WO2024005463A1 - 무선 통신 시스템에서 웨이크업 수신기를 가진 단말의 파워 소모를 감소시키는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 웨이크업 수신기를 가진 단말의 파워 소모를 감소시키는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2024005463A1
WO2024005463A1 PCT/KR2023/008756 KR2023008756W WO2024005463A1 WO 2024005463 A1 WO2024005463 A1 WO 2024005463A1 KR 2023008756 W KR2023008756 W KR 2023008756W WO 2024005463 A1 WO2024005463 A1 WO 2024005463A1
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terminal
main radio
wakeup
rrc
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이재원
최승훈
류현석
양혜원
이준영
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삼성전자 주식회사
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present disclosure relates to a wireless communication system, and particularly to a method and device for reducing power consumption of a terminal with a wakeup receiver.
  • 5G mobile communication technology defines a wide frequency band to enable fast transmission speeds and new services, and includes sub-6 GHz ('Sub 6GHz') bands such as 3.5 gigahertz (3.5 GHz) as well as millimeter wave (mm) bands such as 28 GHz and 39 GHz. It is also possible to implement it in the ultra-high frequency band ('Above 6GHz') called Wave.
  • 'Sub 6GHz' sub-6 GHz
  • mm millimeter wave
  • Wave ultra-high frequency band
  • 6G mobile communication technology which is called the system of Beyond 5G
  • Terra is working to achieve a transmission speed that is 50 times faster than 5G mobile communication technology and an ultra-low delay time that is reduced to one-tenth. Implementation in Terahertz bands (e.g., 95 GHz to 3 THz) is being considered.
  • ultra-wideband services enhanced Mobile BroadBand, eMBB
  • ultra-reliable low-latency communications URLLC
  • massive machine-type communications mMTC
  • numerology support multiple subcarrier interval operation, etc.
  • dynamic operation of slot format initial access technology to support multi-beam transmission and broadband
  • definition and operation of BWP Band-Width Part
  • New channel coding methods such as LDPC (Low Density Parity Check) codes for data transmission and Polar Code for highly reliable transmission of control information
  • L2 pre-processing L2 pre-processing
  • dedicated services specialized for specific services. Standardization of network slicing, etc., which provides networks, has been carried out.
  • V2X Vehicle-to-Everything
  • NR-U New Radio Unlicensed
  • UE Power Saving NR terminal low power consumption technology
  • NTN Non-Terrestrial Network
  • IAB provides a node for expanding the network service area by integrating intelligent factories (Industrial Internet of Things, IIoT) to support new services through linkage and convergence with other industries, and wireless backhaul links and access links.
  • Intelligent factories Intelligent Internet of Things, IIoT
  • Mobility Enhancement including Conditional Handover and DAPS (Dual Active Protocol Stack) handover
  • 2-step Random Access (2-step RACH for simplification of random access procedures)
  • Standardization in the field of wireless interface architecture/protocol for technologies such as NR is also in progress
  • 5G baseline for incorporating Network Functions Virtualization (NFV) and Software-Defined Networking (SDN) technology Standardization in the field of system architecture/services for architecture (e.g., Service based Architecture, Service based Interface) and Mobile Edge Computing (MEC), which provides services based on the location of the terminal, is also in progress.
  • NFV Network Functions Virtualization
  • SDN Software-Defined Networking
  • FD-MIMO full dimensional MIMO
  • array antennas to ensure coverage in the terahertz band of 6G mobile communication technology.
  • multi-antenna transmission technology such as Large Scale Antenna, metamaterial-based lens and antenna to improve coverage of terahertz band signals, high-dimensional spatial multiplexing technology using OAM (Orbital Angular Momentum), RIS ( In addition to Reconfigurable Intelligent Surface technology, Full Duplex technology, satellite, and AI (Artificial Intelligence) to improve the frequency efficiency of 6G mobile communication technology and system network are utilized from the design stage and end-to-end.
  • the present disclosure provides a method and device for reducing power consumption of a terminal with a wakeup receiver in a wireless communication system.
  • the method in a method performed by a terminal of a wireless communication system, includes receiving the wakeup-related signal from a base station through a wakeup receiver that receives only the wakeup-related signal; determining a state of a main radio that transmits and receives data based on the wake-up related signal; and determining the state of the wakeup receiver based on the state of the main radio.
  • the wakeup receiver and the main radio can be configured independently.
  • the step of determining the state of the main radio that transmits and receives data based on the wakeup-related signal includes controlling the state of the main radio to be ON when the wakeup-related signal is a signal indicating main radio ON, or The state of the terminal can be changed to RRC connected state.
  • Changing the state of the terminal to the RRC connected state can be controlled to perform random access immediately after receiving the wakeup-related signal through the main radio or after a predetermined time.
  • the step of determining the state of the main radio that transmits and receives data based on the wakeup-related signal includes controlling the state of the main radio to be OFF when the wakeup-related signal is a signal indicating main radio OFF, or The state of the terminal can be changed to RRC disabled state or RRC idle state.
  • the state of the terminal When the determined state of the main radio is OFF, the state of the terminal is RRC deactivated state or RRC idle state, and when the determined state of the main radio is ON, the state of the terminal is RRC connected state. You can.
  • the step of determining the state of the wakeup receiver based on the state of the main radio includes controlling the state of the wakeup receiver to be ON when the determined state of the main radio is OFF, and controlling the state of the wakeup receiver to be ON. When ON, the state of the wakeup receiver can be controlled to be OFF.
  • the step of controlling the state of the main radio to be OFF may be further included.
  • the terminal in a terminal of a wireless communication system, includes: a wakeup receiver; main radio; and at least one processor, wherein the at least one processor receives the wake-up related signal from the base station through a wake-up receiver that receives only the wake-up related signal, and transmits and receives data based on the wake-up related signal.
  • the state of the main radio can be determined, and the state of the wakeup receiver can be determined based on the state of the main radio.
  • the wakeup receiver and the main radio can be configured independently.
  • the at least one processor may control the state of the main radio to be ON or change the state of the terminal to the RRC connected state.
  • the at least one processor may control the state of the main radio to be ON or change the state of the terminal to the RRC connected state.
  • the at least one processor may control the state of the main radio to be OFF or change the state of the terminal to an RRC deactivated state or an RRC idle state. there is.
  • the state of the terminal When the determined state of the main radio is OFF, the state of the terminal is RRC deactivated state or RRC idle state, and when the determined state of the main radio is ON, the state of the terminal is RRC connected state. You can.
  • the at least one processor controls the state of the wakeup receiver to be ON when the determined state of the main radio is OFF, and controls the state of the wakeup receiver to be OFF when the determined state of the main radio is ON. You can control it.
  • the at least one processor receives configuration information about the operation of the wakeup receiver from the base station, and the configuration information includes information about the state change period of the wakeup receiver and information about the state change period between the wakeup receiver and the main radio. It may include at least one of information about state mapping and a wake-up-related signal provision period of the base station.
  • This disclosure provides a method and device that can effectively provide services in a wireless communication system.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the basic structure of a time-frequency resource region of a 5G system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a time-domain mapping structure and beam sweeping operation of a synchronization signal according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 3 is a diagram illustrating an example of a random access procedure according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 4 is a diagram illustrating an example of a procedure in which a terminal reports UE capability information to a base station according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 5 is a diagram in which a base station instructs a main radio state change of a terminal with WUR through WUS according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 6 is a diagram showing the WUR of a terminal in a single state according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating state transition when the WUR of a terminal is in a dual state according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating state transition when the WUR of the terminal is multi state according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 9 is a diagram showing the state of the terminal main radio maintaining the existing RRC state while the states of WUR are determined due to the low-delay/low-power technique using WUS according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 10 is a diagram in which the states of the WUR are determined due to the low-delay/low-power technique using WUS according to an embodiment of the present disclosure, and the state of the terminal main radio is maintained in the existing RRC state and an additional OFF state is defined.
  • Figure 11 is a diagram in which the states of the WUR are determined and the terminal main radio state is redefined as a single state due to the low-delay/low-power technique using WUS according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram in which the terminal main radio state is redefined as a dual state as the states of WUR are determined due to the low-delay/low-power technique using WUS according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram in which the terminal main radio state is redefined as multi state as the states of WUR are determined due to the low-delay/low-power technique using WUS according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 14 is a diagram showing the relationship between the two states when both the WUR and the main radio have a dual state of ON/OFF according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 15 is a diagram showing the relationship between the two states when the WUR has a dual state of ON/OFF and the main radio maintains the existing RRC state according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a generalized procedure of a terminal in a state transition process for main radio operation of the terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a generalized procedure of a terminal in a state transition process for stopping operation of the terminal's main radio according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 18 is a diagram showing the configuration of a terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 19 is a 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.
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • PDSCH Physical downlink shared channel
  • PDSCH can also be used to refer to data. That is, in the present disclosure, the expression 'transmit a physical channel' can be interpreted equivalently to the expression 'transmit data or a signal through a physical channel'.
  • upper signaling refers to a signal transmission method in which a signal is transmitted from a base station to a terminal using a downlink data channel of the physical layer, or from the terminal to the base station using an uplink data channel of the physical layer.
  • High-level signaling can be understood as radio resource control (RRC) signaling or media access control (MAC) control element (CE).
  • RRC radio resource control
  • MAC media access control
  • this disclosure uses terms and names defined in the 3GPP NR (New Radio: 5th generation mobile communication standard) standard.
  • the present disclosure is not limited by the above terms and names, and can be equally applied to systems complying with other standards.
  • the term terminal can refer to cell phones, smartphones, IoT devices, sensors, as well as other wireless communication devices.
  • the base station is the entity that performs resource allocation for the terminal, and may be at least one of gNode B, gNB, eNode B, eNB, Node B, BS (Base Station), wireless access unit, base station controller, or node on the network.
  • a terminal may include a UE (User Equipment), MS (Mobile Station), a cellular phone, a smartphone, a computer, or a multimedia system capable of performing communication functions. Of course, it is not limited to the above example.
  • 5G the next-generation communication system after LTE (Long Term Evolution or E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)) and LTE-A (LTE-Advanced or E-UTRA Evolution), is used to handle the recent explosive increase in mobile data traffic.
  • 5 th Generation Long Term Evolution
  • LTE-A Long Term Evolution-Advanced or E-UTRA Evolution
  • NR New Radio access technology
  • eMBB enhanced Mobile BroadBand
  • Ultra-Reliable and Low Latency Ultra-Reliable and Low Latency
  • It aims to satisfy a variety of services and requirements, such as Latency Communication (URLLC) service and massive MTC (Machine Type Communication) service that supports mass communication between objects.
  • URLLC Latency Communication
  • massive MTC Machine Type Communication
  • the 5G system's main goal is ultra-high-speed data services reaching several Gbps by utilizing a much wider ultra-wide bandwidth. Accordingly, the 5G system is considering ultra-high frequency bands from several GHz to up to 100 GHz, where it is relatively easy to secure ultra-wide bandwidth frequencies, as candidate frequencies. Additionally, it is possible to secure a wide bandwidth frequency for the 5G system through frequency reallocation or allocation among the frequency bands ranging from hundreds of MHz to several GHz used in existing mobile communication systems.
  • Radio waves in the ultra-high frequency band have a wavelength of several millimeters and are also called millimeter waves (mmWave).
  • mmWave millimeter waves
  • the path loss of radio waves increases in proportion to the frequency band, and the coverage of the mobile communication system becomes small.
  • beamforming technology is applied to increase the reach distance of radio waves by concentrating the radiant energy of radio waves to a predetermined destination point using a plurality of antennas.
  • the beam width of the signal to which the beamforming technology is applied is relatively narrow, and radiant energy is concentrated within the narrowed beam width, thereby increasing the radio wave reach.
  • the beamforming technology can be applied to the transmitting end and the receiving end, respectively.
  • beamforming technology has the effect of reducing interference in areas other than the beamforming direction. In order for the beamforming technology to operate properly, accurate measurement and feedback methods for transmitting/receiving beams are required.
  • the beamforming technology can be applied to a control channel or data channel that corresponds one-to-one between a given terminal and a base station.
  • common signals transmitted by the base station to a plurality of terminals in the system for example, a synchronization signal, a physical broadcast channel (PBCH), and a control channel and data channel for transmitting system information
  • Beamforming technology can also be applied to increase coverage.
  • beam sweeping technology which transmits a signal by changing the beam direction, is additionally applied to ensure that the common signal can reach a terminal located at an arbitrary location within the cell. do.
  • TTI Transmission Time Interval
  • LTE and LTE-A are the basic time unit for performing scheduling
  • TTI of existing LTE and LTE-A systems is 1 ms, corresponding to the length of one subframe.
  • a short TTI to satisfy the requirements for the ultra-low delay service of the 5G system can be 0.5ms, 0.25ms, 0.125ms, etc., which are shorter than those of existing LTE and LTE-A systems.
  • the problem of excessive power consumption of the terminal can be solved and high energy efficiency can be achieved.
  • Figure 1 is a diagram illustrating an example of the basic structure of a time-frequency resource region of a 5G system according to an embodiment of the present disclosure. That is, Figure 1 is a diagram showing the basic structure of a time-frequency resource area, which is a radio resource area where data or control channels of the 5G system are transmitted.
  • the horizontal axis represents the time domain and the vertical axis represents the frequency domain.
  • the minimum transmission unit in the time domain of the 5G system is the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) symbol, (102) symbols gather to form one slot (106), Slots can be gathered to form one subframe (105).
  • the length of the subframe is 1.0ms, and 10 subframes can be gathered to form a 10ms frame (114).
  • the minimum transmission unit in the frequency domain is a subcarrier, and the bandwidth of the entire system transmission bandwidth can consist of a total of N BW (104) subcarriers.
  • the basic unit of resources in the time-frequency domain is a resource element (RE) 112, which can be represented by an OFDM symbol index and a subcarrier index.
  • the base station maps data on an RB basis and can generally perform scheduling on the RBs that constitute one slot for a given terminal. That is, the basic time unit in which scheduling is performed in the 5G system may be a slot, and the basic frequency unit in which scheduling is performed may be RB.
  • Number of OFDM symbols is determined according to the length of the Cyclic Prefix (CP) added to each symbol to prevent interference between symbols.
  • CP Cyclic Prefix
  • Normal CP 14
  • Extended CP Extended CP
  • the extended CP is applied to systems where the radio transmission distance is relatively longer than the general CP, enabling orthogonality between symbols to be maintained.
  • the ratio between the CP length and the symbol length is maintained at a constant value, so the overhead due to the CP can be maintained constant regardless of the subcarrier spacing. That is, if the subcarrier spacing is small, the symbol length becomes longer, and the CP length may also become longer accordingly. Conversely, if the subcarrier spacing is large, the symbol length becomes short, and thus the CP length may be reduced.
  • the symbol length and CP length may be inversely proportional to the subcarrier spacing.
  • various frame structures can be supported by adjusting the subcarrier spacing to satisfy various services and requirements. For example,
  • the symbol length in the time domain is shortened, and as a result, the slot length is shortened, which is advantageous for supporting ultra-low delay services such as URLLC.
  • a cell is a concept that refers to an area covered by one base station.
  • the subcarrier spacing, CP length, etc. are essential information for OFDM transmission and reception, and smooth transmission and reception is possible only when the base station and the terminal recognize the subcarrier spacing, CP length, etc. as common values.
  • [Table 1] shows the subcarrier spacing configuration ( ⁇ ) and subcarrier spacing ( ⁇ ) supported by the 5G system. ), indicates the relationship between CP length.
  • [Table 2] shows the number of symbols per slot for each subcarrier interval setting ( ⁇ ) in the case of general CP ( ), number of slots per frame ( ), number of slots per subframe ( ).
  • [Table 3] shows the number of symbols per slot for each subcarrier interval setting ( ⁇ ) in the case of extended CP ( ), number of slots per frame ( ), number of slots per subframe ( ).
  • LTE/LTE-A LTE/LTE-A
  • essential parameter sets such as subcarrier spacing, CP length, slot length, etc. have an integer relationship to each other for each frame structure, providing high scalability.
  • a subframe with a fixed length of 1 ms can be defined to represent a reference time unit independent of the frame structure.
  • the frame structure can be applied to various scenarios.
  • the longer the CP (cyclic prefix) length the larger cells can be supported, so frame structure A can support relatively larger cells compared to frame structure B.
  • the larger the subcarrier spacing is, the more advantageous it is to recover phase noise in the high frequency band so frame structure B can support a relatively higher operating frequency than frame structure A.
  • uplink refers to a wireless link through which a terminal transmits data or control signals to a base station
  • downlink refers to a wireless link through which a base station transmits data or control signals to a terminal. It may mean a wireless link.
  • the terminal In the initial access stage, when the terminal first accesses the system, the terminal synchronizes the downlink time and frequency from the synchronization signal transmitted by the base station through cell search, and sets the cell identifier (cell identifier) to the initial access stage. ID) can be obtained. And the terminal can use the acquired cell ID to receive a PBCH (Physical Broadcast Channel) and obtain a MIB (Master Information Block), which is essential system information, from the PBCH. Additionally, the terminal can receive system information (System Information Block, SIB) transmitted by the base station to obtain control information related to cell common transmission and reception.
  • PBCH Physical Broadcast Channel
  • MIB Master Information Block
  • SIB System Information Block
  • Cell common transmission/reception-related control information may include random access-related control information, paging-related control information, and common control information for various physical channels.
  • the synchronization signal is a signal that serves as a standard for cell search, and the subcarrier spacing can be applied for each frequency band to suit the channel environment such as phase noise.
  • subcarrier intervals may be applied differently depending on the service type in order to support various services as described above.
  • Figure 2 is a diagram showing an example of a time domain mapping structure and beam sweeping operation of a synchronization signal.
  • PSS Primary Synchronization Signal
  • SSS Secondary Synchronization Signal
  • - PBCH Physical Broadcast Channel
  • MIB Master Information Block
  • Essential system information includes search space-related control information indicating radio resource mapping information of the control channel, scheduling control information for a separate data channel transmitting system information, and SFN (System Frame), which is a frame unit index that serves as a timing standard. Number), etc. may be included.
