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WO2019031919A1 - 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2019031919A1
WO2019031919A1 PCT/KR2018/009182 KR2018009182W WO2019031919A1 WO 2019031919 A1 WO2019031919 A1 WO 2019031919A1 KR 2018009182 W KR2018009182 W KR 2018009182W WO 2019031919 A1 WO2019031919 A1 WO 2019031919A1
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WO
WIPO (PCT)
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quality
serving cell
base station
measurement
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2018/009182
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English (en)
French (fr)
Inventor
윤석현
고현수
김기준
김은선
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Electronics Inc
Original Assignee
LG Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Electronics Inc filed Critical LG Electronics Inc
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Priority to US16/635,976 priority patent/US11197184B2/en
Publication of WO2019031919A1 publication Critical patent/WO2019031919A1/ko
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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving a wireless signal.
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • RAT legacy radio access technology
  • massive machine type communication for connecting various devices and objects to each other to provide various services anytime and anywhere is one of the major issues to be considered in the next generation communication.
  • next generation wireless access technology is based on enhanced mobile broadband (eMBB) communications, massive machine-type communications (mMTC), ultra-reliable and low latency communication are being discussed.
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine-type communications
  • ultra-reliable and low latency communication are being discussed.
  • a method for transmitting and receiving a signal by a user equipment (UE) including a plurality of RF modules and a plurality of antenna modules in a wireless communication system includes the steps of: Communicating with a serving cell using a first antenna antenna module among a plurality of antenna modules and measuring the quality of one or more adjacent cells using a second antenna module among the plurality of antenna modules, And reporting the measurement results to the serving cell base station.
  • UE user equipment
  • a method includes receiving setup information related to quality measurement of a neighboring cell from a base station and setting at least one of resource allocation information of a reference signal for measuring a start time, One can be included.
  • the information on the setting of the measurement interval according to the embodiment may include at least one of the information about the type and the number of the antenna modules included in the second antenna module among the plurality of antenna modules.
  • Measuring the quality of one or more neighboring cells includes performing beam sweeping to detect a receive beam corresponding to a transmit beam of one or more neighbor cells and one or more neighboring cells, And measuring the quality of the one or more neighboring cells using the detected receive beam.
  • Measuring the quality of one or more neighbor cells may include measuring at least one of a Received Signal Received Power (RSRP) and a Received Signal Received Quality (RSRQ) for each of the one or more neighbor cells have.
  • RSRP Received Signal Received Power
  • RSSQ Received Signal Received Quality
  • the method may further include transmitting Channel Quality Information (CQI) information for scheduling during a measurement interval to a base station.
  • CQI Channel Quality Information
  • the step of transmitting the CQI information includes the steps of setting two CQI processes (CQI processes) from the base station, measuring channel quality for each of the two CQI processes, and transmitting measurement results as CQI information
  • the two CQI processes include a first CQI process and a second CQI process, wherein the first CQI process is used to measure channel quality when all of a plurality of antenna modules are used for communication with a serving cell
  • the second CQI process may be set to measure the channel quality when some of the plurality of antenna modules are used for communication with the serving cell.
  • the method may further include measuring a reception quality of the serving cell and setting a measurement interval from the base station when the reception quality of the serving cell is below a predetermined threshold.
  • a method is characterized in that the method comprises the steps of measuring the quality of a serving cell and the quality of one or more neighboring cells using a receive beam formed in alignment with the serving cell and determining if the quality of the one or more neighboring cells is greater than or equal to a predetermined threshold And setting a measurement interval from the base station if the quality of the at least one neighboring cell is higher than the quality of the serving cell.
  • a user equipment including a plurality of RF modules and a plurality of antenna modules in a wireless communication system
  • the processor communicates with a serving cell using a first antenna module among a plurality of antenna modules during a measurement period for measuring the quality of a neighboring cell and uses a second antenna module among the plurality of antenna modules Control the transceiver to measure the reception quality of one or more neighboring cells, and control the transceiver to report the measurement results to the base station of the serving cell.
  • the present invention it is possible to more efficiently measure the reception quality of a neighboring cell in a wireless communication system.
  • the overhead due to the measurement of the reception quality of the adjacent cell can be reduced.
  • 1 is a diagram for explaining a physical channel used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • Figure 2 illustrates a slot structure available in a new radio access technology (NR) system.
  • NR new radio access technology
  • FIG. 3 shows examples of the connection method of the TXRU and the antenna element.
