴라 시퀀스 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기지국으로, 폴라 코딩에 관한 상기 단말의 능력 정보를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하고, 및 상기 능력 정보에 기반하여 상기 설정 정보를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하며,
    상기 단말의 능력 정보는, 상기 단말이 지원하는 폴라 디코더의 최대 개수에 대한 정보, 상기 단말에서 지원 가능한 디코딩 알고리즘에 대한 정보, 상기 지원 가능한 디코딩 알고리즘에 대응되는 최대 리스트 크기에 대한 정보, 최대 재설정 비트의 개수에 대한 정보, 또는 상기 단말이 지원하는 폴라 시퀀스에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기지국으로, 채널 상태 정보의 보고를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하고, 및 상기 채널 상태 정보의 보고에 기반하여, 상기 설정 정보를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
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