  • the SS/PBCH block consists of N OFDM symbols and is made up of a combination of PSS, SSS, PBCH, etc.
  • the SS/PBCH block is the minimum unit to which beam sweeping is applied.
  • N 4.
  • the base station can transmit up to L SS/PBCH blocks, and the L SS/PBCH blocks are mapped within a half frame (0.5ms).
  • the L SS/PBCH blocks are periodically repeated in units of a predetermined period P. The period P can be informed to the terminal by the base station through signaling. If there is no separate signaling for period P, the terminal applies the pre-arranged default value.
  • FIG. 2 shows an example in which beam sweeping is applied on a SS/PBCH block basis over time.
  • Terminal 1 (205) receives the SS/PBCH block using a beam radiated in the direction #d0 (203) by beamforming applied to SS/PBCH block #0 at time t1 (201).
  • Terminal 2 (206) receives the SS/PBCH block using the beam radiated in the direction #d4 (204) by beamforming applied to SS/PBCH block #4 at time t2 (202).
  • the terminal can obtain the optimal synchronization signal through a beam radiating from the base station in the direction where the terminal is located. For example, it may be difficult for Terminal 1 (205) to obtain time/frequency synchronization and essential system information from the SS/PBCH block through a beam radiating in the #d4 direction, which is far from the location of Terminal 1.
  • the terminal can also receive SS/PBCH blocks to determine whether the radio link quality of the current cell is maintained above a certain level. Additionally, in the handover procedure in which the terminal moves access from the current cell to an adjacent cell, the terminal determines the radio link quality of the adjacent cell and receives the SS/PBCH block of the adjacent cell to obtain time/frequency synchronization of the adjacent cell. can do.
  • the terminal After the terminal obtains the MIB and system information from the base station through the initial access procedure, the terminal performs a random access procedure to change the link with the base station to the connected state (connected state or RRC_CONNECTED state). It can be done. Once the random access procedure is completed, the terminal switches to the connected state, and one-to-one communication is possible between the base station and the terminal.
  • the random access procedure will be described in detail below with reference to FIG. 3.
  • Figure 3 is a diagram showing an example of a random access procedure.
  • the terminal may transmit a random access preamble to the base station.
  • the random access preamble which is the first transmitted message of the terminal, may be referred to as message 1.
  • the base station can measure the transmission delay between the terminal and the base station from the random access preamble and achieve uplink synchronization.
  • the terminal can arbitrarily select which random access preamble to use within the random access preamble set given in advance by system information.
  • the initial transmission power of the random access preamble can be determined according to the pathloss between the base station and the terminal measured by the terminal.
  • the terminal can determine the transmission beam direction of the random access preamble from the synchronization signal received from the base station and transmit the random access preamble.
  • the base station transmits an uplink transmission timing adjustment command to the terminal based on the transmission delay value measured from the random access preamble received in the first step 310. Additionally, the base station can transmit uplink resources and power control commands to be used by the terminal as scheduling information. Scheduling information may include control information about the terminal's uplink transmission beam.
  • the terminal does not receive a random access response (RAR) (or message 2), which is scheduling information for message 3, from the base station within a predetermined time in the second step (320), the first step (310) You can proceed again. If the first step 310 is performed again, the terminal increases the transmission power of the random access preamble by a predetermined step and transmits it (power ramping), thereby increasing the base station's probability of receiving the random access preamble.
  • RAR random access response
  • message 2 which is scheduling information for message 3
  • the terminal increases the transmission power of the random access preamble by a predetermined step and transmits it (power ramping), thereby increasing the base station's probability of receiving the random access preamble.
  • the terminal sends uplink data (message 3) including its terminal ID to the base station using the uplink resources allocated in the second step (320) to the uplink data channel (Physical Uplink Shared Channel, PUSCH). ) is transmitted through.
  • the transmission timing of the uplink data channel for transmitting Message 3 may follow the timing control command received from the base station in the second step 320.
  • the transmission power of the uplink data channel for transmitting Message 3 can be determined by considering the power ramping value of the power control command and the random access preamble received from the base station in the second step 320.
  • the uplink data channel for transmitting Message 3 may refer to the first uplink data signal transmitted from the terminal to the base station after the terminal transmits the random access preamble.
  • the base station determines that the terminal has performed random access without collision with other terminals, it sends data (message 4) including the ID of the terminal that transmitted the uplink data in the third step 330. It can be transmitted to the corresponding terminal.
  • the terminal receives the signal transmitted by the base station in the fourth step 340, it can determine that random access is successful. And the terminal can transmit HARQ-ACK information indicating successful reception of message 4 to the base station through the uplink control channel (Physical Uplink Control Channel, PUCCH).
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • the base station may not transmit any more data to the terminal. Accordingly, if the terminal fails to receive data transmitted in the fourth step 340 from the base station within a certain time, the terminal may determine that the random access procedure has failed and start again from the first step 310.
  • the terminal When the random access procedure is successfully completed, the terminal switches to the connected state, and one-to-one communication is possible between the base station and the terminal.
  • the base station can receive UE capability information from a terminal in the connected state and adjust scheduling by referring to the UE capability information of the corresponding terminal. Through the UE capability information, the terminal can inform the base station of whether the terminal itself supports a certain function and the maximum allowable value of the function supported by the terminal. Therefore, the UE capability information reported by each terminal to the base station may have different values for each terminal.
  • the terminal may report UE capability information including at least part of the following control information as the UE capability information to the base station.
  • bandwidth-related control information When supporting carrier aggregation (CA), bandwidth-related control information
  • Figure 4 is a diagram showing an example of a procedure in which a terminal reports UE capability information to a base station.
  • the base station 402 may transmit a UE capability information request message to the terminal 401.
  • the terminal transmits UE capability information to the base station in step 420.
  • a terminal connected to the base station through the above-described process can perform one-to-one communication as a terminal in the RRC_CONNECTED state.
  • a terminal that is not connected is a terminal in the RRC_IDLE state, and the operation of a terminal in the RRC_IDLE state can be classified as follows. Of course, this is not limited to the examples below.
  • RRC_INACTIVE a new state of the terminal called RRC_INACTIVE was defined to reduce the energy and time consumed for initial access of the terminal.
  • the RRC_INACTIVE terminal can perform the following operations in addition to the operations performed by the RRC_IDLE terminal. Of course, this is not limited to the examples below.
  • RNA (RAN-based notification area) that can be used during handover by the RRC layer and perform periodic updates
  • Downlink Control Information is control information that a base station transmits to a terminal through downlink, and may include downlink data scheduling information or uplink data scheduling information for a given terminal.
  • DCI Downlink Control Information
  • a base station can independently channel code DCI for each terminal and then transmit it to each terminal through PDCCH (Physical Downlink Control Channel), a downlink physical control channel.
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • the base station assigns a predetermined number of terminals to the terminal to be scheduled depending on the purpose, such as whether it is scheduling information for downlink data (Downlink assignment), whether it is scheduling information for uplink data (Uplink grant), and whether it is DCI for power control. It can be operated by applying the DCI format.
  • the base station can transmit downlink data to the terminal through PDSCH (Physical Downlink Shared Channel), a physical channel for downlink data transmission.
  • Scheduling information such as specific mapping location, modulation method, HARQ-related control information, and power control information in the time and frequency domains of the PDSCH is provided by the base station to the terminal through DCI related to downlink data scheduling information among DCI transmitted through PDCCH. I can tell you.
  • the terminal can transmit uplink data to the base station through PUSCH (Physical Uplink Shared Channel), a physical channel for uplink data transmission.
  • Scheduling information such as specific mapping location, modulation method, HARQ-related control information, and power control information in the time and frequency domain of PUSCH, will be notified to the terminal by the base station through DCI related to uplink data scheduling information among DCI transmitted through PDCCH. You can.
  • CORESET The time-frequency resource to which the PDCCH is mapped is called a control resource set (CORESET).
  • CORESET can be set on all or part of the frequency resources of the bandwidth supported by the terminal in the frequency domain. In the time domain, it can be set to one or multiple OFDM symbols, which can be defined as CORESET length (Control Resource Set Duration).
  • the base station can set one or multiple CORESETs to the terminal through higher layer signaling (e.g., system information, master information block (MIB), and radio resource control (RRC) signaling).
  • Setting a CORESET to a terminal may mean providing information such as the CORESET identifier (Identity), the frequency location of the CORESET, and the symbol length of the CORESET.
  • the information provided by the base station to the terminal to set CORESET may include at least some of the information included in ⁇ Table 4>.
  • CORESET is used in the frequency domain. It can be composed of RBs, and in the time domain It can be composed of symbols ⁇ 1,2,3 ⁇ .
  • NR PDCCH may consist of one or multiple CCE (Control Channel Element).
  • One CCE may be composed of 6 REGs (Resource Element Groups), and a REG may be defined as 1 RB during 1 OFDM symbol.
  • REGs may be indexed in time-first order, starting with REG index 0 from the first OFDM symbol of the CORESET, the lowest RB.
  • Interleaved and non-interleaved methods can be supported as transmission methods for PDCCH.
  • the base station can configure the terminal whether to perform interleaving or non-interleaving transmission for each CORESET through upper layer signaling. Interleaving can be performed on a REG bundle basis.
  • a REG bundle can be defined as a set of one or multiple REGs.
  • the terminal can determine the CCE-to-REG mapping method in the corresponding CORESET based on whether interleaving or non-interleaving transmission is configured by the base station as shown in ⁇ Table 5> below.
  • the base station can inform the terminal of configuration information such as which symbol the PDCCH is mapped to in the slot and the transmission period through signaling.
  • the search space of PDCCH is explained as follows.
  • the terminal performs blind decoding to detect a signal without knowing information about the downlink control channel.
  • a search space representing a set of CCEs can be defined.
  • the search space is a set of downlink control channel candidates consisting of CCEs that the terminal must attempt to decode on a given aggregation level, and various aggregations that make one bundle with 1, 2, 4, 8, or 16 CCEs. Because there are levels, the terminal can have multiple search spaces.
  • Search Space Set can be defined as a set of search spaces at all set aggregation levels.
  • Search space can be classified into common search space (CSS) and UE-specific search space (USS).
  • a certain group of UEs or all UEs can search the common search space of the PDCCH to receive cell common control information such as dynamic scheduling or paging messages for system information (System Information Block, SIB).
  • SIB System Information Block
  • the terminal can receive scheduling allocation information of the PDSCH for receiving system information by examining the common search space of the PDCCH.
  • a common search space a certain group of UEs or all UEs must receive the PDCCH, so it can be defined as a set of pre-arranged CCEs.
  • Scheduling allocation information for the UE-specific PDSCH or PUSCH can be received by the UE examining the UE-specific search space of the PDCCH.
  • the terminal-specific search space can be terminal-specifically defined as a function of the terminal's ID (Identity) and various system parameters.
  • the base station can configure configuration information about the search space of the PDCCH to the UE through higher layer signaling (eg, SIB, MIB, RRC signaling). For example, the base station monitors the number of PDCCH candidates at each aggregation level L, the monitoring period for the search space, the monitoring occasion for each symbol within the slot for the search space, the search space type (common search space or UE-specific search space), The combination of DCI format and RNTI to be monitored in the search space, the CORESET index to be monitored in the search space, etc. can be set to the terminal.
  • parameters for the search space for PDCCH may include information as shown in Table 6 below.
  • the base station can configure one or more search space sets for the terminal.
  • the base station may configure search space set 1 and search space set 2 to the terminal.
  • search space set 1 the terminal can be set to monitor DCI format A scrambled with X-RNTI in a common search space
  • search space set 2 the terminal can monitor DCI format B scrambled with Y-RNTI in a terminal-specific search space. It can be set to monitor.
  • one or multiple search space sets may exist in the common search space or the terminal-specific search space.
  • search space set #1 and search space set #2 may be set as common search spaces
  • search space set #3 and search space set #4 may be set as terminal-specific search spaces.
  • the terminal can monitor the combination of the following DCI format and RNTI.
  • DCI format DCI format
  • RNTI RNTI
  • the terminal can monitor the combination of the following DCI format and RNTI.
  • DCI format DCI format
  • RNTI RNTI
  • RNTIs may follow the following definitions and uses.
  • Cell RNTI Cell RNTI
  • Temporal Cell RNTI Temporal Cell RNTI
  • - CS-RNTI Configured Scheduling RNTI
  • Random Access RNTI Used for PDSCH scheduling in the random access stage
  • P-RNTI Paging RNTI
  • SI-RNTI System Information RNTI
  • - INT-RNTI Used to inform whether or not there is puncturing for PDSCH.
  • TPC-PUSCH-RNTI Transmit Power Control for PUSCH RNTI
  • TPC-PUCCH-RNTI Transmit Power Control for PUCCH RNTI
  • TPC-SRS-RNTI Transmit Power Control for SRS RNTI
  • the search space of the aggregation level L in the search space set s can be expressed as the following equation.
  • Ultra-wide bandwidth signal transmission and reception can be supported through a single component carrier (CC), or through carrier aggregation (CA) technology that combines multiple component carriers.
  • Carrier bundling technology is a technology that combines individual carriers with relatively small bandwidths to increase the total frequency bandwidth when a mobile communication service provider is unable to secure sufficient bandwidth to provide high-speed data services through a single carrier. It can enable high-speed data services.
  • 5G systems are designed and developed for a variety of use cases.
  • terminal energy efficiency is very important in 5G systems.
  • 5G terminals must be charged on a weekly or daily basis depending on the individual's usage time, and generally consume tens of mW in RRC_IDLE/RRC_INACTIVE state and hundreds of mW in RRC_CONNECTED state. Designing to extend battery life is essential for improving energy efficiency as well as a better user experience. Energy efficiency is even more important for devices without a continuous energy source, such as those using small rechargeable and single coin cell batteries.
  • sensors and actuators will be widely deployed for monitoring, measurement, charging, etc. Batteries are generally not rechargeable and are expected to last at least several years.
  • wearables include smartwatches, rings, eHealth-related devices, and medical monitoring devices, but they are generally difficult to last for up to 1-2 weeks depending on the time of use.
  • the power consumption of the 5G terminal depends on the set length of wakeup periods, for example, the paging cycle, and a large extended discontinuous reception (eDRX) cycle will be used to meet battery life requirements. It is expected.
  • the eDRX method maintains long battery life based on high latency, so it is not suitable for services with low latency. For example, in fire detection and extinguishing use cases, fire shutters must be closed and sprinklers must be turned on by an actuator within 1 to 2 seconds from the time a fire is detected by a sensor. In other words, since this is a use case where latency is critical, eDRX is not suitable for these cases because traditional long eDRX cycles cannot meet the latency requirements.
  • a 5G terminal may require periodic wakeup once per eDRX cycle, which may dominate power consumption during periods without signaling or data traffic. If the terminal can wake up only when triggered, such as paging, power consumption can be dramatically reduced. This is achieved by using the main radio (existing NR radio) using a wake-up signal (WUS), as shown in Figure 5. This can be achieved by turning on the main radio only when data transmission and reception is needed using a wake-up receiver (WUR), a separate receiver that triggers and monitors the WUS at ultra-low power.
  • WUR wake-up receiver
  • the UE when the base station transmits WUS 501 corresponding to ON or OFF to the terminal (UE), the UE receives WUS using WUR 502.
  • the received signal triggers (503) the main radio (504), which is in the OFF or ON state according to the ON or OFF information, and sets it to wake up or turn off, respectively.
  • the terminal may set the main radio 504 to a deep sleep state without completely turning it off. If the base station generates data traffic (505) to be sent to the terminal and a signal corresponding to WUS is transmitted, the main radio is in the ON state (506), and the terminal transmits the data transmitted by the base station through the main radio rather than WUR. Receive through.
  • the power consumption for monitoring a WUS depends on the WUS design and the hardware modules of the WUR used for signal detection and processing, making it particularly suitable for power-sensitive and small form factor devices, including IoT use cases (such as industrial sensors, controllers) and wearables. It is expected that the benefits will be maximized.
  • a terminal with the above-described structure requires additional states for WUR in addition to the RRC states (RRC_CONNECTED, RRC_INACTIVE, RRC_IDLE) limited to the existing main radio. Additionally, due to the low-latency/low-power technique using WUS, once the states of WUR are determined, the state of the main radio may change, and the relationship between the WUR state and the main radio state must also be redefined.
  • the WUR state of the terminal is distinguished and the operation of the terminal is controlled during state transition.
  • the WUR state of the terminal can be broadly divided into single state, dual state, and multi state depending on the frequency at which WUR is turned on, and each state is described in detail in Figures 6 to 8.
  • FIG. 6 is a diagram showing the WUR of the terminal in a single state.
  • WUR may always be in the ON state (601). Since WUR is always in the ON state (601), WUR can always monitor WUS regardless of the status (RRC_INACTIVE, RRC_IDLE, RRC_CONNECTED) of the terminal's main radio or without influence from the status of the main radio. Once it becomes a single state, there is practically no need to define additional states for WUR.
  • Figure 7 is a diagram showing state transition when the WUR of the terminal is in dual state. It is in the ON state (701) only when it is necessary to receive WUS from the base station, and in other cases, it is in the OFF state (702). As an example, it may be determined whether the state of WUR can be in the ON state (701) or the OFF state (702) depending on whether the main radio is in a state capable of receiving data. For example, in a situation where the main radio is receiving data as shown at 505 in FIG. 5, the WUR remains OFF (702), and when data reception is completed, the main radio is turned off or sent to a deep sleep state (in FIG. 5). Only when WUS of 501) is received, WUR can maintain the ON state (701) through process (703). Therefore, the power of the WUR can be reduced by the amount of time in the OFF state compared to the single state, and ultimately, greater power savings of the terminal may be possible.
  • FIG. 8 is a diagram showing state transition when the WUR of the terminal is multi state.
  • an additional state may be needed if WUS non-reception is expected for a long period of time, such as IoT for logistics inspection at a specific point in time.
  • N states can be defined according to the WUS reception frequency as in (801) to (804), and if the WUS reception frequency of the nth state is X n , It can be operated by applying an X n value that can be predefined, such as -1 >X N , or can be set higher from the base station.