  • FIG. 4 abstractly illustrates a hybrid beamforming structure in terms of a transceiver unit (TXRU) and a physical antenna.
  • TXRU transceiver unit
  • FIG. 5 illustrates a beam sweeping operation performed in the process of transmitting a downlink signal in the NR system.
  • Figure 6 illustrates a cell of a new radio access technology (NR) system.
  • NR new radio access technology
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a deactivation period and a communication gap according to the present invention.
  • FIG. 8 is a flow chart illustrating a method for a UE to transmit a signal according to the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a UE and a base station according to the present invention.
  • each component or characteristic may be considered optional unless otherwise expressly stated.
  • Each component or feature may be implemented in a form that is not combined with other components or features.
  • some of the elements and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of certain embodiments may be included in other embodiments, or may be replaced with corresponding configurations or features of other embodiments.
  • a user equipment may be fixed or mobile, and various devices communicating with a base station (BS) to transmit and receive user data and / or various control information.
  • the UE may be a terminal equipment, a mobile station, a mobile terminal, a user terminal, a subscriber station, a wireless device, a personal digital assistant (PDA), a wireless modem ), A handheld device, and the like.
  • PDA personal digital assistant
  • a base station generally refers to a fixed station that communicates with a UE and / or another base station, and exchanges various data and control information by communicating with the UE and other base stations.
  • the BS may be referred to by other terms such as Advanced Base Station (ABS), Node-B (NB), Evolved-NodeB (eNB), Base Transceiver System (BTS), Access Point, .
  • ABS Advanced Base Station
  • NB Node-B
  • eNB Evolved-NodeB
  • BTS Base Transceiver System
  • Access Point Access Point
  • the base station of the UTRAN may be referred to as a Node B
  • the base station of an E-UTRAN may be referred to as an eNB
  • the base station of a new radio access technology network may be referred to as a gNB.
  • the multiple access system may be a code division multiple access (CDMA) system, a frequency division multiple access (FDMA) system, a time division multiple access (TDMA) system, an orthogonal frequency division multiple access a carrier frequency division multiple access (CDMA) system, an MC-FDMA (multi carrier frequency division multiple access) system, and the like.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • CDMA carrier frequency division multiple access
  • MC-FDMA multi carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented in wireless technologies such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented in wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) (i.e., GERAN)
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in wireless technologies such as IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 (WiFi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, and evolved-UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of Universal Mobile Telecommunication System (UMTS), and 3GPP (Long Term Evolution) is part of E-UMTS using E-UTRA.
  • 3GPP LTE adopts OFDMA in the downlink (DL) and adopts SC-FDMA in the uplink (UL).
  • LTE-Advanced (LTE-A) is an evolutionary form of 3GPP LTE.
  • LTE-based communication system for example, LTE / LTE-A or NR (New Radio Access Technology) system.
  • LTE / LTE-A New Radio Access Technology
  • the technical features of the present invention are not limited to 3GPP based communication systems.
  • the following detailed description is based on a 3GPP-based communication system, it is applicable to any other mobile communication system except for those specific to 3GPP LTE / LTE-A / NR. Do.
  • the 3GPP-based communication standard includes a downlink physical channel corresponding to resource elements that transmit information originating from an upper layer and a downlink physical channel used by a physical layer but not corresponding to resource elements that do not transmit information originating from an upper layer Link physical signals.
  • a Physical Downlink Shared Channel (PDSCH), a Physical Broadcast Channel (PBCH), a Physical Multicast Channel (PMCH), a Physical Control Format Indicator Channel a physical downlink control channel (PDCCH), and a physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH) are defined as downlink physical channels, and a reference signal and a synchronization signal Are defined as downlink physical signals.
  • a reference signal refers to a signal of a particular predetermined waveform that is known to the gNB and the UE, and may be referred to as a pilot.
  • a cell specific RS, a UE-specific RS, a positioning RS (PRS), and a channel state information RS (CSI) -RS) is defined as a downlink reference signal.
  • the 3GPP LTE / LTE-A standard includes uplink physical channels corresponding to resource elements for transmitting information originating from an upper layer and resource elements for use by the physical layer but not transmitting information originating from an upper layer And defines corresponding uplink physical signals. For example, a physical uplink shared channel (PUSCH), a physical uplink control channel (PUCCH), and a physical random access channel (PRACH) And a demodulation reference signal (DMRS) for the uplink control / data signal and a sounding reference signal (SRS) used for the uplink channel measurement are defined.