  • Each state may only transition to an adjacent state, as in the multi-state of FIG. 7, or in some cases, may transition to a state other than the adjacent state at the discretion of the base station or terminal.
  • the above names for FIGS. 6 to 8 are examples, and the names representing the WUR status of each terminal may vary.
  • the second embodiment distinguishes the state of the main radio in a situation where the WUR state of the terminal is defined and describes the operation of the terminal when the state is switched.
  • the main radio status of the terminal can be broadly divided into two ways. The first method of not redefining is described in Figures 9 and 10, and the second method of redefining is described in detail for each state in Figures 11 and 13.
  • Figure 9 is a diagram showing the state of the terminal main radio maintaining the existing RRC state while the states of WUR are determined due to the low-delay/low-power technique using WUS.
  • the RRC_CONNECTED (903) terminal completes the initial connection procedure to enable one-to-one communication between the base station and the terminal, while the RRC_INACTIVE (902) terminal or RRC_IDLE (901) terminal receives control information common to the cell, such as the base station's system information or paging message.
  • the main radio Since the channels that can be transmitted and received are limited depending on the status of the terminal, when WUS, which means the main radio is OFF, is received by WUR from the base station, the main radio is converted to RRC_INACTIVE (902) or RRC_IDLE (901) state at the terminal's discretion. It can be switched to any sleep mode (sleep mode: deep sleep, light sleep, micro sleep, etc.). At this time, the base station only recognizes the status of the terminal as RRC_INACTIVE (902) or RRC_IDLE (901) as before, and the terminal can operate as defined in the standard for RRC_INACTIVE (902) or RRC_IDLE (901).
  • FIG 10 is a diagram in which the states of the terminal main radio are maintained in the existing RRC state while the states of the WUR are determined due to the low-delay/low-power technique using WUS, and an additional OFF state (1001) is defined.
  • the existing RRC states (1002) to (1004) are used until WUS, which indicates OFF of the main radio, is received from the base station in the WUR, and then converted to OFF state (1001) after receiving WUS. That is, in order to save power of the terminal, the mode in which the terminal consumes only standby power without performing any operation is called OFF state (1001).
  • OFF state any mode except WUS is called OFF state (1001).
  • Base station system information and related control channels are also not received. However, since the actual state or information of the terminal is stored in the last connected base station, when the terminal's WUR receives WUS corresponding to ON, it immediately returns to the RRC_IDLE (1002) state in the last connected base station and sends the base station's system information or paging message. Control information common to the same cell may be received (1005) or the state may be changed back to RRC_CONNECTED through random access (1006).
  • Figure 11 is a diagram in which the terminal main radio state is redefined as a single state as the states of WUR are determined due to the low-delay/low-power technique using WUS.
  • the terminal's main radio When the terminal's main radio is in a single state, it is always in the ON state (1101), which is the scenario that consumes the most power, so it can only be applied when the terminal's power consumption is not a problem.
  • Figure 12 is a diagram in which the terminal main radio state is redefined as a dual state as the states of WUR are determined due to the low-delay/low-power technique using WUS. Since all procedures for power saving are performed in WUR, the ON state (1201) or OFF state (1202) is switched according to (1203) by the trigger of WUR.
  • FIG. 13 is a diagram in which the terminal main radio state is redefined as multi state as the states of WUR are determined due to the low-delay/low-power technique using WUS.
  • K stages (1301) to (1304) can be defined, for example, the duration for which the main radio can sleep, the power saving level at which RF components can be turned off, or the energy harvesting level. It is based on If the sleep level of the kth state is X k , it can be operated by applying a predefined X k value such as Each state may be switched only to an adjacent state, as in the multi-state of FIG. 13, or in some cases, may be switched to a state other than the adjacent state at the discretion of the base station or terminal.
  • the above names for FIGS. 9 to 13 are examples, and the names representing the main radio status of each terminal may vary.
  • the third embodiment explains the relationship between the two states in a situation where the WUR state of the terminal and the state of the main radio are defined in order to save power of a terminal with a wakeup receiver. If the WUR state is always ON as shown in FIG. 6 regardless of the state of the main radio, it can be connected to the state of all main radios depending on which WUS is received. Accordingly, WUS may include information indicating the status of all main radios. Although WUR has very low power, it continues to waste power, so Figures 14 and 15 are explained assuming that WUR has two or more states.
  • Figure 14 is a diagram showing the relationship between the two states when both the WUR and the main radio have a dual state of ON/OFF.
  • the state of the WUR may have a state opposite to that of the main radio, based on the state of the main radio. That is, the state of the WUR can be implicitly determined from the state of the main radio. For example, in a situation where the main radio is receiving data, if the main radio is ON (1404), WUR can remain OFF (1401). When data reception of the main radio is completed and the main radio becomes idle, after a predetermined period of time, WUR becomes ON (1402) and the main radio becomes OFF (1403). When traffic occurs again and data transmission is required, WUS corresponding to ON is first received through WUR, and the main radio is turned on (1404) by triggering (1405) the main radio.
  • the base station may transmit a WUS corresponding to OFF to turn off the main radio or send it into a deep sleep state.
  • WUR (1402) in the ON state triggers the main radio OFF (1406), and the main radio becomes OFF (1403).
  • the state transition in which WUR changes from the OFF state (1401) to the ON state (1402) without the intervention of the base station is not clear, it can be implied that the base station will not rely on WUS/WUR, and thereafter WUR will be in the OFF state (1401 ), and the main radio can perform legacy operations (RRC states).
  • the difference between the two cases is that waking up the main radio is equally triggered by WUS, but depends on the base station's intervention in turning off the main radio or sending it into deep sleep.
  • Figure 15 is a diagram showing the relationship between the two states when WUR has a dual state of ON/OFF and the main radio maintains the existing RRC state.
  • the main radio maintains the RRC State of the existing standard and only the WUR state has been added.
  • the OFF state (1501) of the WUR may be connected to the RRC_CONNECTED state (1503) of the main radio, and the ON state (1502) may be connected to the RRC_INACTIVE (1504) and RRC_IDLE states (1505) of the main radio.
  • the ON state (1502) can be connected to RRC_CONNECTED (1503) of the main radio.
  • the main radio's OFF state (1506) is also connected to the WUS's ON state (1502).
  • WUR may remain in the ON state for fallback purposes even if it does not receive WUS. That is, even when WUR can go to the OFF state in FIG. 14, in certain cases, WUR may remain in the ON state or the ON state may be triggered. For example, you can consider a case where the base station notifies the terminal of handover. WUR is ON for the purpose of waking up the main radio for handover between base station 1, which supports WUR, and base station 2, which does not support WUR. can be maintained. As another example, if the wake time of the main radio is set periodically by the base station (for example, if the main radio needs to receive data periodically), the WUR can automatically wake up the main radio according to the period.
  • Figure 16 is a diagram showing the generalized procedure of the terminal in the state transition process for the terminal's main radio operation.
  • the base station transmits WUS that triggers ON of the main radio because the terminal is in RRC_CONNECTED state or requires reception of the main radio.
  • the WUS that triggers ON of the main radio may contain simple information that simply triggers ON of the main radio, or may be mapped to the WUR multi state of FIG. 8 or the multi state of the main radio to express information that can express various states. You can. For example, since the base station may not need data transmission right away, it adjusts the frequency of ON or sleep mode of the main radio to indirectly provide information that indicates that the main radio should be ready to receive at least when data transmission is needed. It can be transmitted to the terminal.
  • the terminal can receive WUS as WUR and identify what operation WUS indicates.
  • the terminal triggers the main radio to operate through the received WUS.
  • the trigger that the terminal performs to operate the main radio may differ depending on the state expression of the main radio.
  • the terminal's main radio is in the RRC_INACTIVE, RRC_IDLE, or OFF state, so random access is triggered to enter the RRC_CONNECTED state.
  • the terminal's main radio is in the RRC_CONNECTED state, random access may not be necessary, and therefore step 1603 may be omitted.
  • the terminal can similarly trigger to be in the ON state through random access or, especially in the case of multi states, trigger to enable random access after X k time. .
  • step 1603 the terminal performs random access according to the trigger point in step 1602.
  • Random access varies depending on the status defined in the main radio, such as RRC_INACTIVE and RRC_IDLE.
  • RRC_INACTIVE RRCResumeRequest may be included in Msg3 to go to RRC_CONNECTED, and for RRC_IDLE or OFF, RRCSetupRequest may be included.
  • Msg3 includes EstablishmentCause that indicates the reason for changing to RRC_CONNECTED or ON state, but since it is not an existing paging operation, an additional message indicating that it was triggered by WUR may need to be defined.
  • step 1604 the terminal can change the state of the WUR to an appropriate state if the state of the WUR is needed to be changed in a situation where the main radio is changed to the RRC_CONNECTED or ON state due to normal random access. If WUR is always ON as shown in FIG. 6, step 1604 can be omitted. However, if the WUR changes to a state opposite to that of the main radio, this state change may be necessary. When the WUR changes to a state opposite to the state of the main radio, signaling with the base station is not required as this is generally an operation performed inside the terminal, but a signal indicating that the terminal's main radio operation has stopped may be received through WUS. The terminal may inform the base station of the status of WUR.
  • step 1605 the operation between the terminal and the base station is the same as the existing operation, and the terminals that have received the base station state change signal operate in accordance with the parameters set by the base station and receive data.
  • Figure 17 is a diagram showing the generalized procedure of the terminal in the state transition process for stopping the terminal's main radio operation.
  • the base station may transmit a WUS that triggers the terminal in the RRC_IDLE/RRC_INACTIVE state or the main radio in the OFF state.
  • the WUS in which the terminal triggers the RRC_IDLE/RRC_INACTIVE state or the OFF state of the main radio may simply include simple information indicating the OFF state of the main radio, or may be mapped to the WUR multi state in FIG. 8 to express information that can express various states. It can be. For example, because the base station can immediately adjust the priority for data transmission, the terminal can adjust the status of the main radio by adjusting the frequency.
  • the terminal can identify what operation the WUS indicates by receiving WUS that triggers the RRC_IDLE/RRC_INACTIVE state or the OFF state of the main radio as WUR. When WUR is OFF, the terminal can operate the main radio in the existing RRC states.
  • the terminal may trigger an operation that allows the main radio to change its state through the received WUS. Since the terminal's main radio is in the RRC_CONNECTED state or ON state, the terminal triggers to be in the RRC_INACTIVE or RRC_IDLE state or OFF state. Alternatively, the terminal's main radio may remain in the RRC_CONNECTED state. In the existing operation, an RRC message called RRCRelease was received from the base station to change the state to RRC_INACTIVE or RRC_IDLE, and in step 1702, the terminal may determine that an RRC message such as RRCRelease was indirectly indicated through WUS. Similar to step 1602, if the main radio is in multiple states, the terminal can trigger a state transition after time X k .
  • step 1703 the state of the main radio can be normally changed to RRC_INACTIVE, RRC_IDLE, or a state equivalent to OFF according to the trigger in step 1702.
  • step 1704 the state of WUR can be changed while the main radio is normally changed to the RRC_INACTIVE or RRC_IDLE state or a state equivalent to OFF. If WUR is always ON as shown in FIG. 6, step 1704 can be skipped. However, if the WUR is changed to a state opposite to that of the main radio, the state of the WUR needs to be changed. Since the base station has already indirectly notified RRCRelease through WUS as in step 1701, the terminal does not need additional signaling with the base station.
  • WUS indicating the OFF state of the main radio may be received from the base station. Since the base station recognizes the state of the main radio, if the state of the main radio is OFF, according to the existing embodiment, it does not transmit WUS indicating the OFF state of the main radio. However, to notify without additional DCI that the main radio in RRC_CONNECTED is delaying PDCCH monitoring, such as DCI 2_6, or to change the state maintained as RRC_CONNECTED to RRC_INACTIVE/RRC_IDLE, the main radio is turned OFF even when the main radio is OFF. WUS indicating the status can also be transmitted. In other words, WUS can be used to play a role similar to RRCRelease.
  • Figure 18 is a block diagram showing the structure of a terminal (UE) according to an embodiment of the present disclosure.
  • the terminal of the present disclosure may include a processor 1820, a transceiver 1800, and a memory 1810.
  • the components of the terminal are not limited to the examples described above.
  • the terminal may include more or fewer components than the aforementioned components.
  • the processor 1820, the transceiver 1800, and the memory 1810 may be implemented in the form of a single chip.
  • the processor 1820 can control a series of processes in which the terminal can operate according to the above-described embodiment of the present disclosure.
  • the processor 1820 may control components of the terminal to perform a method for providing a broadcast service according to the above-described embodiments.
  • the processor 1820 may control the components of the terminal to perform the above-described embodiments of the present disclosure by executing a program stored in the memory 1810.
  • the processor 1820 may be an Application Processor (AP), a Communication Processor (CP), a circuit, an application-specific circuit, or at least one processor.
  • AP Application Processor
  • CP Communication Processor
  • the transceiver 1800 can transmit and receive signals with a network entity, another terminal, or a base station. Signals transmitted and received from network entities, other terminals, or base stations may include control information and data.
  • the transceiver 1800 may be comprised of an RF transmitter that up-converts and amplifies the frequency of a transmitted signal, and an RF receiver that amplifies the received signal with low noise and down-converts the frequency.
  • this is only an example of the transceiver 1800, and the components of the transceiver 1800 are not limited to the RF transmitter and RF receiver.
  • the transceiver 1800 may receive a signal through a wireless channel and output it to the processor 1820, and transmit the signal output from the processor 1820 through a wireless channel.
  • the memory 1810 can store programs and data necessary for operation of the terminal. Additionally, the memory 1810 may store control information or data included in signals transmitted and received by the terminal.
  • the memory 1810 may be composed of a storage medium such as ROM, RAM, hard disk, CD-ROM, and DVD, or a combination of storage media. Additionally, there may be multiple memories 1810. Additionally, according to one embodiment, the memory 1810 may store a program for performing the method for providing the above-described broadcast service.
  • Figure 19 is a block diagram showing the structure of a base station according to an embodiment of the present disclosure.
  • the terminal of the present disclosure may include a processor 1920, a transceiver 1900, and a memory 1910.
  • the components of the terminal are not limited to the examples described above.
  • the terminal may include more or fewer components than the aforementioned components.
  • the processor 1920, the transceiver 1900, and the memory 1910 may be implemented in the form of a single chip.
  • the processor 1920 can control a series of processes in which the terminal can operate according to the above-described embodiment of the present disclosure.
  • the processor 1920 may control components of a base station to provide a broadcast service according to the above-described embodiments.
  • the processor 1920 may control the components of the terminal to perform the above-described embodiments of the present disclosure by executing a program stored in the memory 1910.
  • the processor 1920 may be an Application Processor (AP), a Communication Processor (CP), a circuit, an application-specific circuit, or at least one processor.
  • AP Application Processor
  • CP Communication Processor
  • the transceiver 1900 can transmit and receive signals with a network entity, another base station, or a terminal. Signals transmitted and received from network entities, other base stations, or terminals may include control information and data.
  • the transceiver 1900 may be comprised of an RF transmitter that up-converts and amplifies the frequency of a transmitted signal, and an RF receiver that amplifies the received signal with low noise and down-converts the frequency.
  • this is only an example of the transceiver unit 800, and the components of the transceiver unit 1900 are not limited to the RF transmitter and RF receiver.
  • the transceiver 1900 may receive a signal through a wireless channel and output it to the processor 1920, and transmit the signal output from the processor 1920 through a wireless channel.
  • the memory 1910 may store programs and data necessary for operation of the terminal. Additionally, the memory 1910 may store control information or data included in signals transmitted and received by the terminal.
  • the memory 1910 may be composed of a storage medium such as ROM, RAM, hard disk, CD-ROM, and DVD, or a combination of storage media. Additionally, there may be multiple memories 1910. Additionally, according to one embodiment, the memory 1910 may store a program for performing the method for providing the above-described broadcast service.
  • a computer-readable storage medium that stores one or more programs (software modules) may be provided.
  • One or more programs stored in a computer-readable storage medium are configured to be executable by one or more processors in an electronic device (configured for execution).
  • One or more programs include instructions that cause the electronic device to execute methods according to embodiments described in the claims or specification of the present disclosure.
  • These programs include random access memory, non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), and electrically erasable programmable ROM.
  • EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory
  • magnetic disc storage device Compact Disc-ROM (CD-ROM: Compact Disc-ROM), Digital Versatile Discs (DVDs), or other types of It can be stored in an optical storage device or magnetic cassette. Alternatively, it may be stored in a memory consisting of a combination of some or all of these. Additionally, a plurality of each configuration memory may be included.
  • the program can be accessed through a communication network such as the Internet, Intranet, LAN (Local Area Network), WLAN (Wide LAN), or SAN (Storage Area Network), or a combination of these. It may be stored in an attachable storage device that can be accessed. This storage device can be connected to a device performing an embodiment of the present disclosure through an external port. Additionally, a separate storage device on a communications network may be connected to the device performing embodiments of the present disclosure.
  • a communication network such as the Internet, Intranet, LAN (Local Area Network), WLAN (Wide LAN), or SAN (Storage Area Network), or a combination of these. It may be stored in an attachable storage device that can be accessed. This storage device can be connected to a device performing an embodiment of the present disclosure through an external port. Additionally, a separate storage device on a communications network may be connected to the device performing embodiments of the present disclosure.

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Abstract

본 개시는 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 6G 통신 시스템에 관련된 것이다. 또한, 본 개시는 이동 통신 시스템에서 웨이크업 수신기를 가진 단말의 파워 소모를 감소시키는 방법을 개시한다.

Description

무선 통신 시스템에서 웨이크업 수신기를 가진 단말의 파워 소모를 감소시키는 방법 및 장치
본 개시는 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 웨이크업 수신기를 가진 단말의 파워 소모를 감소시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.
5G 이동통신 기술은 빠른 전송 속도와 새로운 서비스가 가능하도록 넓은 주파수 대역을 정의하고 있으며, 3.5 기가헤르츠(3.5GHz) 등 6GHz 이하 주파수('Sub 6GHz') 대역은 물론 28GHz와 39GHz 등 밀리미터파(㎜Wave)로 불리는 초고주파 대역('Above 6GHz')에서도 구현이 가능하다. 또한, 5G 통신 이후(Beyond 5G)의 시스템이라 불리어지는 6G 이동통신 기술의 경우, 5G 이동통신 기술 대비 50배 빨라진 전송 속도와 10분의 1로 줄어든 초저(Ultra Low) 지연시간을 달성하기 위해 테라헤르츠(Terahertz) 대역(예를 들어, 95GHz에서 3 테라헤르츠(3THz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다.
5G 이동통신 기술의 초기에는, 초광대역 서비스(enhanced Mobile BroadBand, eMBB), 고신뢰/초저지연 통신(Ultra-Reliable Low-Latency Communications, URLLC), 대규모 기계식 통신 (massive Machine-Type Communications, mMTC)에 대한 서비스 지원과 성능 요구사항 만족을 목표로, 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위한 빔포밍(Beamforming) 및 거대 배열 다중 입출력(Massive MIMO), 초고주파수 자원의 효율적 활용을 위한 다양한 뉴머롤로지 지원(복수 개의 서브캐리어 간격 운용 등)와 슬롯 포맷에 대한 동적 운영, 다중 빔 전송 및 광대역을 지원하기 위한 초기 접속 기술, BWP(Band-Width Part)의 정의 및 운영, 대용량 데이터 전송을 위한 LDPC(Low Density Parity Check) 부호와 제어 정보의 신뢰성 높은 전송을 위한 폴라 코드(Polar Code)와 같은 새로운 채널 코딩 방법, L2 선-처리(L2 pre-processing), 특정 서비스에 특화된 전용 네트워크를 제공하는 네트워크 슬라이싱(Network Slicing) 등에 대한 표준화가 진행되었다.
현재, 5G 이동통신 기술이 지원하고자 했던 서비스들을 고려하여 초기의 5G 이동통신 기술 개선(improvement) 및 성능 향상(enhancement)을 위한 논의가 진행 중에 있으며, 차량이 전송하는 자신의 위치 및 상태 정보에 기반하여 자율주행 차량의 주행 판단을 돕고 사용자의 편의를 증대하기 위한 V2X(Vehicle-to-Everything), 비면허 대역에서 각종 규제 상 요구사항들에 부합하는 시스템 동작을 목적으로 하는 NR-U(New Radio Unlicensed), NR 단말 저전력 소모 기술(UE Power Saving), 지상 망과의 통신이 불가능한 지역에서 커버리지 확보를 위한 단말-위성 직접 통신인 비 지상 네트워크(Non-Terrestrial Network, NTN), 위치 측위(Positioning) 등의 기술에 대한 물리계층 표준화가 진행 중이다.
뿐만 아니라, 타 산업과의 연계 및 융합을 통한 새로운 서비스 지원을 위한 지능형 공장 (Industrial Internet of Things, IIoT), 무선 백홀 링크와 액세스 링크를 통합 지원하여 네트워크 서비스 지역 확장을 위한 노드를 제공하는 IAB(Integrated Access and Backhaul), 조건부 핸드오버(Conditional Handover) 및 DAPS(Dual Active Protocol Stack) 핸드오버를 포함하는 이동성 향상 기술(Mobility Enhancement), 랜덤액세스 절차를 간소화하는 2 단계 랜덤액세스(2-step RACH for NR) 등의 기술에 대한 무선 인터페이스 아키텍쳐/프로토콜 분야의 표준화 역시 진행 중에 있으며, 네트워크 기능 가상화(Network Functions Virtualization, NFV) 및 소프트웨어 정의 네트워킹(Software-Defined Networking, SDN) 기술의 접목을 위한 5G　베이스라인 아키텍쳐(예를 들어, Service based Architecture, Service based Interface), 단말의 위치에 기반하여 서비스를 제공받는 모바일 엣지 컴퓨팅(Mobile Edge Computing, MEC) 등에 대한 시스템 아키텍쳐/서비스 분야의 표준화도 진행 중이다.
이와 같은 5G 이동통신 시스템이 상용화되면, 폭발적인 증가 추세에 있는 커넥티드 기기들이 통신 네트워크에 연결될 것이며, 이에 따라 5G 이동통신 시스템의 기능 및 성능 강화와 커넥티드 기기들의 통합 운용이 필요할 것으로 예상된다. 이를 위해, 증강현실(Augmented Reality, AR), 가상현실(Virtual Reality, VR), 혼합 현실(Mixed Reality, MR) 등을 효율적으로 지원하기 위한 확장 현실(eXtended Reality, XR), 인공지능(Artificial Intelligence, AI) 및 머신러닝(Machine Learning, ML)을 활용한 5G 성능 개선 및 복잡도 감소, AI 서비스 지원, 메타버스 서비스 지원, 드론 통신 등에 대한 새로운 연구가 진행될 예정이다.
또한, 이러한 5G 이동통신 시스템의 발전은 6G 이동통신 기술의 테라헤르츠 대역에서의 커버리지 보장을 위한 신규 파형(Waveform), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(Array Antenna), 대규모 안테나(Large Scale Antenna)와 같은 다중 안테나 전송 기술, 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) 기술 뿐만 아니라, 6G 이동통신 기술의 주파수 효율 향상 및 시스템 네트워크 개선을 위한 전이중화(Full Duplex) 기술, 위성(Satellite), 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 자원을 활용하여 실현하는 차세대 분산 컴퓨팅 기술 등의 개발에 기반이 될 수 있을 것이다.
상술한 것과 이동통신 시스템의 발전에 따라 다양한 서비스를 제공할 수 있게 됨으로써, 이러한 서비스들을 효과적으로 제공하기 위한 방안이 요구되고 있으며, 특히 단말의 파워 소모를 감소시키기 위한 방안이 요구되고 있다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 웨이크업 수신기를 가진 단말의 파워 소모를 감소시키는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템의 단말이 수행하는 방법에 있어서, 상기 방법은, 웨이크업 관련 신호만을 수신하는 웨이크업 리시버를 통해 기지국으로부터 상기 웨이크업 관련 신호를 수신하는 단계; 상기 웨이크업 관련 신호에 기초하여 데이터를 송수신하는 메인 라디오의 상태를 결정하는 단계; 및 상기 메인 라디오의 상태에 기초하여 상기 웨이크업 리시버의 상태를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 웨이크업 리시버와 상기 메인 라디오는 독립적으로 구성될 수 있다.
상기 웨이크업 관련 신호에 기초하여 데이터를 송수신하는 메인 라디오의 상태를 결정하는 단계는, 상기 웨이크업 관련 신호가 메인 라디오 ON을 지시하는 신호인 경우, 상기 메인 라디오의 상태가 ON이 되도록 제어하거나, 상기 단말의 상태를 RRC 연결 상태로 변경할 수 있다.
상기 단말의 상태를 RRC 연결 상태로 변경하는 것은, 상기 메인 라디오를 통해 상기 웨이크업 관련 신호를 수신한 직후 또는 소정의 시간 이후 랜덤 엑세스를 수행하도록 제어할 수 있다.
상기 웨이크업 관련 신호에 기초하여 데이터를 송수신하는 메인 라디오의 상태를 결정하는 단계는, 상기 웨이크업 관련 신호가 메인 라디오 OFF을 지시하는 신호인 경우, 상기 메인 라디오의 상태가 OFF가 되도록 제어하거나, 상기 단말의 상태를 RRC 비활성화 상태 또는 RRC 유휴 상태로 변경할 수 있다.
상기 결정된 메인 라디오의 상태가 OFF인 경우, 상기 단말의 상태는 상기 단말의 상태를 RRC 비활성화 상태 또는 RRC 유휴 상태이고, 상기 결정된 메인 라디오의 상태가 ON인 경우, 상기 단말의 상태는 RRC 연결 상태일 수 있다.
상기 메인 라디오의 상태에 기초하여 상기 웨이크업 리시버의 상태를 결정하는 단계는, 상기 결정된 메인 라디오의 상태가 OFF인 경우, 상기 웨이크업 리시버의 상태가 ON이 되도록 제어하고, 상기 결정된 메인 라디오 상태가 ON인 경우, 상기 웨이크업 리시버의 상태가 OFF되도록 제어할 수 있다.
상기 데이터의 송수신이 완료된 이후, 상기 메인 라디오의 상태가 OFF가 되도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기지국으로부터 상기 웨이크업 리시버의 동작에 관한 설정 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 설정 정보는, 상기 웨이크업 리시버의 상태 변경 주기에 관한 정보, 상기 웨이크업 리시버와 상기 메인 라디오 간의 상태 매핑에 관한 정보 및 상기 기지국의 웨이크업 관련 신호 제공 주기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템의 단말에 있어서, 상기 단말은, 웨이크업 리시버; 메인 라디오; 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 웨이크업 관련 신호만을 수신하는 웨이크업 리시버를 통해 기지국으로부터 상기 웨이크업 관련 신호를 수신하고, 상기 웨이크업 관련 신호에 기초하여 데이터를 송수신하는 메인 라디오의 상태를 결정하고, 상기 메인 라디오의 상태에 기초하여 상기 웨이크업 리시버의 상태를 결정할 수 있다.
상기 웨이크업 리시버와 상기 메인 라디오는 독립적으로 구성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 웨이크업 관련 신호가 메인 라디오 ON을 지시하는 신호인 경우, 상기 메인 라디오의 상태가 ON이 되도록 제어하거나, 상기 단말의 상태를 RRC 연결 상태로 변경할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 웨이크업 관련 신호가 메인 라디오 ON을 지시하는 신호인 경우, 상기 메인 라디오의 상태가 ON이 되도록 제어하거나, 상기 단말의 상태를 RRC 연결 상태로 변경할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 웨이크업 관련 신호가 메인 라디오 OFF을 지시하는 신호인 경우, 상기 메인 라디오의 상태가 OFF가 되도록 제어하거나, 상기 단말의 상태를 RRC 비활성화 상태 또는 RRC 유휴 상태로 변경할 수 있다.
상기 결정된 메인 라디오의 상태가 OFF인 경우, 상기 단말의 상태는 상기 단말의 상태를 RRC 비활성화 상태 또는 RRC 유휴 상태이고, 상기 결정된 메인 라디오의 상태가 ON인 경우, 상기 단말의 상태는 RRC 연결 상태일 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 결정된 메인 라디오의 상태가 OFF인 경우, 상기 웨이크업 리시버의 상태가 ON이 되도록 제어하고, 상기 결정된 메인 라디오 상태가 ON인 경우, 상기 웨이크업 리시버의 상태가 OFF되도록 제어할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 기지국으로부터 상기 웨이크업 리시버의 동작에 관한 설정 정보를 수신하고, 상기 설정 정보는, 상기 웨이크업 리시버의 상태 변경 주기에 관한 정보, 상기 웨이크업 리시버와 상기 메인 라디오 간의 상태 매핑에 관한 정보 및 상기 기지국의 웨이크업 관련 신호 제공 주기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 서비스를 효과적으로 제공할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 5G 시스템의 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 동기 신호의 시간 영역 매핑 구조 및 빔 스위핑 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 랜덤 엑세스 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 단말이 기지국에게 단말 능력(UE capability) 정보를 보고하는 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국이 WUS를 통해 WUR를 가진 단말의 메인 라디오 상태 전환을 지시하는 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 WUR가 single state를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 WUR가 dual state일 때, 상태 전환을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 WUR가 multi state일 때, 상태 전환을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 WUS를 사용한 저지연/저전력 기법으로 인해 WUR의 상태들이 정해지면서 단말 메인 라디오의 상태를 기존 RRC state를 유지한 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 WUS를 사용한 저지연/저전력 기법으로 인해 WUR의 상태들이 정해지면서 단말 메인 라디오의 상태를 기존 RRC state를 유지하며 추가적인 OFF state가 상태가 정의된 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 WUS를 사용한 저지연/저전력 기법으로 인해 WUR의 상태들이 정해지면서 단말 메인 라디오 상태를 single state로 재정의한 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 WUS를 사용한 저지연/저전력 기법으로 인해 WUR의 상태들이 정해지면서 단말 메인 라디오 상태를 dual state로 재정의한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 WUS를 사용한 저지연/저전력 기법으로 인해 WUR의 상태들이 정해지면서 단말 메인 라디오 상태를 multi state로 재정의한 도면이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 WUR와 메인 라디오가 모두 ON/OFF의 dual state를 가질 때, 두 상태 간 관계를 표시한 도면이다.
도 15은 본 개시의 일 실시예에 따른 WUR는 ON/OFF의 dual state를 갖고, 메인 라디오는 기존 RRC state를 유지할 때, 두 상태 간 관계를 표시한 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 메인 라디오 동작을 위한 상태 전환 과정에서의 단말의 일반화된 절차에 대해 나타낸 도면이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 메인 라디오 동작 중지를 위한 상태 전환 과정에서의 단말의 일반화된 절차에 대해 나타낸 도면이다.
도 18은 본 개시의 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 개시의 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 본 개시의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한 본 개시를 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 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 실행예들에서는 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 설명에서, 물리 채널(physical channel)과 신호(signal)는 데이터 또는 제어 신호와 혼용하여 사용될 수 있다. 예를 들어, PDSCH(physical downlink shared channel)는 데이터가 전송되는 물리 채널을 지칭하는 용어이지만, PDSCH는 데이터를 지칭하기 위해서도 사용될 수 있다. 즉, 본 개시에서, '물리 채널을 송신한다'는 표현은 '물리 채널을 통해 데이터 또는 신호를 송신한다'는 표현과 동등하게 해석될 수 있다.
이하 본 개시에서, 상위 시그널링은 기지국에서 물리 계층의 하향링크 데이터 채널을 이용하여 단말로, 또는 단말에서 물리 계층의 상향링크 데이터 채널을 이용하여 기지국으로 전달되는 신호 전달 방법을 뜻한다. 상위 시그널링은 RRC(radio resource control) 시그널링 또는 MAC(media access control) 제어 요소(control element, CE)로 이해될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 개시는 3GPP NR(New Radio: 5세대 이동통신 표준) 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. 또한 단말이라는 용어는 핸드폰, 스마트폰, IoT 기기들, 센서들 뿐만 아니라 또 다른 무선 통신 기기들을 나타낼 수 있다.
이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, gNode B, gNB, eNode B, eNB, 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.
최근 폭발적으로 증가하는 모바일 데이터 트래픽을 처리하기 위해 LTE (Long Term Evolution 또는 E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)) 및 LTE-A (LTE-Advanced 또는 E-UTRA Evolution) 이후의 차세대 통신 시스템인 5G (5th Generation) 시스템 또는 New Radio access technology (NR) 의 초기 표준이 완료되었다. 기존의 이동 통신 시스템이 통상적인 음성/데이터 통신에 중점을 두었던데 비해, 5G 시스템은 기존 음성/데이터 통신의 향상을 위한 eMBB (enhanced Mobile BroadBand) 서비스, 고신뢰도/초저지연 (Ultra-Reliable and Low Latency Communication; URLLC) 서비스, 대량의 사물 통신을 지원하는 massive MTC (Machine Type Communication) 서비스 등, 다양한 서비스와 요구사항을 만족시키는 것을 목표로 하고 있다.
기존 LTE 및 LTE-A의 단일 캐리어당 시스템 전송 대역폭은(Transmission bandwidth) 최대 20MHz 로 제한되는데 반해, 5G 시스템은 이보다 월등히 넓은 초광대역폭을 활용해서 수 Gbps에 이르는 초고속 데이터 서비스를 주요 목표로 한다. 이에 따라 5G 시스템은 초광대역폭 주파수 확보가 상대적으로 용이한 수 GHz 부터 최대 100 GHz의 초고주파 대역을 후보 주파수로 고려하고 있다. 추가적으로 기존 이동 통신 시스템에서 사용하는 수백 MHz에서 수 GHz 에 포함되는 주파수 대역 중에서 주파수 재배치 또는 할당을 통해 5G 시스템을 위한 광대역폭 주파수 확보가 가능하다.
상기 초고주파 대역의 전파는 파장이 수 mm 수준으로 밀리미터웨이브 (mmWave) 라고 부르기도 한다. 그러나 초고주파 대역에서는 주파수 대역에 비례해서 전파의 경로 손실 (pathloss)이 증가하여, 이동 통신 시스템의 커버리지는 작아지게 된다.
상기 초고주파 대역에서 커버리지 감소의 단점을 극복하기 위해, 복수의 안테나를 사용해서 전파의 방사 에너지를 소정의 목적 지점으로 집중시켜 전파의 도달 거리를 증가시키는 빔포밍 (beamforming) 기술을 적용한다. 즉, 상기 빔포밍 기술을 적용한 신호는 신호의 빔폭 (beam width)이 상대적으로 좁아지고, 상기 좁아진 빔폭 내에 방사 에너지가 집중되어 전파 도달 거리가 증가한다. 상기 빔포밍 기술은 송신단 및 수신단에 각각 적용할 수 있다. 빔포밍 기술은 커버리지 증가 효과 이외에도, 빔포밍 방향 이외 영역에서 간섭을 감소시키는 효과가 있다. 상기 빔포밍 기술이 적절히 동작하기 위해서는 송/수신 빔의 정확한 측정 및 피드백 방법이 필요하다. 상기 빔포밍 기술은 소정의 단말과 기지국 사이에 일대일로 대응되는 제어 채널 또는 데이터 채널에 적용할 수 있다. 또한 기지국이 시스템 내의 복수의 단말에게 전송하는 공통신호, 예를 들어 동기 신호 (synchronization signal), 방송채널 (physical broadcast channel; PBCH), 시스템 정보 (system information)를 전송하기 위한 제어 채널 및 데이터 채널에 대해서도 커버리지 증가를 위해 빔포밍 기술을 적용할 수 있다. 공통신호에 빔포밍 기술을 적용할 경우에는, 빔 방향을 변경해서 신호를 전송하는 빔스위핑 (beam sweeping) 기술을 추가적으로 적용해서 셀내의 임의의 위치에 존재하는 단말에 대해서 공통신호가 도달할 수 있도록 한다.