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • PUCCH physical uplink control channel
  • PRACH physical random access channel
  • DMRS demodulation reference signal
  • SRS sounding reference signal
  • the Physical Downlink Control Channel (PDCCH), the Physical Control Format Indicator CHannel (PCFICH), the Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator CHannel (PDICH), and the Physical Downlink Shared CHannel (PDSCH) (Physical Uplink Control CHannel) / PUSCH (Physical Uplink Control Channel), or a set of time-frequency resources or a set of resource elements for transmitting control format indicator / downlink ACK / NACK / downlink data.
  • Physical Uplink Shared CHannel (Physical Uplink Shared CHannel) / PRACH (Physical Random Access CHannel) refers to a set of time-frequency resources or a set of resource elements each carrying Uplink Control Information (UCI) / uplink data / random access signals.
  • UCI Uplink Control Information
  • the expression that a UE transmits a PUCCH / PUSCH / PRACH is the same as that for transmitting an uplink control information / uplink data / random access signal on a PUSCH / PUCCH / PRACH or on a PUSCH / PUCCH / Can be used as a meaning.
  • the expression that the gNB transmits the PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH is equivalent to the case in which the downlink data / control information is transmitted on the PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH or on the PDCCH / PCFICH / PHICH / Can be used.
  • 3GPP LTE / LTE-A standard documents for example, 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 and 3GPP TS 36.331 and the like and 3GPP NR standard documents such as 3GPP TS 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP 38.213, 3GPP 38.214, 3GPP 38.215, 3GPP TS 38.321 and 3GPP TS 38.331.
  • 1 is a diagram for explaining a physical channel used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • the UE When the UE is turned on or enters a new cell, the UE performs an initial cell search operation such as synchronizing with the base station (S201). To this end, the UE receives a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from a base station and synchronizes with the base station and acquires information such as a cell ID have. Then, the UE can receive the physical broadcast channel from the base station and obtain the in-cell broadcast information. Meanwhile, the UE can check the downlink channel state by receiving a downlink reference signal (DL RS) in an initial cell search step.
  • P-SCH Primary Synchronization Channel
  • S-SCH Secondary Synchronization Channel
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE Upon completion of the initial cell search, the UE receives a physical downlink control channel (PDSCH) according to information on a Physical Downlink Control Channel (PDCCH) and a PDCCH to obtain more specific system information (S202).
  • PDSCH physical downlink control channel
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • S202 specific system information
  • the UE may perform a random access procedure (RACH) on the base station (steps S203 to S206).
  • RACH random access procedure
  • the UE may transmit a specific sequence through a physical random access channel (PRACH) (S203 and S205) and receive a response message for the preamble on the PDCCH and the corresponding PDSCH (S204 and S206).
  • PRACH physical random access channel
  • a contention resolution procedure can be additionally performed.
  • the UE that has performed the above procedure transmits PDCCH / PDSCH reception (S207) and physical uplink shared channel (PUSCH) / physical uplink control channel Channel (PUCCH) transmission (S208).
  • the UE receives downlink control information (DCI) through the PDCCH.
  • the DCI includes control information such as resource allocation information for the UE, and the DCI format may be changed according to the purpose of use.
  • the control information transmitted by the UE to the base station through the uplink or received from the base station by the UE includes a downlink / uplink ACK / NACK signal, a channel quality indicator (CQI), a precoding matrix index (PMI) ), And the like.
  • the UE may transmit control information such as CQI / PMI / RI as described above through PUSCH and / or PUCCH.
  • next generation mobile communication system As more and more communication devices require greater communication capacity, there is a need for improved mobile broadband communication over existing radio access technology (RAT). Also, massive MTC, which provides various services by connecting many devices and objects, is one of the major issues to be considered in next generation communication. In addition, a communication system design considering a service / UE sensitive to reliability and latency is being discussed. The introduction of next-generation RAT, which takes into account such advanced mobile broadband communications, Massive MTC, and Ultra-Reliable and Low Latency Communication (URLLC), is being discussed.
  • next-generation RAT which takes into account such advanced mobile broadband communications, Massive MTC, and Ultra-Reliable and Low Latency Communication (URLLC)
  • 3GPP is conducting research on next generation mobile communication system after EPC, and next generation mobile communication system after EPC can be referred to as new RAT (new RAT, NR) system, 5G RAT system, or 5G system.