5G 시스템의 또 다른 요구사항으로, 송수신단 사이 전송지연이 약 1ms 내외인 초저지연 (ultra-low latency) 서비스가 요구되고 있다. 전송지연을 줄이기 위한 한가지 방안으로 LTE 및 LTE-A 대비 짧은 TTI (short TTI; Transmission Time Interval) 기반의 프레임 구조 설계가 필요하다. TTI는 스케줄링을 수행하는 기본 시간 단위로, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템의 TTI는 한 서브프레임의 길이에 해당하는 1ms이다. 예를 들어, 상기 5G 시스템의 초저지연 서비스에 대한 요구사항을 만족시키기 위한 짧은 TTI 로, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템보다 짧은 0.5ms, 0.25ms, 0.125ms 등이 가능하다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 이동 통신 시스템에서 웨이크업 수신기를 가진 단말의 신호 전송 방법을 정의함으로써, 과도한 단말의 파워 소모 문제를 해소하고 높은 에너지 효율을 달성할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 5G 시스템의 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조의 일례를 나타내는 도면이다. 즉, 도 1은 5G 시스템의 데이터 또는 제어 채널이 전송되는 무선 자원 영역인 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 도 1에서 가로축은 시간 영역을, 세로축은 주파수 영역을 나타낸다. 5G 시스템의 시간 영역에서의 최소 전송단위는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼로서,
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(102)개의 심볼이 모여 하나의 슬롯(106)을 구성하고,
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000002
개의 슬롯이 모여 하나의 서브프레임 (105)을 구성할 수 있다. 상기 서브프레임의 길이는 1.0ms이고, 10개의 서브프레임이 모여 10ms 프레임 (114)을 구성할 수 있다. 주파수 영역에서의 최소 전송단위는 서브캐리어(subcarrier)로서, 전체 시스템 전송 대역 (Transmission bandwidth)의 대역폭은 총 NBW (104)개의 서브캐리어로 구성될 수 있다.
시간-주파수 영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(Resource Element, RE)(112)로서 OFDM 심볼 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 나타내어질 수 있다. 리소스 블록(Resource Block, RB 또는 Physical Resource Block, PRB)은 주파수 영역에서
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(110)개의 연속된 서브캐리어로 정의될 수 있다. 5G 시스템에서
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000004
=12 이고, 단말에게 스케줄링되는 RB 개수에 비례하여 데이터 레이트가 증가할 수 있다.
5G 시스템에서 기지국은 RB 단위로 데이터를 매핑하고, 일반적으로 소정의 단말에 대해 한 슬롯을 구성하는 RB에 대해 스케줄링을 수행할 수 있다. 즉, 5G 시스템에서 스케줄링이 수행되는 기본 시간 단위는 슬롯이고, 스케줄링이 수행되는 기본 주파수 단위는 RB일 수 있다.
OFDM 심볼개수
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000005
은 심볼간 간섭 방지를 위해 심볼마다 추가되는 순환 프리픽스(Cyclic Prefix, CP)의 길이에 따라 정해지는데, 예를 들어 일반형 CP (Normal CP)가 적용되면
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000006
=14, 확장형 CP (Extended CP)가 적용되면
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000007
=12일 수 있다. 확장형 CP는 일반형 CP 보다 전파 전송 거리가 상대적으로 긴 시스템에 적용되어 심볼 간 직교성을 유지할 수 있게 한다. 일반형 CP의 경우, CP 길이와 심볼 길이의 비율이 일정한 값으로 유지됨으로써, CP 로 인한 오버헤드가 서브캐리어 간격에 관계 없이 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 서브캐리어 간격이 작으면 심볼 길이는 길어지고, 이에 따라 CP 길이도 길어질 수 있다. 반대로, 서브캐리어 간격이 크면 심볼 길이는 짧아지고, 이에 따라 CP 길이는 줄어들 수 있다. 심볼 길이와 CP 길이는 서브캐리어 간격에 반비례할 수 있다.
5G 시스템에서는 다양한 서비스와 요구사항을 만족시키기 위해, 서브캐리어 간격을 조절함으로써 다양한 프레임구조가 지원될 수 있다. 예를 들어,
- 동작 주파수 대역 관점에서는, 서브캐리어 간격 (subcarrier spacing)이 클수록 고주파 대역의 phase noise 복구에 유리한 특징이 있다.
- 전송시간 관점에서는, 서브캐리어 간격이 크면 시간 영역의 심볼 길이가 짧아지고, 결과적으로 슬롯 길이가 짧아져서 URLLC 와 같이 초저지연 서비스를 지원하기에 유리하다.
- 셀 크기 관점에서는, CP 길이가 길수록 큰 셀을 지원 가능하므로 서브캐리어 간격이 작을 수록 상대적으로 큰 셀을 지원할 수 있다. 셀(cell)은 이동통신에서 하나의 기지국이 포괄하는 지역을 가리키는 개념이다.
상기 서브캐리어 간격 (subcarrier spacing), CP 길이 등은 OFDM 송수신에 필수적인 정보로서 기지국과 단말이 서브캐리어 간격, CP 길이 등을 서로 공통의 값으로 인지해야 원활한 송수신이 가능하다. [표 1] 은 5G 시스템에서 지원하는 서브캐리어 간격 설정 (subcarrier spacing configuration, μ), 서브캐리어 간격(
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000008
), CP 길이의 관계를 나타낸다.
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000009
[표 2]는 일반형 CP의 경우 서브캐리어 간격 설정(μ)별로, 각각 한 슬롯당 심볼 개수(
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000010
), 한 프레임당 슬롯 개수(
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000011
), 한 서브프레임 당 슬롯 개수(
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000012
)를 나타낸다.
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000013
[표 3]은 확장형 CP의 경우 서브캐리어 간격 설정(μ)별로, 각각 한 슬롯당 심볼 개수(
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000014
), 한 프레임당 슬롯 개수(
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000015
), 한 서브프레임 당 슬롯 개수(
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000016
)를 나타낸다.
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000017
5G 시스템이 도입되는 초기에는, 적어도 기존 LTE 또는/및 LTE-A (이하 LTE/LTE-A) 시스템과의 공존 또는 듀얼 모드 운영이 예상된다. 이로써 기존 LTE/LTE-A는 단말에게 안정적인 시스템 동작을 제공하고, 5G 시스템은 단말에게 향상된 서비스를 제공하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서 5G 시스템의 프레임 구조는 적어도 LTE/LTE-A의 프레임 구조 또는 필수 파라미터 세트를 (서브캐리어 간격 = 15kHz) 포함할 필요가 있다.
예를 들어, 서브캐리어 간격 설정 μ=0인 프레임 구조 (이하 프레임 구조 A)와 서브캐리어 간격 설정 μ=1인 프레임 구조(이하 프레임 구조 B)를 비교하면, 프레임 구조 A 대비 프레임 구조 B는 서브캐리어 간격과 RB 크기는 2배 커지고, 슬롯 길이와 심볼 길이는 2배 작아진 것을 나타낸다. 프레임 구조 B의 경우, 2 개의 슬롯이 1 개의 서브프레임을 구성하고, 20 개의 서브프레임이 1 개의 프레임을 구성할 수 있다.
5G 시스템의 프레임 구조를 일반화하면, 필수 파라미터 세트인 서브캐리어 간격, CP 길이, 슬롯 길이 등이 프레임 구조별로 서로 정수배의 관계를 갖도록 함으로서, 높은 확장성을 제공한다. 그리고 프레임 구조와 무관한 기준 시간 단위를 나타내기 위해 1ms의 고정된 길이의 서브프레임이 정의될 수 있다.
프레임 구조는 다양한 시나리오에 대응시켜 적용할 수 있다. 셀 크기 관점에서는, CP (cyclic prefix) 길이가 길수록 큰 셀을 지원 가능하므로, 프레임 구조 A가 상기 프레임 구조 B 대비 상대적으로 큰 셀을 지원할 수 있다. 동작 주파수 대역 관점에서는, 서브캐리어 간격이 클수록 고주파 대역의 phase noise 복구에 유리하므로, 프레임 구조 B가 프레임 구조 A 대비 상대적으로 높은 동작 주파수를 지원할 수 있다. 서비스 관점에서는, URLLC 와 같이 초저지연 서비스를 지원하기에는 스케줄링의 기본 시간 단위인 슬롯 길이가 짧을수록 유리하므로, 프레임 구조 B가 상기 프레임 구조 A 대비 상대적으로 URLLC 서비스에 적합할 수 있다.
이하 본 개시의 설명에서 상향링크(uplink, UL)는 단말이 기지국으로 데이터 또는 제어 신호를 전송하는 무선링크를 의미하고, 하향링크(downlink, DL)는 기지국이 단말로 데이터 또는 제어 신호를 전송하는 무선링크를 의미할 수 있다.
단말이 최초로 시스템에 접속하는 초기 접속 (initial access) 단계에서, 단말은 셀 탐색(cell search)을 통해 기지국이 전송한 동기신호 (synchronization signal)로부터 하향링크 시간 및 주파수 동기를 맞추고, 셀 식별자(cell ID)를 획득할 수 있다. 그리고 단말은 획득한 셀 ID를 사용하여 PBCH (Physical Broadcast Channel)를 수신하고, PBCH로부터 필수 시스템 정보인 MIB (Master Information Block)를 획득할 수 있다. 추가적으로 단말은 기지국이 전송하는 시스템 정보 (System Information Block, SIB)를 수신하여 셀 공통의 송수신 관련 제어 정보를 획득할 수 있다. 셀 공통의 송수신 관련 제어 정보는 랜덤 엑세스 관련 제어 정보, 페이징 관련 제어 정보, 각종 물리 채널에 대한 공통 제어 정보 등을 포함할 수 있다.
동기 신호 (synchronization signal)는 셀 탐색의 기준이 되는 신호로서, 주파수 밴드 별로, phase noise 등과 같은 채널 환경에 적합하도록 서브캐리어 간격이 적용될 수 있다. 데이터 채널 또는 제어 채널의 경우, 상술된 바와 같이 다양한 서비스를 지원하기 위해서, 서비스 타입에 따라 서브캐리어 간격이 다르게 적용될 수 있다.
도 2는 동기 신호의 시간 영역 매핑 구조 및 빔 스위핑 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
설명을 위해 다음의 구성요소들이 정의될 수 있다
- PSS (Primary Synchronization Signal): DL 시간/주파수 동기의 기준이 되는 신호로 셀 ID 일부 정보를 제공한다.
- SSS (Secondary Synchronization Signal): DL 시간/주파수 동기의 기준이 되고 셀 ID 나머지 일부 정보를 제공한다. 추가적으로 PBCH의 복조를 위한 기준신호 (Reference Signal) 역할을 할 수 있다.
- PBCH (Physical Broadcast Channel): 단말의 데이터 채널 및 제어 채널 송수신에 필요한 필수 시스템 정보인 MIB (Master Information Block)를 제공한다. 필수 시스템 정보는 제어 채널의 무선 자원 매핑 정보를 나타내는 탐색공간 (search space) 관련 제어 정보, 시스템 정보를 전송하는 별도의 데이터 채널에 대한 스케줄링 제어 정보, 타이밍 기준이 되는 프레임 단위 인덱스인 SFN (System Frame Number) 등의 정보 등을 포함할 수 있다.
- SS/PBCH 블록 (Synchronization Signal/PBCH Block or SSB): SS/PBCH 블록은 N 개의 OFDM 심볼로 구성되며 PSS, SSS, PBCH 등의 조합으로 이뤄진다. 빔스위핑 기술이 적용되는 시스템의 경우, SS/PBCH 블록은 빔 스위핑이 적용되는 최소 단위이다. 5G 시스템에서 N = 4 일 수 있다. 기지국은 최대 L 개의 SS/PBCH 블록을 전송할 수 있고, L 개의 SS/PBCH 블록은 하프 프레임 (0.5ms) 내에 매핑된다. 그리고 L 개의 SS/PBCH 블록은 소정의 주기 P 단위로 주기적으로 반복된다. 주기 P는 기지국이 시그널링을 통해 단말에게 알려줄 수 있다. 만약 주기 P에 대한 별도 시그널링이 없을 경우, 단말은 미리 약속된 디폴트 값을 적용한다.
도 2를 참조하면, 도 2는 시간의 흐름에 따라 SS/PBCH 블록 단위로 빔 스위핑이 적용되는 일례를 나타낸다. 도 2의 예에서, 단말1 (205)의 경우 t1 시점(201)에 SS/PBCH 블록#0에 적용된 빔포밍 의해 #d0 (203) 방향으로 방사된 빔을 이용해 SS/PBCH 블록을 수신한다. 그리고 단말2 (206)는 t2 시점(202)에 SS/PBCH 블록#4에 적용된 빔포밍에 의해 #d4 (204) 방향으로 방사된 빔을 이용해 SS/PBCH 블록을 수신한다. 단말은 기지국으로부터 단말이 위치한 방향으로 방사되는 빔을 통해 최적의 동기신호를 획득할 수 있다. 예컨대, 단말1 (205)은 단말1의 위치와 동떨어진 #d4 방향으로 방사되는 빔을 통한 SS/PBCH 블록으로부터는 시간/주파수 동기화 및 필수 시스템 정보를 획득하는 것이 어려울 수 있다.
초기 접속 절차 이외에도, 단말은 현재 셀의 라디오 링크 품질 (radio link quality)이 일정 수준 이상 유지되는지 판단하기 위해서도 SS/PBCH 블록을 수신할 수 있다. 또한 단말이 현재 셀에서 인접 셀로 접속을 이동하는 핸드오버 (handover) 절차에서 단말은 인접 셀의 라디오 링크 품질을 판단하고 인접 셀의 시간/주파수 동기를 획득하기 위해 인접 셀의 SS/PBCH 블록을 수신할 수 있다.
초기 접속 (initial access) 절차를 통해 단말이 기지국으로부터 MIB 및 시스템 정보를 획득한 후, 단말은 기지국과의 링크를 접속상태 (connected state 또는 RRC_CONNECTED state)로 전환하기 위해 랜덤 엑세스 (random access) 절차를 수행할 수 있다. 랜덤 엑세스 절차를 완료하면 단말은 connected 상태로 전환되고, 기지국과 단말 사이에 일대일 통신이 가능하게 된다. 이하 도 3을 참조하여 랜덤 엑세스 절차를 상세히 설명한다.
도 3은 랜덤 엑세스 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 랜덤 엑세스 절차의 제1 단계(310)로서 단말은 랜덤 엑세스 프리앰블(random access preamble)을 기지국으로 전송할 수 있다. 랜덤 엑세스 절차상 단말의 최초 전송 메시지인 랜덤 엑세스 프리앰블은 message 1 이라고 지칭될 수 있다. 기지국은 랜덤 엑세스 프리앰블로부터 단말과 기지국 사이의 전송 지연 값을 측정하고, 상향링크 동기를 맞출 수 있다. 이때 단말은 사전에 시스템 정보에 의해 주어진 랜덤 엑세스 프리앰블 세트 내에서 어떤 랜덤 엑세스 프리앰블을 사용할지 임의로 선택할 수 있다. 그리고 랜덤 엑세스 프리앰블의 초기 전송 전력은 단말이 측정한 기지국과 단말 사이의 경로손실(pathloss)에 따라 결정될 수 있다. 또한 단말은 기지국으로부터 수신한 동기신호로부터 랜덤 엑세스 프리앰블의 송신 빔 방향을 결정해서 랜덤 엑세스 프리앰블을 전송할 수 있다.
제2 단계(320)에서 기지국은 제1 단계(310)에서 수신한 랜덤 엑세스 프리앰블로부터 측정한 전송 지연 값을 기반으로 단말에게 상향링크 전송 타이밍 조절 명령을 전송한다. 또한 기지국은 스케줄링 정보로서 단말이 사용할 상향링크 자원 및 전력 제어 명령을 전송할 수 있다. 스케줄링 정보에 단말의 상향링크 송신 빔에 대한 제어 정보가 포함될 수 있다.
만약 단말이 제2 단계(320)에서 message 3에 대한 스케줄링 정보인 랜덤 엑세스 응답 (Random Access Response, RAR)(또는, message 2)을 기지국으로부터 소정의 시간 이내에 수신하지 못하면, 제1 단계(310)를 다시 진행할 수 있다. 만약 제1 단계(310)를 다시 진행하는 경우, 단말은 랜덤 엑세스 프리앰블의 전송 전력을 소정의 스텝만큼 증가시켜서 전송함으로써 (power ramping), 기지국의 랜덤 엑세스 프리앰블 수신 확률을 높일 수 있다.
제3 단계(330)에서 단말은 기지국에게 자신의 단말 아이디를 포함한 상향링크 데이터(message 3)를 제2 단계(320)에서 할당 받은 상향링크 자원을 사용해 상향링크 데이터 채널 (Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)을 통해 전송한다. Message 3를 전송하기 위한 상향링크 데이터 채널의 전송 타이밍은 제2 단계(320)에서 기지국으로부터 수신한 타이밍 제어 명령을 따를 수 있다. 그리고 Message 3를 전송하기 위한 상향링크 데이터 채널의 전송 전력은 제2 단계(320)에서 기지국으로부터 수신한 전력 제어 명령과 랜덤 엑세스 프리앰블의 파워램핑 값을 고려해서 결정될 수 있다. Message 3를 전송하기 위한 상향링크 데이터 채널은 단말이 랜덤 엑세스 프리앰블 전송 이후, 단말이 기지국으로 전송하는 최초의 상향링크 데이터 신호를 의미할 수 있다.
제4 단계(340)에서 기지국은 단말이 다른 단말과 충돌 없이 랜덤 엑세스를 수행한 것으로 판단되면, 제3 단계(330)에서 상향링크 데이터를 전송한 단말의 아이디를 포함하는 데이터(message 4)를 해당 단말에게 전송할 수 있다. 단말은 기지국으로부터 제4 단계(340)에서 기지국이 전송한 신호가 수신되면, 랜덤 엑세스가 성공한 것으로 판단할 수 있다. 그리고 단말은 message 4에 대한 성공적인 수신 여부를 나타내는 HARQ-ACK 정보를 상향링크 제어 채널 (Physical Uplink Control Channel, PUCCH)을 통해서 기지국으로 전송할 수 있다.
만일 단말이 제3 단계(330)에서 전송한 데이터와 다른 단말의 데이터가 서로 충돌하여 기지국이 단말로부터의 데이터 신호 수신에 실패하면, 기지국은 단말에게 더 이상의 데이터 전송을 하지 않을 수 있다. 이에 단말은 일정 시간 이내에 기지국으로부터 제4 단계(340)에서 전송되는 데이터 수신을 하지 못하면, 랜덤 엑세스 절차 실패로 판단하고, 제1 단계(310)부터 다시 시작할 수 있다.
랜덤 엑세스 절차를 성공적으로 완료하면 단말은 connected 상태로 전환되고, 기지국과 단말 사이에 일대일 통신이 가능하게 된다. 기지국은 connected 상태의 단말에게 UE capability 정보를 보고받아, 해당 단말의 UE capability 정보를 참조하여 스케줄링을 조절할 수 있다. 단말은 상기 UE capability 정보를 통해, 단말 자신이 소정의 기능을 지원하는지 여부, 단말이 지원하는 기능의 최대 허용 값 등을 기지국에게 알려줄 수 있다. 따라서, 각각의 단말이 기지국으로 보고하는 상기 UE capability 정보는 단말 별로 서로 다른 값이 될 수 있다.
일례로, 단말은 상기 UE capability 정보로서 다음 제어 정보의 적어도 일부를 포함하는 UE capability 정보를 기지국으로 보고할 수 있다.
- 단말이 지원하는 주파수 밴드 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 채널 대역폭 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 최대 변조 방식 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 최대 빔 개수 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 최대 레이어 개수 관련 제어 정보
- 단말이 지원하는 CSI 리포팅 관련 제어 정보
- 단말이 주파수 호핑을 지원하는지에 대한 제어 정보
- 반송파 묶음 (Carrier aggregation, CA) 지원 시, 대역폭관련 제어 정보
- 반송파 묶음 지원 시, cross carrier scheduling 을 지원하는지에 대한 제어 정보
도 4는 단말이 기지국에게 단말 능력(UE capability) 정보를 보고하는 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4를 참고하면, 410 단계에서 기지국(402)은 단말(401)에게 UE capability 정보 요청 메시지를 전송할 수 있다. 기지국의 UE capability 정보 요청에 따라 단말은, 420 단계에서 기지국에게 UE capability 정보를 전송한다.
전술한 과정을 통해 기지국과 연결된 단말은 RRC_CONNECTED 상태의 단말로서 일대일 통신을 할 수 있다. 반대로 연결이 되지 않는 단말은 RRC_IDLE 상태의 단말로, RRC_IDLE 상태의 단말의 동작은 다음과 같이 구분될 수 있다. 물론 하기 예시에 제한되지 않는다.
- 상위 계층에 의해 설정된 단말-특정의 DRX (Discontinuous Reception) 사이클을 동작
- 코어 네트워크로부터의 페이징 메시지를 수신하는 동작
- 시스템 정보를 획득
- 주변 셀 관련 측정 동작 및 셀 재선택
5G 시스템에서는 단말의 초기 엑세스에 소모되는 에너지와 시간을 줄이기 위해서 RRC_INACTIVE라는 새로운 상태의 단말이 정의되었다. RRC_INACTIVE 단말은 RRC_IDLE 단말이 수행하는 동작에 더하여 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다. 물론 하기 예시에 제한되지 않는다.
- 셀 접속에 필요한 AS (Access stratum) 정보 저장
- RRC 계층에 의해 설정된 단말-특정 DRX 사이클 동작
- RRC 계층에 의해 핸드오버 시 활용될 수 있는 RNA (RAN-based notification area) 설정 및 주기적으로 업데이트 수행
- I-RNTI를 통해 전송되는 RAN 기반의 페이징 메시지 모니터링
이하 기지국이 단말에게 하향링크 데이터를 전송하거나, 단말의 상향링크 데이터 전송을 지시하는 스케줄링 방법을 설명한다.
하향링크 제어 정보 (Downlink Control Information, DCI)는 기지국이 하향링크를 통해 단말에게 전송하는 제어 정보로서, 소정의 단말에 대한 하향링크 데이터 스케줄링 정보 또는 상향링크 데이터 스케줄링 정보를 포함할 수 있다. 일반적으로 기지국은 DCI를 단말별로 독립적으로 채널코딩 한 후, 하향링크 물리제어 채널인 PDCCH (Physical Downlink Control Channel)를 통해 각각의 단말에게 전송할 수 있다.
기지국은 스케줄링하고자 하는 단말에 대해, 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보 (Downlink assignment) 인지, 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보 (Uplink grant) 인지 여부, 전력제어 용 DCI 인지 여부 등의 목적에 따라 소정의 정해진 DCI 포맷을 적용하여 운용할 수 있다.
기지국은 하향링크 데이터를 하향링크 데이터 전송용 물리채널인 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)를 통해 단말에게 전송할 수 있다. PDSCH의 시간 및 주파수 영역에서의 구체적인 매핑 위치, 변조 방식, HARQ 관련 제어 정보, 전력제어 정보 등의 스케줄링 정보는, PDCCH를 통해 전송되는 DCI 중 하향링크 데이터 스케줄링 정보와 관련된 DCI를 통해 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
단말은 상향링크 데이터를 상향링크 데이터 전송용 물리채널인 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel)를 통해 기지국으로 전송할 수 있다. PUSCH의 시간 및 주파수 영역에서의 구체적인 매핑 위치, 변조 방식, HARQ 관련 제어 정보, 전력 제어 정보 등의 스케줄링 정보는 PDCCH를 통해 전송되는 DCI 중 상향링크 데이터 스케줄링 정보와 관련된 DCI를 통해 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다.
PDCCH가 매핑되는 시간-주파수 자원은 제어 자원 세트(Control Resource Set, CORESET) 라고 부른다. CORESET은 주파수 영역에서 단말이 지원하는 대역폭의 전체 또는 일부 주파수 자원에 설정될 수 있다. 시간 영역에서는 하나 또는 복수 개의 OFDM 심볼로 설정될 수 있고, 이는 CORESET 길이 (Control Resource Set Duration)로 정의될 수 있다. 기지국은 단말에게 하나 또는 복수개의 CORESET을 상위 계층 시그널링(예컨대 시스템 정보(System Information), MIB(Master Information Block), RRC(Radio Resource Control) 시그널링)을 통해 설정할 수 있다. 단말에게 CORESET를 설정한다는 것은 CORESET 식별자(Identity), CORESET의 주파수 위치, CORESET의 심볼 길이 등의 정보를 제공하는 것을 의미할 수 있다. CORESET를 설정하기 위해 기지국이 단말에게 제공하는 정보들은 <표 4>에 포함된 정보 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000018
CORESET는 주파수 영역에서
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000019
RB들로 구성될 수 있고, 시간 영역에서
Figure PCTKR2023008756-appb-img-000020
∈{1,2,3} 심볼로 구성될 수 있다. NR PDCCH는 하나 또는 복수개의 CCE (Control Channel Element) 로 구성될 수 있다. 하나의 CCE는 6개의 REG (Resource Element Group)로 구성될 수 있고, REG는 1 OFDM 심볼 동안의 1 RB로 정의될 수 있다. 하나의 CORESET 내에서 REG는 CORESET의 첫 번째 OFDM 심볼, 가장 낮은 RB에서부터 REG 인덱스 0을 시작으로 시간-우선(Time-First) 순서로 인덱스가 매겨질 수 있다.
PDCCH에 대한 전송 방법으로 인터리빙 (Interleaved) 방식과 비인터리빙 (non-interleaved) 방식이 지원될 수 있다. 기지국은 단말에게 각 CORESET 별로 인터리빙 또는 비인터리빙 전송의 여부를 상위 계층 시그널링을 통해 설정해 줄 수 있다. 인터리빙은 REG 번들 단위로 수행될 수 있다. REG 번들이란 하나 또는 복수개의 REG의 집합으로 정의될 수 있다. 단말은 기지국으로부터 설정 받은 인터리빙 또는 비인터리빙 전송 여부에 기반하여 해당 CORESET 에서의 CCE-to-REG 매핑 방식을 하기의 <표 5>와 같은 방식으로 결정할 수 있다.
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기지국은 PDCCH 가 슬롯 내에서 어느 심볼에 매핑되는지, 전송 주기 등의 설정 정보를 단말에게 시그널링을 통해 알려줄 수 있다.
PDCCH의 탐색공간 (search space)에 대해 설명하면 다음과 같다. PDCCH를 전송하는데 필요한 CCE의 개수는 집성 레벨 (Aggregation Level, AL)에 따라 1, 2, 4, 8, 16개가 될 수 있으며, 서로 다른 CCE 개수는 하향링크 제어 채널의 링크 적응(link adaptation)을 위해 사용될 수 있다. 예컨대, AL=L일 경우, 하나의 하향링크 제어 채널이 L 개의 CCE를 통해 전송될 수 있다. 단말은 하향링크 제어 채널에 대한 정보를 모르는 상태에서 신호를 검출하는 블라인드 디코딩 (blind decoding)을 수행하는데, 이를 위해 CCE들의 집합을 나타내는 탐색공간(search space)이 정의될 수 있다. 탐색공간은 주어진 집성 레벨 상에서 단말이 디코딩을 시도해야 하는 CCE들로 이루어진 하향링크 제어 채널 후보군(Candidate)들의 집합이며, 1, 2, 4, 8, 16 개의 CCE로 하나의 묶음을 만드는 여러 가지 집성 레벨이 있으므로 단말은 복수개의 탐색공간을 가질 수 있다. 탐색공간 세트(Search Space Set)는 설정된 모든 집성 레벨에서의 탐색공간들의 집합으로 정의될 수 있다.
탐색공간은 공통 탐색공간(Common Search Space, CSS)과 단말-특정 탐색공간 (UE-specific Search Space, USS)으로 분류될 수 있다. 일정 그룹의 단말들 또는 모든 단말들이 시스템 정보(System Information Block, SIB)에 대한 동적인 스케줄링이나 페이징 메시지와 같은 셀 공통의 제어 정보를 수신하기 위해 PDCCH의 공통 탐색공간을 조사할 수 있다. 예를 들어, 단말은 시스템 정보 수신을 위한 PDSCH의 스케줄링 할당 정보를 PDCCH의 공통 탐색공간을 조사함으로써 수신할 수 있다. 공통 탐색공간의 경우, 일정 그룹의 단말들 또는 모든 단말들이 PDCCH를 수신해야 하므로, 미리 약속된 CCE의 집합으로써 정의될 수 있다. 단말-특정적인 PDSCH 또는 PUSCH에 대한 스케줄링 할당 정보는 단말이 PDCCH의 단말-특정 탐색공간을 조사함으로써 수신할 수 있다. 단말-특정 탐색공간은 단말의 ID (Identity) 및 다양한 시스템 파라미터의 함수로 단말-특정적으로 정의될 수 있다.
기지국은 PDCCH의 탐색공간에 대한 설정 정보를 상위 계층 시그널링 (예컨대, SIB, MIB, RRC 시그널링)을 통해 단말에게 설정할 수 있다. 예를 들면, 기지국은 각 집성 레벨 L에서의 PDCCH 후보군 수, 탐색공간에 대한 모니터링 주기, 탐색공간에 대한 슬롯 내 심볼 단위의 모니터링 occasion, 탐색공간 타입(공통 탐색공간 또는 단말-특정 탐색공간), 해당 탐색공간에서 모니터링 하고자 하는 DCI 포맷과 RNTI의 조합, 탐색공간을 모니터링 하고자 하는 CORESET 인덱스 등을 단말에게 설정할 수 있다. 예를 들면, PDCCH에 대한 탐색공간에 대한 파라미터는 하기의 <표 6>과 같은 정보들을 포함할 수 있다.
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설정 정보에 따라 기지국은 단말에게 하나 또는 복수 개의 탐색공간 세트를 설정할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 기지국은 단말에게 탐색공간 세트 1과 탐색공간 세트 2를 설정할 수 있다. 탐색공간 세트 1에서는 단말이 X-RNTI로 스크램블링된 DCI 포맷 A를 공통 탐색공간에서 모니터링 하도록 설정될 수 있고, 탐색공간 세트 2에서는 단말이 Y-RNTI로 스크램블링된 DCI 포맷 B를 단말-특정 탐색공간에서 모니터링 하도록 설정될 수 있다.
설정 정보에 따르면, 공통 탐색공간 또는 단말-특정 탐색공간에 하나 또는 복수 개의 탐색공간 세트가 존재할 수 있다. 예를 들어 탐색공간 세트#1과 탐색공간 세트#2가 공통 탐색공간으로 설정될 수 있고, 탐색공간 세트#3과 탐색공간 세트#4가 단말-특정 탐색공간으로 설정될 수 있다.
공통 탐색공간에서 단말은 다음의 DCI 포맷과 RNTI의 조합을 모니터링 할 수 있다. 물론 다음 예시에 제한되지 않는다.
- DCI format 0_0/1_0 with CRC scrambled by C-RNTI, CS-RNTI, SP-CSI-RNTI, RA-RNTI, TC-RNTI, P-RNTI, SI-RNTI
- DCI format 2_0 with CRC scrambled by SFI-RNTI
- DCI format 2_1 with CRC scrambled by INT-RNTI
- DCI format 2_2 with CRC scrambled by TPC-PUSCH-RNTI, TPC-PUCCH-RNTI
- DCI format 2_3 with CRC scrambled by TPC-SRS-RNTI
단말-특정 탐색공간에서 단말은 다음의 DCI 포맷과 RNTI의 조합을 모니터링 할 수 있다. 물론 다음 예시에 제한되지 않는다.
- DCI format 0_0/1_0 with CRC scrambled by C-RNTI, CS-RNTI, TC-RNTI
- DCI format 1_0/1_1 with CRC scrambled by C-RNTI, CS-RNTI, TC-RNTI
전술한 RNTI들은 다음의 정의 및 용도를 따를 수 있다.
- C-RNTI (Cell RNTI): 단말-특정 PDSCH 또는 PUSCH 스케줄링 용도
- TC-RNTI (Temporary Cell RNTI): 단말-특정 PDSCH 스케줄링 용도
- CS-RNTI(Configured Scheduling RNTI): 준정적으로 (semi-static) 설정된 단말-특정 PDSCH 스케줄링 용도
- RA-RNTI (Random Access RNTI): 랜덤 엑세스 단계에서 PDSCH 스케줄링 용도
- P-RNTI (Paging RNTI): 페이징이 전송되는 PDSCH 스케줄링 용도
- SI-RNTI (System Information RNTI): 시스템 정보가 전송되는 PDSCH 스케줄링 용도
- INT-RNTI (Interruption RNTI): PDSCH에 대한 puncturing 여부를 알려주기 위한 용도
- TPC-PUSCH-RNTI (Transmit Power Control for PUSCH RNTI): PUSCH에 대한 전력 조절 명령 지시 용도
- TPC-PUCCH-RNTI (Transmit Power Control for PUCCH RNTI): PUCCH에 대한 전력 조절 명령 지시 용도
- TPC-SRS-RNTI (Transmit Power Control for SRS RNTI): SRS에 대한 전력 조절 명령 지시 용도
상술한 DCI 포맷들은 하기의 <표 7>과 같은 정의를 따를 수 있다.
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CORESET p, 탐색공간 세트 s에서 집성 레벨 L의 탐색공간은 하기의 수학식과 같이 표현할 수 있다.
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상술한 바와 같이, 5G 시스템에서 수 Gbps에 이르는 초고속 데이터 서비스를 달성하기 위해, 수십 내지 수백 MHz, 또는 수 GHz의 초광대역폭의 신호 송수신이 지원될 수 있다. 초광대역폭의 신호 송수신은 단일 구성 반송파 (component carrier, CC)를 통해 지원되거나, 또는 여러 개의 구성 반송파들을 결합하는 반송파 묶음 (Carrier aggregation, CA) 기술을 통해 지원될 수 있다. 반송파 묶음 기술은 이동통신 사업자가 초고속 데이터 서비스를 제공하기에 충분한 대역폭의 주파수를 단일 구성 반송파로 확보하지 못한 경우, 상대적으로 대역폭 크기가 작은 각각의 구성 반송파들을 결합하여 주파수 대역폭의 총합을 키우고 결과적으로 초고속 데이터 서비스를 가능하게 할 수 있다.
5G 시스템은 다양한 사용 사례 모두를 대상으로 설계되고 개발된다. 대기 시간, 신뢰성 및 가용성 외에도 단말의 에너지 효율은 5G 시스템에서 매우 중요하다. 5G 단말은 개인의 사용 시간에 따라 주 또는 일 단위로 충전을 해야 하는데, 일반적으로 RRC_IDLE/RRC_INACTIVE 상태에서 수십 mW, RRC_CONNECTED 상태에서 수백 mW를 소비한다. 배터리 수명을 연장하기 위한 설계는 더 나은 사용자 경험뿐만 아니라 에너지 효율을 향상시키기 위한 필수 요소이다. 에너지 효율은 연속적인 에너지원이 없는 단말, 예를 들어 작은 충전식 및 단일 코인 셀 배터리를 사용하는 단말에게 더욱 중요하다. 5G 사용 사례 중 센서와 actuator는 모니터링, 측정, 충전 등을 위해 광범위하게 배치되게 되는데, 일반적으로 배터리는 재충전이 불가능하며 최소 몇 년 이상 배터리가 지속될 것으로 예상된다. 또한 웨어러블은 스마트워치, 링, eHealth 관련 기기, 의료 모니터링 기기 등이 있는데 일반적으로 사용시간에 따라 최대 1-2주까지 지속하기가 어렵다.