  • new RAT new RAT
  • 5G RAT system 5G RAT system
  • 5G system 5G system
  • NR systems are required to support better performance than existing fourth generation (4G) systems in terms of data rate, capacity, latency, energy consumption and cost.
  • 4G fourth generation
  • NR systems need to make considerable progress in the areas of bandwidth, spectral, energy, signaling efficiency, and cost per bit.
  • the NR system uses an OFDM transmission method or a similar transmission method, and for example, the numerology shown in the following Table 1 can be used.
  • one of a plurality of OFDM neural rollers shown in Table 2 below of the NR system can be selected and used.
  • an OFDM neuronlogy with a 30, 60, and 120 kHz subcarrier spacing that is a multiple of 15 kHz based on the 15 kHz subcarrier spacing used in the LTE system may be used.
  • the CP length, the system bandwidth (system BW), the number of available subcarriers, the subframe length, and the number of OFDM symbols per subframe shown in Table 2 represent embodiments, .
  • the system bandwidth may be set to 100 MHz, and the number of available subcarriers may be greater than 1500 and less than 1666.
  • the NR system may follow the OFDM parameters of the LTE system and other OFDM parameters.
  • the NR system may have a larger system bandwidth (eg, 100 MHz) than the existing LTE / LTE-A, while retaining the existing LTE / LTE-A memorylessness.
  • an NR system may support a plurality of neurons in a single cell. That is, in the NR system, the UEs operating according to different memorylogies can coexist within one cell.
  • the time for transmitting one subframe is defined as a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • the time resource may be classified by a radio frame number (or a radio frame index), a subframe number, a slot number (or slot index), or the like.
  • TTI means the interval at which data can be scheduled. For example, in the current LTE / LTE-A system, the transmission opportunity of an UL grant or DL grant is present every 1 ms, and there is no opportunity for UL / DL grant several times in less than 1 ms. Therefore, the TTI in the existing LTE / LTE-A system is 1ms.
  • Figure 2 illustrates a slot structure available in a new radio access technology (NR) system.
  • NR new radio access technology
  • the slot structure shown in FIG. 2 may be used to minimize data transmission latency, and the slot structure shown in FIG. 2 may be referred to as a self-contained subframe structure have.
  • the hatched area indicates a DL control area
  • the black area indicates a UL control area.
  • the shaded area may indicate a transmission area of a PDCCH for conveying DCI (Downlink Control Information).
  • the DCI may include UL specific information such as DL configuration information such as DL scheduling and UL configuration information that the UE should know about the cell configuration to be transmitted to the UE. It is not limited.
  • the black area may indicate a transmission area of the PUCCH for transmitting UCI (Uplink Control Information).
  • the UCI may include ACK / NACK information on HARQ for downlink data, CSI information on downlink channel status, and scheduling request (SR) as control information transmitted by the UE to the base station, but is not limited thereto .
  • a symbol region from symbol index 1 to symbol index 12 can be used for transmission of a physical channel (for example, a PDSCH) for transmitting downlink data, Or may be used for transmission of a physical channel carrying data (e.g., PUSCH).
  • a physical channel for example, a PDSCH
  • PUSCH physical channel carrying data
  • FIG. 2 DL transmission and UL transmission are sequentially performed in one slot, so transmission / reception of DL data and reception / transmission of UL ACK / NACK for DL data can be performed in one slot . Accordingly, when an error occurs in the data transmission process, the time required until the data is retransmitted is reduced, so that the transmission delay of the final data can be minimized.
  • a time gap is required for the gNB and the UE to switch from the transmission mode to the reception mode or to switch from the reception mode to the transmission mode.
  • some OFDM symbols at the time of switching from DL to UL in the slot structure can be set as a guard period (GP).
  • the basic transmission unit is a slot.
  • the slot duration consists of 14 symbols with a normal cyclic prefix (CP) or 12 symbols with an extended CP. Also, the slot is scaled by time as a function of the used subcarrier spacing.
  • the NR system is considering using a high-frequency band (for example, a frequency band of 6 GHz or more) in order to transmit data to a large number of users while maintaining a high data rate using a wide frequency band.
  • a high-frequency band for example, a frequency band of 6 GHz or more
  • the signal attenuation due to the distance is very sharp. Therefore, an NR system using a frequency band of 6 GHz or more uses a narrow beam transmission method for collecting energy in a specific direction, rather than forward, in order to compensate for abrupt propagation attenuation characteristics.