일 실시예에 따르면, 5G 단말의 전력 소비는 웨이크업 기간들의 설정된 길이, 예를 들어, 페이징 사이클에 의존하게 되는데, 배터리 수명 요건을 충족시키기 위해 값이 큰 extended discontinuous reception (eDRX) 사이클을 사용할 것으로 예상된다. 하지만 eDRX 방식은 높은 대기 시간을 기반으로 배터리 수명이 길게 유지하는 것이므로 대기 시간이 낮은 서비스에 적합하지 않다. 예를 들어, 화재 감지 및 진화 사용 사례에서는 센서에 의해 화재가 감지된 시점으로부터 1~2초 이내에 방화 셔터를 닫고 actuator에 의해 스프링클러를 켜야 한다. 즉, 대기 시간이 중요한 사용 사례이므로, 기존과 같이 긴 eDRX 사이클은 지연 요건을 충족시킬 수 없기 때문에 이러한 경우에 eDRX는 적합하지 않다.
일 실시예에 따르면, 5G 단말은 eDRX 사이클 당 1회 주기적으로 웨이크업이 필요할 수 있으며, 이는 시그널링이나 데이터 트래픽이 없는 기간의 전력 소모를 지배할 수 있다. 페이징과 같이 단말이 트리거 될 때만 웨이크업 할 수 있다면 전력 소모를 획기적으로 줄일 수 있을 것인데, 이는 도 5와 같이 웨이크업 신호 (wake-up signal: WUS)를 이용하여 메인 라디오 (기존 NR 라디오)를 트리거하고, 초저전력으로 WUS를 모니터링할 수 있는 별도의 수신기인 웨이크업 수신기 (wake-up receiver: WUR)를 이용하여 데이터 송수신이 필요할 때만 메인 라디오를 키는 방법으로 달성될 수 있다.
예를 들어, 기지국이 ON 혹은 OFF에 해당하는 WUS(501)를 단말(UE)에 송신하면, 단말은 WUR(502)를 이용하여 WUS를 수신한다. 수신된 신호가 ON 혹은 OFF 정보에 따라 OFF 혹은 ON 상태인 메인 라디오(main radio) (504)를 trigger (503)하여 각각 깨우거나 전원을 끄는 상태로 설정한다). 단말은 경우에 따라 메인 라디오(504)를 완전히 OFF 하지 않고, 깊은 잠 (deep sleep) 상태로도 설정할 수 있다. 만약 기지국에서 단말에 보낼 데이터 트래픽(505)이 발생하여 WUS가 ON에 해당하는 신호가 송신되면, 메인 라디오는 ON(506) 상태가 되며, 단말은 기지국이 송신한 데이터를 WUR가 아닌 메인 라디오를 통해 수신한다. WUS를 모니터링하기 위한 소비 전력은 WUS 설계 및 신호 검출 및 처리에 사용되는 WUR의 하드웨어 모듈에 의존되므로 특히 IoT 사용 사례 (산업 센서, 컨트롤러와 같은) 및 웨어러블을 포함한 전력에 민감하고 작은 폼 팩터 장치에 대해 이득이 극대화될 것으로 예상된다.
전술한 구조를 가진 단말은 기존 메인 라디오에 국한된 RRC 상태들 (RRC_CONNECTED, RRC_INACTIVE, RRC_IDLE) 외에도 WUR에 대한 상태들이 추가적으로 필요하다. 또한 WUS를 사용한 저지연/저전력 기법으로 인해 WUR의 상태들이 정해지면 메인 라디오에 대한 상태가 변경될 수 있으며, WUR 상태와 메인 라디오 상태 간의 관계 역시 재정의가 되어야한다.
이하 구체적인 실시 예를 통해 본 발명에서 제안하는 웨이크업 수신기를 가진 단말의 에너지 절감 방법을 설명한다.
<제 1 실시 예>
제 1 실시 예는 웨이크업 수신기(Wake Up Receiver, WUR)을 포함하는 단말의 파워 절감 (power saving)을 위해, 단말의 WUR 상태 (state)를 구분하고 상태 전환 (state transition) 시 단말의 동작에 대해 설명한다. 단말의 WUR 상태는 WUR가 ON되는 빈도에 따라 크게 single state, dual state, 그리고 multi state로 구분할 수 있으며, 도 6~8에 걸쳐 각 state에 대해 자세히 설명한다.
도 6은 단말의 WUR가 single state를 나타내는 도면이다. 먼저 single state일 경우에는 WUR가 항상 ON 상태 (601)일 수 있다. WUR가 항상 ON 상태 (601)에 있으므로 단말의 메인 라디오의 상태(RRC_INACTIVE, RRC_IDLE, RRC_CONNECTED)에 관계 없이 혹은 메인 라디오의 상태로부터의 영향 없이, WUR가 항상 WUS을 모니터링 할 수 있다. single state가 되면 실질적으로 WUR에 대한 추가적인 상태가 정의될 필요가 없다.
도 7은 단말의 WUR가 dual state일 때, 상태 전환을 나타내는 도면이다. 기지국으로부터 WUS를 수신해야 하는 경우에만 ON 상태 (701)이고, 그 외의 경우에는 OFF 상태 (702)인 경우이다. 일 실시예로써 메인 라디오가 데이터를 수신할 수 있는 상태인지의 여부에 따라 WUR의 상태가 ON 상태 (701)일 수 있는지 혹은 OFF 상태 (702)일 수 있는지가 결정될 수 있다. 예를 들어 도 5의 (505)와 같이 메인 라디오가 데이터를 수신하고 있는 상황에서는 WUR는 OFF 상태(702)를 유지하다가 데이터 수신이 끝나 메인 라디오를 끄거나 깊은 잠 상태로 보내기 위해 도 5의 (501)의 WUS를 수신 받을 때만 (703) 과정을 통해 WUR가 ON 상태(701)를 유지할 수 있다. 따라서 single state에 비해 OFF 상태인 시간만큼 WUR의 파워를 절감할 수 있고, 결국 단말의 더 큰 파워 절감이 가능할 수 있다.
도 8은 단말의 WUR가 multi state일 때, 상태 전환을 나타내는 도면이다. Multi-state가 이용될 수 있는 일 예로써 특정 시점에 물류 점검을 위한 IoT 등 장기간 WUS 미수신이 예상될 경우 추가 state가 필요할 수 있다. 이 경우에는 (801)~(804)과 같이 WUS 수신 빈도에 따라 N개의 state가 정의될 수 있고, n번째 state의 WUS 수신 빈도를 Xn이라 하면 X1>X2>...>XN-1>XN과 같이 사전 정의될 수 있는 혹은 기지국으로부터 상위 설정될 수 있는 Xn 값을 적용하여 운용할 수 있다. 각 state는 도 7의 multi state와 같이 인접 state로만 상태 전환될 수도 있고 경우에 따라 기지국 혹은 단말의 판단 하에 인접 외의 state로도 상태 전환될 수도 있다. 도 6~8에 대한 상기 명칭들은 하나의 예시로, 각 단말의 WUR 상태를 표현하는 명칭은 달라질 수 있다.
<제 2 실시 예>
제 2 실시 예는 웨이크업 수신기를 가진 단말의 파워 절감을 위해, 단말의 WUR 상태가 정의된 상황에서 메인 라디오의 상태를 구분하고 상태 전환 시 단말의 동작에 대해 설명한다. 본 발명에서 단말의 메인 라디오 상태는 크게 두가지 방법으로 구분될 수 있다. 첫번째로 재정의 하지 않는 방법은 도 9~10에 걸쳐서, 두번째로 재정의 하는 방법은 도 11~13에 걸쳐서 각 state에 대해 자세히 설명한다.
도 9는 WUS를 사용한 저지연/저전력 기법으로 인해 WUR의 상태들이 정해지면서 단말 메인 라디오의 상태를 기존 RRC state를 유지한 도면이다. RRC_CONNECTED (903) 단말은 초기 접속 절차를 완료하여 기지국과 단말 사이에 일대일 통신이 가능한 반면, RRC_INACTIVE (902) 단말이나 RRC_IDLE (901) 단말은 기지국의 시스템 정보나 페이징 메시지 같은 셀 공통의 제어 정보를 수신하는 동작을 주로 수행한다. 단말의 상태에 따라 송수신 할 수 있는 채널이 제한되므로, 기지국으로부터 메인 라디오의 OFF를 의미하는 WUS가 WUR에 수신되는 경우 메인 라디오는 RRC_INACTIVE(902)나 RRC_IDLE(901) 상태로 변환되어 단말의 판단 하에 실시하는 수면 모드 (sleep mode: deep sleep, light sleep, micro sleep 등)으로 전환될 수 있다. 이 때, 기지국에서는 기존과 같이 단말의 상태가 RRC_INACTIVE(902) 혹은 RRC_IDLE(901)로만 인식하게 되고, 단말은 RRC_INACTIVE(902) 혹은 RRC_IDLE(901)을 위해 규격에서 정의된 대로 동작할 수 있다.
도 10은 WUS를 사용한 저지연/저전력 기법으로 인해 WUR의 상태들이 정해지면서 단말 메인 라디오의 상태를 기존 RRC state를 유지하며 추가적인 OFF state(1001)가 상태가 정의된 도면이다. 도 9와 마찬가지로 (1002)~(1004)의 기존 RRC state들은 기지국으로부터 메인 라디오의 OFF를 의미하는 WUS가 WUR에 수신되기 전까지 사용되다가 WUS를 수신한 이후에는 OFF state(1001)로 전환된다. 즉, 단말의 파워 절감을 위해서 단말이 어떤 동작도 수행하지 않고 대기전력만 소모하는 모드를 OFF state(1001)라고 칭하며, 단말의 메인 라디오가 OFF state(1001)로 동작할 경우, WUS를 제외한 어떤 기지국 시스템 정보 및 관련 제어 채널도 수신하지 않는다. 다만 실질적인 단말의 상태나 정보는 마지막 연결되었던 기지국에 저장이 되어 있으므로 단말의 WUR가 ON에 해당하는 WUS를 수신한 경우, 바로 마지막 연결된 기지국에 RRC_IDLE(1002) 상태로 돌아가 기지국의 시스템 정보나 페이징 메시지 같은 셀 공통의 제어 정보를 수신 (1005)하거나 random access를 통해 다시 RRC_CONNECTED로 상태 전환(1006)될 수 있다.
도 11은 WUS를 사용한 저지연/저전력 기법으로 인해 WUR의 상태들이 정해지면서 단말 메인 라디오 상태를 single state로 재정의한 도면이다. 단말의 메인 라디오가 single state일 경우에는 항상 ON 상태 (1101)이므로 가장 파워를 많이 소모하는 시나리오이므로, 단말의 전력 소모가 문제가 되지 않는 경우에만 적용될 수 있다.
도 12는 WUS를 사용한 저지연/저전력 기법으로 인해 WUR의 상태들이 정해지면서 단말 메인 라디오 상태를 dual state로 재정의한 도면이다. WUR에서 파워 절감을 위한 모든 절차를 수행하므로 WUR의 트리거로 (1203)에 따라 ON 상태 (1201) 혹은 OFF 상태 (1202) 상태가 스위치된다.
도 13은 WUS를 사용한 저지연/저전력 기법으로 인해 WUR의 상태들이 정해지면서 단말 메인 라디오 상태를 multi state로 재정의한 도면이다. ON/OFF 2단계가 아닌 (1301)~(1304)의 K단계를 정의할 수 있는데, 예를 들어 메인 라디오가 sleep할 수 있는 지속시간, RF 부품이 OFF될 수 있는 절전 수준 혹은 에너지 수확 레벨을 기준으로 한다. k번째 state의 수면 레벨을 Xk이라 하면 X1>X2>...>XK-1>XK과 같이 사전 정의된 Xk 값을 적용하여 운용할 수 있다. 각 state는 도 13의 multi state와 같이 인접 state로만 상태 전환될 수도 있고 경우에 따라 기지국 혹은 단말의 판단 하에 인접 외의 state로도 상태 전환될 수도 있다. 도 9~13에 대한 상기 명칭들은 하나의 예시로, 각 단말의 메인 라디오 상태를 표현하는 명칭은 달라질 수 있다.
<제 3 실시 예>
제 3 실시 예는 웨이크업 수신기를 가진 단말의 파워 절감을 위해, 단말의 WUR 상태와 메인 라디오의 상태가 정의된 상황에서 두 상태 간 관계에 대해 설명한다. 만약 메인 라디오의 상태와 관계없이 도 6과 같이 WUR 상태가 언제나 ON인 경우에는 어떤 WUS를 수신하느냐에 따라 모든 메인 라디오의 상태에 연결될 수 있다. 따라서, WUS는 모든 메인 라디오의 상태를 지시하는 정보를 포함할 수도 있다. WUR는 매우 낮은 파워를 갖지만, 계속 파워를 낭비하기 때문에 도 14와 15는 WUR가 2개 이상의 상태를 가지고 있는 경우를 가정하여 설명한다.
도 14는 WUR와 메인 라디오가 모두 ON/OFF의 dual state를 가질 때, 두 상태 간 관계를 표시한 도면이다. 일 실시예에 따르면, WUR의 상태는 메인 라디오의 상태에 기초하여, 메인 라디오의 상태와 반대의 상태를 가질 수 있다. 즉, WUR의 상태는 메인 라디오의 상태로부터 암묵적으로 결정될 수 있다. 예를 들어 메인 라디오가 데이터를 수신하고 있는 상황에서는 메인 라디오는 ON (1404) 되어 있다면 WUR는 OFF (1401) 상태를 유지할 수 있다. 메인 라디오의 데이터 수신이 끝나 메인 라디오가 유휴 상태가 되면, 소정의 시간 뒤에 WUR가 ON 상태(1402) 그리고 메인 라디오는 OFF 상태(1403)가 된다. 다시 트래픽이 발생하여 데이터 송신이 필요한 경우, 먼저 ON에 해당하는 WUS를 WUR를 통해 수신하고 메인 라디오 ON(1404)을 트리거 (1405)하여 메인 라디오를 켜게 된다.
다른 경우는 위의 경우에 메인 라디오를 끄거나 깊은 잠 상태로 보내기 위해 기지국이 OFF에 해당하는 WUS를 송신할 수 있다. ON 상태인 WUR (1402)가 메인 라디오 OFF를 트리거 (1406)하게 되고 메인 라디오는 OFF 상태 (1403)이 된다. 여기서 WUR가 기지국의 개입 없이 OFF 상태(1401)에서 ON 상태(1402)로 변하는 상태 전환이 명확하지 않은 경우에는 기지국이 WUS/WUR에 의존하지 않을 것임을 암시할 수 있으며, 이후 WUR는 OFF 상태(1401)로 유지되며, 메인 라디오는 레거시 동작 (RRC states)을 수행할 수 있다.
즉, 두 경우의 차이는 메인 라디오를 깨우는 것은 동일하게 WUS에 의해 트리거 되지만, 메인 라디오를 끄거나 깊은 잠 상태로 보내는 데 있어 기지국의 개입 유무에 따라 달려있다.
도 15는 WUR는 ON/OFF의 dual state를 갖고, 메인 라디오는 기존 RRC state를 유지할 때, 두 상태 간 관계를 표시한 도면이다. 도 15의 예시는 메인 라디오는 기존 규격의 의 RRC State를 유지하며 WUR 상태만 추가된 상황이다. WUR의 OFF 상태 (1501)는 메인 라디오의 RRC_CONNECTED 상태 (1503)와 연결되어 있고, ON 상태 (1502)는 메인 라디오의 RRC_INACTIVE (1504) 및 RRC_IDLE 상태 (1505)에 연결될 수 있다. 혹은 ON 상태 (1502)는 메인 라디오의 RRC_CONNECTED (1503) 에 연결될 수 있다. 물론 추가로 도 10에서 설명한 것과 같이 메인 라디오에 OFF 상태(1506)가 있다면, 메인 라디오의 OFF 상태(1506) 역시도 WUS의 ON 상태 (1502) 연결된다.
추가적으로 WUR가 WUS를 수신하지 못하더라도 fallback 목적으로 ON 상태를 유지하는 경우가 있을 수 있다. 즉, 도 14에서 WUR이 OFF 상태로 갈 수 있는 경우에도 특정 경우에는 WUR이 ON 상태를 유지하거나 ON 상태가 트리거링 될 수 있다. 예를 들어 기지국이 단말에게 핸드오버를 알려주는 경우를 생각해 볼 수 있는데, WUR을 지원하는 1번 기지국과 WUR을 지원하지 않는 2번 기지국 간 핸드오버를 위해 메인 라디오를 깨우는 목적으로 WUR가 ON 상태로 유지될 수 있다. 다른 예로 메인 라디오의 wake time이 기지국에 의해 주기적으로 설정되는 경우(가령 메인 라디오가 주기적으로 데이터를 수신해야 하는 경우), WUR가 주기에 따라 자동으로 메인 라디오를 깨울 수 있다.
마지막으로 도 8에서 WUR가 multi state를 갖는 상황을 생각해볼 수 있는데, 앞서 설명하였듯이 오랜 시간동안 WUS를 수신 받지 않는 상황을 가정한 것이고 WUS 수신 빈도에 따라 결정되기 때문에 대부분의 상태들이 메인 라디오의 RRC_INACTIVE 혹은 RRC_IDLE 상태로 매핑되며, 마치 RRC_INACTIVE 혹은 RRC_IDLE 상태에서의 DRX 동작과 유사할 것으로 예상된다. 즉, RRC_INACTIVE 혹은 RRC_IDLE 상태인 단말의 경우, DRX 동작은 페이징 검출과 관련된다. 구체적으로, 단말은 페이징 메시지 및 시스템 정보 업데이트를 위해 DRX 주기별 페이징 상황을 감지할 필요가 있기 때문에 WUR의 각 상태에서 WUS 수신 빈도가 변수가 DRX 주기와 같은 역할을 하게 된다.
도 16은 단말의 메인 라디오 동작을 위한 상태 전환 과정에서의 단말의 일반화된 절차에 대해 나타낸 도면이다.
1601 단계에서 기지국은 목표 단말에 대한 데이터 트래픽이 발생할 경우 단말이 RRC_CONNECTED 상태 혹은 메인 라디오의 수신이 필요하므로 메인 라디오의 ON을 트리거링하는 WUS를 전송하게 된다. 메인 라디오의 ON을 트리거링하는 WUS에는 단순히 메인 라디오의 ON을 트리거링하는 간단한 정보가 포함될 수도 있고, 혹은 도 8의 WUR multi state 혹은 메인 라디오의 multi state에 매핑되어 다양한 state를 표현할 수 있는 정보가 표현될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 당장 데이터 전송이 필요하지 않을 수 있기 때문에 메인 라디오의 ON의 빈도나 수면 모드를 조절하여 적어도 데이터 전송이 필요한 시점에는 메인 라디오가 수신 받을 준비가 되어야 한다는 것을 간접적으로 나타내는 정보를 단말에게 송신할 수 있다. 단말은 WUS를 WUR로 수신하여 WUS가 어떤 동작을 지시하는지 식별할 수 있다.
1602 단계에서 단말은 수신된 WUS를 통해 메인 라디오가 동작할 수 있도록 트리거를 수행한다. 단말이 메인 라디오의 동작을 위해 수행하는 트리거는 메인 라디오의 상태 표현에 따라 상이할 수 있다. 먼저 도 9~10과 같이 기존 RRC state를 유지하는 경우에는 단말의 메인 라디오가 RRC_INACTIVE나 RRC_IDLE 혹은 OFF 상태에 있기 때문에 랜덤 엑세스를 하여 RRC_CONNECTED 상태가 되도록 트리거 된다. 혹은 단말의 메인 라디오가 RRC_CONNECTED 상태에 있는 경우 랜덤 엑세스를 할 필요가 없을 수 있으며, 따라서 1603 단계를 생략할 수도 있다. 반면에 도 11~13과 같이 메인 라디오 상태가 재정의된 경우에는 마찬가지로 단말은 랜덤 엑세스를 통해 ON 상태가 되도록 트리거 하거나 특히 multi state인 경우에는 Xk시점 이후에 랜덤 엑세스를 할 수 있도록 트리거할 수 있다.
1603 단계에서 단말은 1602 단계의 트리거 시점에 따라 랜덤 엑세스를 수행하게 된다. 랜덤 엑세스는 RRC_INACTIVE, RRC_IDLE 등 메인 라디오에서 정의된 상태에 따라 달라지게 된다. 예를 들어 RRC_INACTIVE는 RRC_CONNECTED로 가기 위해 Msg3에 RRCResumeRequest가 포함되고, RRC_IDLE 혹은 OFF의 경우에는 RRCSetupRequest가 포함될 수 있다. 추가로 Msg3에 RRC_CONNECTED 혹은 ON 상태로 변경하려는 이유를 나타내는 EstablishmentCause 가 포함되어 있는데, 기존 paging 동작이 아니므로 WUR로 트리거 되었다는 추가적인 메시지가 정의되어야 할 수도 있다.
단계 1604에서는 단말은 메인 라디오가 랜덤 엑세스가 정상적으로 수행되어 RRC_CONNECTED 혹은 ON 상태로 변경된 상황에서 WUR의 상태 변경이 필요한 경우 적절한 상태로 변경할 수 있다. 만약 도 6과 같이 WUR가 언제나 ON 상태인 경우에는 단계 1604를 생략할 수 있다. 그러나 메인 라디오의 상태와 반대의 상태로 WUR가 변경되는 경우에는 이러한 상태 변경이 필요할 수 있다. 메인 라디오의 상태와 반대의 상태로 WUR가 변경되는 경우에는 일반적으로 단말 내부에서 수행되는 동작이므로 기지국과의 시그널링이 필요하지는 않지만 WUS를 통해 단말의 메인 라디오 동작 중지에 대한 신호를 수신할 수도 있기 때문에 단말이 기지국에 WUR의 상태를 알려줄 수도 있다.
단계 1605부터는 단말과 기지국 사이의 동작은 기존 동작과 동일하며, 기지국 상태 전환 시그널링을 받은 단말들은 기지국에 의해 설정된 파라미터에 맞게 동작하여 데이터를 수신하게 된다.
도 17은 단말의 메인 라디오 동작 중지를 위한 상태 전환 과정에서의 단말의 일반화된 절차에 대해 나타낸 도면이다.
단계 1701에서 기지국은 목표 단말에 대한 송신할 데이터가 없을 경우 단말이 RRC_IDLE/RRC_INACTIVE 상태 혹은 메인 라디오의 OFF 상태 등 단말이 RRC_IDLE/RRC_INACTIVE 상태 혹은 메인 라디오의 OFF 상태를 트리거링하는 WUS를 전송할 수 있다. 단말이 RRC_IDLE/RRC_INACTIVE 상태 혹은 메인 라디오의 OFF 상태를 트리거링하는 WUS에는 단순히 메인 라디오의 OFF를 나타내는 간단한 정보가 포함될 수도 있고, 혹은 도 8의 WUR multi state에 매핑되어 다양한 state를 표현할 수 있는 정보가 표현될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 당장 데이터 전송에 대한 우선순위를 조절할 수 있기 때문에 단말은 빈도를 조절하여 메인 라디오의 상태를 조절할 수 있다. 단말은 단말이 RRC_IDLE/RRC_INACTIVE 상태 혹은 메인 라디오의 OFF 상태를 트리거링하는 WUS를 WUR로 수신하여 WUS가 어떤 동작을 지시하는지 식별할 수 있다. WUR가 OFF 되어 있는 상태일 경우에는 단말은 메인 라디오를 기존 RRC states로 동작시킬 수 있다.
단계 1702에서 단말은 수신된 WUS를 통해 메인 라디오가 상태를 변경할 수 있는 동작을 트리거할 수 있다. 단말의 메인 라디오가 RRC_CONNECTED 상태 혹은 ON 상태에 있기 때문에 단말은 RRC_INACTIVE나 RRC_IDLE 상태 혹은 OFF 상태에 있을 수 있도록 트리거를 한다. 혹은 단말의 메인 라디오가 RRC_CONNECTED 상태로 유지할 수도 있다. 기존 동작에서는 RRC_INACTIVE나 RRC_IDLE로의 상태 변경을 위해 기지국으로부터 RRCRelease라는 RRC 메시지를 수신하였으며, 단계 1702에서 단말은 RRCRelease와 같은 RRC 메시지가 WUS를 통해 간접적으로 지시 되었다고 판단할 수도 있다. 단계 1602와 유사하게 단말은 메인 라디오가 multi state인 경우에는 Xk시점 이후에 상태 전환을 할 수 있도록 트리거할 수 있다.
단계 1703에서는 단계 1702의 트리거에 따라 정상적으로 메인 라디오의 상태를 RRC_INACTIVE나 RRC_IDLE 상태 혹은 OFF에 준하는 상태로 변경할 수 있다.
단계 1704에서는 메인 라디오가 정상적으로 RRC_INACTIVE나 RRC_IDLE 상태 혹은 OFF에 준하는 상태로 변경된 상태에서 WUR의 상태 변경이 수행될 수 있다. 만약 도 6과 같이 WUR가 언제나 ON 상태인 경우에는 단계 1704를 건너뛸 수 있다. 그러나 메인 라디오의 상태와 반대의 상태로 WUR가 변경되는 경우에는 WUR의 상태 변경이 필요하다. 이미 기지국이 단계 1701에서와 같이 WUS로 RRCRelease를 간접적으로 알려주었기 때문에 단말은 기지국과의 추가적인 시그널링이 필요하지 않다.
상기 기술된 도 16 내지 17에서의 단계는 생략되거나 순서가 변경되거나 또는 기술되지 않은 단계가 부가되어 본 발명이 수행되는 것도 가능하다.
<제 4 실시 예>
기존 실시 예에서는 주로 메인 라디오의 상태를 기지국이 인지하여 반대 상태 등 상태 전환이 필요한 경우를 고려하였다. 이번 실시 예에서는 추가로 메인 라디오와 동일한 상태의 WUS가 들어오는 경우를 고려한다. 예를 들어 WUR의 상태가 ON으로 설정되어 WUS를 받을 준비가 되어 있을 때, 만약 메인 라디오가 ON이면 기지국은 OFF 상태를 나타내는 WUS를 보내 단말의 메인 라디오를 OFF 상태 (혹은 RRC_INACTIVE 또는 RRC_IDLE)로 전환하도록 한다. 이 때, 기지국은 메인 라디오의 상태를 인지하고 있기 때문에 메인 라디오의 상태가 ON인 경우 기존 실시 예에 따르면 메인 라디오의 ON 상태를 지시하는 WUS를 보내지 않는다. 그러나 DRX를 긴급히 종료하는 등 긴급히 송신할 데이터가 있으니 메인 라디오의 빠른 수신 준비를 촉구하기 위해 메인 라디오가 ON 상태인 경우에도 메인 라디오의 ON 상태를 나타내는 WUS를 송신할 수도 있다.
반대로 메인라디오가 OFF인 상태에서 메인 라디오의 OFF 상태를 지시하는 WUS를 기지국으로부터 수신할 수도 있다. 기지국은 메인 라디오의 상태를 인지하고 있기 때문에 메인 라디오의 상태가 OFF인 경우 기존 실시 예에 따르면 메인 라디오의 OFF 상태를 지시하는 WUS를 보내지 않는다. 그러나 RRC_CONNECTED에 있는 메인 라디오가 DCI 2_6과 같이 PDCCH 모니터링을 지연하는 것을 추가적인 DCI 없이 알려주거나, RRC_CONNECTED로 유지되고 있던 상태를 RRC_INACTIVE/RRC_IDLE로 상태 전환 하도록, 메인 라디오가 OFF 상태인 경우에도 메인 라디오의 OFF 상태를 나타내는 WUS를 송신할 수도 있다. 즉, WUS가 RRCRelease에 준하는 역할을 하는데 사용될 수 있다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말(UE)의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 본 개시의 단말은 프로세서(1820), 송수신부(1800), 메모리(1810)를 포함할 수 있다. 다만 단말의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 단말은 전술한 구성 요소보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 프로세서(1820), 송수신부(1800) 및 메모리(1810)이 하나의 칩(Chip) 형태로 구현될 수도 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(1820)는 상술한 본 개시의 실시예에 따라 단말이 동작할 수 있는 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1820)는 전술한 실시예들에 따른 브로드캐스트 서비스를 제공하기 위해 방법을 수행하기 위해 단말의 구성요소들을 제어할 수 있다. 프로세서(1820)는 메모리(1810)에 저장된 프로그램을 실행함으로써 전술한 본 개시의 실시예들이 수행되도록 단말의 구성요소들을 제어할 수 있다. 또한 프로세서(1820)는 AP(Application Processor), CP(Communication Processor), 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서(processor)일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면 송수신부(1800)는 네트워크 엔티티, 다른 단말 또는 기지국과 신호를 송수신할 수 있다. 네트워크 엔티티, 다른 단말 또는 기지국과 송수신하는 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 송수신부(1800)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 송수신부(1800)는 일 실시예일 뿐이며, 송수신부(1800)의 구성요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 송수신부(1800)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(1820)로 출력하고, 프로세서(1820)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(1810)는 단말의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1810)는 단말이 송수신하는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1810)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리(1810)는 복수 개일 수 있다. 또한 일 실시예에 따르면, 메모리(1810)는 전술한 브로드캐스트 서비스를 제공하기 위한 방법을 수행하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다.
도 19는 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 19에 도시된 바와 같이, 본 개시의 단말은 프로세서(1920), 송수신부(1900), 메모리(1910)를 포함할 수 있다. 다만 단말의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 단말은 전술한 구성 요소보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 프로세서(1920), 송수신부(1900) 및 메모리(1910)이 하나의 칩(Chip) 형태로 구현될 수도 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(1920)는 상술한 본 개시의 실시예에 따라 단말이 동작할 수 있는 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1920)는 전술한 실시예들에 따른 브로드캐스트 서비스를 제공하기 위해 기지국의 구성요소들을 제어할 수 있다. 프로세서(1920)는 메모리(1910)에 저장된 프로그램을 실행함으로써 전술한 본 개시의 실시예들이 수행되도록 단말의 구성요소들을 제어할 수 있다. 또한 프로세서(1920)는 AP(Application Processor), CP(Communication Processor), 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서(processor)일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면 송수신부(1900)는 네트워크 엔티티, 다른 기지국 또는 단말과 신호를 송수신할 수 있다. 네트워크 엔티티, 다른 기지국 또는 단말과 송수신하는 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 송수신부(1900)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 송수신부(800)는 일 실시예일 뿐이며, 송수신부(1900)의 구성요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 송수신부(1900)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(1920)로 출력하고, 프로세서(1920)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(1910)는 단말의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1910)는 단말이 송수신하는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1910)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리(1910)는 복수 개일 수 있다. 또한 일 실시예에 따르면, 메모리(1910)는 전술한 브로드캐스트 서비스를 제공하기 위한 방법을 수행하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 복수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크 상의 별도의 저장 장치가 본 개시의 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시예들에서, 본 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 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 명세서와 도면에는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 개시의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 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 시스템의 단말이 수행하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
    웨이크업 관련 신호만을 수신하는 웨이크업 리시버를 통해 기지국으로부터 상기 웨이크업 관련 신호를 수신하는 단계;
    상기 웨이크업 관련 신호에 기초하여 데이터를 송수신하는 메인 라디오의 상태를 결정하는 단계; 및
    상기 메인 라디오의 상태에 기초하여 상기 웨이크업 리시버의 상태를 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 웨이크업 리시버와 상기 메인 라디오는 독립적으로 구성되는 것인, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웨이크업 관련 신호에 기초하여 데이터를 송수신하는 메인 라디오의 상태를 결정하는 단계는,
    상기 웨이크업 관련 신호가 메인 라디오 ON을 지시하는 신호인 경우, 상기 메인 라디오의 상태가 ON이 되도록 제어하거나, 상기 단말의 상태를 RRC 연결 상태로 변경하는 것인, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단말의 상태를 RRC 연결 상태로 변경하는 것은,
    상기 메인 라디오를 통해 상기 웨이크업 관련 신호를 수신한 직후 또는 소정의 시간 이후 랜덤 엑세스를 수행하도록 제어하는 것인, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 웨이크업 관련 신호에 기초하여 데이터를 송수신하는 메인 라디오의 상태를 결정하는 단계는,
    상기 웨이크업 관련 신호가 메인 라디오 OFF을 지시하는 신호인 경우, 상기 메인 라디오의 상태가 OFF가 되도록 제어하거나, 상기 단말의 상태를 RRC 비활성화 상태 또는 RRC 유휴 상태로 변경하는 것인, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 결정된 메인 라디오의 상태가 OFF인 경우, 상기 단말의 상태는 상기 단말의 상태를 RRC 비활성화 상태 또는 RRC 유휴 상태이고,
    상기 결정된 메인 라디오의 상태가 ON인 경우, 상기 단말의 상태는 RRC 연결 상태인 것인, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 메인 라디오의 상태에 기초하여 상기 웨이크업 리시버의 상태를 결정하는 단계는,
    상기 결정된 메인 라디오의 상태가 OFF인 경우, 상기 웨이크업 리시버의 상태가 ON이 되도록 제어하고, 상기 결정된 메인 라디오 상태가 ON인 경우, 상기 웨이크업 리시버의 상태가 OFF되도록 제어하는 것인, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 데이터의 송수신이 완료된 이후, 상기 메인 라디오의 상태가 OFF가 되도록 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 기지국으로부터 상기 웨이크업 리시버의 동작에 관한 설정 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 설정 정보는, 상기 웨이크업 리시버의 상태 변경 주기에 관한 정보, 상기 웨이크업 리시버와 상기 메인 라디오 간의 상태 매핑에 관한 정보 및 상기 기지국의 웨이크업 관련 신호 제공 주기 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 방법.
  9. 무선 통신 시스템의 단말에 있어서, 상기 단말은,
    웨이크업 리시버;
    메인 라디오; 및
    적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    웨이크업 관련 신호만을 수신하는 웨이크업 리시버를 통해 기지국으로부터 상기 웨이크업 관련 신호를 수신하고,
    상기 웨이크업 관련 신호에 기초하여 데이터를 송수신하는 메인 라디오의 상태를 결정하고,
    상기 메인 라디오의 상태에 기초하여 상기 웨이크업 리시버의 상태를 결정하며,
    상기 웨이크업 리시버와 상기 메인 라디오는 독립적으로 구성되는 것인, 단말.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 웨이크업 관련 신호가 메인 라디오 ON을 지시하는 신호인 경우, 상기 메인 라디오의 상태가 ON이 되도록 제어하거나, 상기 단말의 상태를 RRC 연결 상태로 변경하는 것인, 단말.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 웨이크업 관련 신호가 메인 라디오 ON을 지시하는 신호인 경우, 상기 메인 라디오의 상태가 ON이 되도록 제어하거나, 상기 단말의 상태를 RRC 연결 상태로 변경하는 것인, 단말.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 웨이크업 관련 신호가 메인 라디오 OFF을 지시하는 신호인 경우, 상기 메인 라디오의 상태가 OFF가 되도록 제어하거나, 상기 단말의 상태를 RRC 비활성화 상태 또는 RRC 유휴 상태로 변경하는 것인, 단말.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 결정된 메인 라디오의 상태가 OFF인 경우, 상기 단말의 상태는 상기 단말의 상태를 RRC 비활성화 상태 또는 RRC 유휴 상태이고,
    상기 결정된 메인 라디오의 상태가 ON인 경우, 상기 단말의 상태는 RRC 연결 상태인 것인, 단말.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 결정된 메인 라디오의 상태가 OFF인 경우, 상기 웨이크업 리시버의 상태가 ON이 되도록 제어하고, 상기 결정된 메인 라디오 상태가 ON인 경우, 상기 웨이크업 리시버의 상태가 OFF되도록 제어하는 것인, 단말.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 기지국으로부터 상기 웨이크업 리시버의 동작에 관한 설정 정보를 수신하고,
    상기 설정 정보는, 상기 웨이크업 리시버의 상태 변경 주기에 관한 정보, 상기 웨이크업 리시버와 상기 메인 라디오 간의 상태 매핑에 관한 정보 및 상기 기지국의 웨이크업 관련 신호 제공 주기 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 단말.
PCT/KR2023/008756 2022-06-28 2023-06-23 무선 통신 시스템에서 웨이크업 수신기를 가진 단말의 파워 소모를 감소시키는 방법 및 장치 WO2024005463A1 (ko)

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