  • the NR system solves the problem of reduced coverage due to abrupt propagation attenuation by using a narrow beam transmission method.
  • the base station can collect a plurality of narrow beams and provide services in a wide band.
  • the wavelength is shortened, so that a plurality of antenna elements can be provided in the same area.
  • a 30 GHz band with a wavelength of about 1 cm a total of 100 antenna elements are installed in a 5 cm x 5 cm panel in the form of a two dimensional array at 0.5 lambda intervals . Therefore, in the mmW band, a method of increasing the coverage or increasing the throughput by using a plurality of antenna elements is considered.
  • the beamforming scheme may include digital beamforming to generate a phase difference in a digital baseband signal, analog beamforming to create a phase difference using a time delay (i.e., cyclic shift) to the modulated analog signal, And hybrid beam forming using both of the beam forming and the like. If a transceiver unit (TXRU) is provided to enable transmission power and phase adjustment for each antenna element, it is possible to perform independent beamforming for each frequency resource.
  • TXRU transceiver unit
  • a TXRU in all 100 antenna elements may be ineffective in terms of cost. That is, in the mmW band, a large number of antennas are used to compensate for the sudden attenuation characteristics, and the digital beamforming is performed by using a radio frequency (RF) component (for example, a digital-analog converter (DAC), a mixer, A power amplifier, a linear amplifier, etc.). Therefore, in order to realize the digital beam forming in the mmW band, there is a problem that the price of the communication device increases. Accordingly, when a large number of antennas such as the mmW band are required, the use of an analog beamforming method or a hybrid beamforming method is considered.
  • RF radio frequency
  • the analog beamforming method In the analog beamforming scheme, a plurality of antenna elements are mapped to one TXRU, and an analog phase shifter adjusts the direction of a beam.
  • the analog beamforming method has a disadvantage in that frequency selective beamforming (BF) can not be provided because only one beam direction can be generated in the entire band.
  • the hybrid beamforming method is an intermediate form of the digital beamforming method and the analog beamforming method, and has a B number of TXRUs smaller than Q when the number of antenna elements is Q.
  • the hybrid beamforming method although there is a difference depending on a connection method of Q antenna elements and B TXRUs, the number of beams that can be simultaneously transmitted is limited to B or less.
  • FIG. 3 shows examples of the connection method of the TXRU and the antenna element.
  • Figure 3 shows how the TXRU is connected to a sub-array.
  • the antenna element is connected to only one TXRU.
  • 4 (b) shows the manner in which TXRU is connected to all antenna elements.
  • the antenna element is connected to all TXRUs.
  • W represents a phase vector multiplied by an analog phase shifter. That is, the direction of the analog beam forming is determined by W.
  • the mapping between the CSI-RS antenna port and the TXRUs may be a one-to-one mapping or a one-to-many mapping.
  • a base station communicates with a plurality of users at the same time using a broadband transmission or a multi-antenna characteristic.
  • a base station uses analog or hybrid beamforming and forms an analog beam in one beam direction, It can only communicate with users included in the same analog beam direction.
  • the RACH resource allocation and the resource utilization scheme of the base station according to the present invention to be described later are proposed in consideration of the constraint inconsistency caused by the analog beamforming or the hybrid beamforming characteristic.
  • FIG. 4 abstractly illustrates a hybrid beamforming structure in terms of a transceiver unit (TXRU) and a physical antenna.
  • TXRU transceiver unit
  • analog beamforming means an operation in which the RF unit performs precoding (or combining).
  • the baseband unit and the RF unit perform precoding (or combining), respectively, thereby reducing the number of RF chains and the number of D / A (or A / D) converters It is possible to obtain performance close to digital beamforming.
  • the hybrid beamforming structure may be represented by N TXRU and M physical antennas.
  • the number of digital beams is L and the number of analog beams is N.
  • FIG. In NR system, it is considered to design base station to change analog beamforming in symbol unit, and to support more efficient beamforming to UE located in specific area. Also, when defining N TXRU and M RF antennas as one antenna panel, it is considered to introduce a plurality of antenna panels to which independent hybrid beamforming is applicable in the NR system.
  • an analog beam advantageous for signal reception for each UE may be different. Therefore, at least for the synchronous signal, the system information, the paging, etc., the base station may change a plurality of analog beams to be applied in a specific slot or subframe (SF) by symbols so that all the UEs have a chance to receive a signal Beam sweeping operation is being considered.
  • SF subframe
  • FIG. 5 illustrates a beam sweeping operation performed in the process of transmitting a downlink signal in the NR system.
  • the xPBCH Physical Broadcast Channel
  • the xPBCH may refer to a physical resource (or a physical channel) through which system information of the NR system is transmitted in a broadcasting scheme.
  • a beam RS (Beam RS, BRS), which is a reference signal (RS) to which a single analog beam corresponding to a specific antenna panel is applied and transmitted, Is being discussed.
  • the BRS may be defined for a plurality of antenna ports, and each antenna port of the BRS may correspond to one analog beam.
  • the synchronization signal or the xPBCH can be transmitted by applying all the analog beams in the analog beam group so that any UE can receive it well.
  • Figure 6 illustrates a cell of a new radio access technology (NR) system.
  • NR new radio access technology
  • a method of forming a single cell by a plurality of TRPs is discussed, unlike the case where one base station forms one cell in a conventional wireless communication system such as LTE have.
  • TRPs Transmission Reception Points
  • seamless communication can be performed even if the TRP for serving the UE is changed, which is advantageous in that mobility management of the UE is easy.
  • the PSS / SSS is transmitted in an omni-direction.
  • a method in which a gNB employing mmWave beam-forms a signal such as a PSS / SSS / PBCH while transmitting the direction of the beam in a forward direction is considered.
  • transmitting and receiving a signal while rotating the beam direction is referred to as beam sweeping or beam scanning.
  • the gNB may be divided into N number of beam directions SSS / PBCH signals are transmitted to the beam direction, that is, the gNB sweeps the directions it can have, or supports, and outputs synchronization signals such as PSS / SSS / PBCH for each direction If the gNB can form N beams, the plurality of beams can be grouped into one beam group, and the PSS / SSS / PBCH can be transmitted / received for each beam group.
  • a signal of PSS / SSS / PBCH transmitted in the same direction may be defined as one SS block (Synchronization Signal Block), and a plurality of SS blocks may exist in one cell
  • a plurality of SS blocks SSS / PBCH in the same direction can be used, for example, in a case where PSS / SSS / PBCH is transmitted in ten beam directions in one system.
  • PBCH can constitute one SS block, and it can be understood that ten SS blocks exist in the corresponding system.
  • the serving cell may request RRM measurement information, which is a measurement value for performing the RRM operation, to the UE.
  • RRM measurement information which is a measurement value for performing the RRM operation
  • the UE may typically measure information such as cell search information, reference signal received power (RSRP), and reference signal received quality (RSRQ) for each cell and report it to the base station.
  • RSRP reference signal received power
  • RSRQ reference signal received quality
  • the UE receives 'measConfig' as an upper layer signal for RRM measurement from the serving cell.
  • the UE measures RSRP or RSRQ based on the information of the received 'measConfig'.
  • RSRP and RSRQ are defined in TS 36.214 document of LTE system.
  • the UE operating in the LTE system may transmit the measured bandwidth information (for example, AllowedMeasBandwidth IE (information element)) at 6, 15, 25, 50, 75 , And 100 RBs (resource blocks).
  • the permitted measurement bandwidth information may be transmitted in SIB3 (system information block type 3).
  • the UE may respond to one of the 6, 15, 25, 50, 75, 100 RBs transmitted via the allowed measurement bandwidth information (e.g., AllowedMeasBandwidth IE) RSRP can be measured in the bandwidth that At this time, the permitted measurement bandwidth information can be transmitted in the SIB 5.
  • the UE may measure the RSRP in the frequency band of the entire downlink system.
  • the UE When the UE receives the authorized measurement bandwidth information, the UE can determine the value of the authorized measurement bandwidth information as the maximum measurement bandwidth and can freely measure the RSRP within the maximum measurement bandwidth. However, if the serving cell transmits an IE defined as WB-RSRQ (Wide Band-RSRQ) and sets the allowed measurement bandwidth to be greater than 50 RB, the UE shall measure the RSRP for the entire permitted measurement bandwidth. On the other hand, the RSSI is measured in the frequency band of the receiver of the UE according to the definition of the RSSI bandwidth.
  • WB-RSRQ Wide Band-RSRQ
  • a measurement gap may be defined for the UE to perform measurements. During the measurement gap period, the UE can stop communication with the serving cell and perform inter-frequency or inter-RAT measurements.
  • the E-UTRAN may use a gap duration A gap pattern should be provided.
  • Table 3 shows the gap pattern settings supported by the UE in the LTE system.
  • the UE can monitor frequencies other than the serving cell frequency for 6 ms in a 40 ms cycle unit. If the Gap Pattern Id is 1, Other frequencies can be monitored for 6ms.
  • the base station does not allocate resources or transmit traffic to the UE, and the UE measures frequencies other than the frequency of the serving cell to search for a handoverable frequency signal. During the measurement gap period, the UE does not transmit any data.
  • the UE does not tune the UE's receiver to the E-UTRAN subcarriers of PCell (Primary Cell) and all SCell (Secondary Cell), E-UTRAN subcarriers of PCell and PSCell . Then, when the measurement gap of 6ms is terminated, the UE monitors the frequency of the serving cell again.
  • PCell Primary Cell
  • SCell Secondary Cell
  • the NR system supports a high frequency band of mmWave, and in a high frequency band, a data channel, a control channel, and an SS block can be transmitted using beamforming to secure cell coverage.
  • a base station transmits a signal using a plurality of beams
  • the UE may also use a method for extending cell coverage by attempting to receive a data channel, a control channel, and an SS block using a plurality of beams.
  • the UE In order to expand the cell coverage, the UE detects a beam having the best reception quality among a plurality of beams transmitted from the base station since the initial access procedure. At this time, the magnitude of the received power can be used as a quality indicator in beam selection and operation.
  • a UE using a multi-beam finds a reception beam having the best reception quality with respect to each of the transmission beams, forms a pair of the best reception beams with each transmission beam, .
  • the base station informs the UE through which transmission channel the data channel used to transmit data to the UE is transmitted, via the control channel. Therefore, the UE sets the reception beam in accordance with the beam to which the control channel is preferentially transmitted.
  • the UE receives the information on the transmission beam through which the data channel is transmitted through the control channel, the UE generates a reception beam with the highest quality for the transmission beam to which the data channel is transmitted do. Then, the UE receives the data channel using the formed receive beam.
  • the UE measures the reception quality of the neighboring cell, compares the reception quality of the neighboring cell with the reception quality of the serving cell, and if the predefined event is satisfied, Should be reported to the base station.
  • the reception quality for mobility may be RSRP (Received Signal Received Power) indicating received power, and RSRQ (Received Signal Received Quality) may be additionally used if necessary.
  • the UE In order to compare the reception quality of a serving cell and a neighbor cell, the UE measures a reception quality on the assumption that a signal is received through a reception beam having the best quality for each cell, To-cell handover.
  • the UE In the LTE system, it is unnecessary to select a reception beam for a transmission beam in an intra-frequency measurement because it is assumed that the UE uses a single reception beam. That is, since the UE receives signals using the same receive beam for all cells, it can receive signals from neighboring cells or perform measurements on several signals even while receiving signals from the serving cell. Therefore, in the LTE system, during a period in which the UE measures the reception quality of a neighboring cell, the serving cell does not need to stop transmission of the data channel and the control channel. Also, in an LTE system, the UE may periodically perform intra-frequency measurement.
  • a reception beam is formed in accordance with the transmission beam of the serving cell. Therefore, when the UE measures the reception quality of a neighboring cell using a reception beam formed in accordance with the transmission beam of the serving cell, it is difficult to equally compare the reception quality of the serving cell and the reception quality of the adjacent cell. Accordingly, in the case of the NR system, the UE detects a reception beam corresponding to each of one or more adjacent cells to measure the reception quality of the neighboring cell.
  • the UE since the UE does not know the beam corresponding to the adjacent cell, the UE can perform beam sweeping to detect a reception beam corresponding to each of the one or more neighboring cells.
  • the reception quality of the control channel is significantly lowered.
  • the base station can use a measurement gap (hereinafter referred to as a " measurement gap ") that interrupts transmission of a data channel and a control channel during a period in which the UE measures the reception quality of a neighboring cell, ) May need to be set.
  • a measurement gap hereinafter referred to as a " measurement gap "
  • the service disruption due to the measurement gap interval always occurs even when the quality of the serving cell is very good. the throughput can be greatly reduced.
  • the present invention proposes the following method for measuring the reception quality of a neighboring cell.
  • the reception quality of the serving cell is higher than the threshold level, the reception quality of the neighboring cell can be measured without measuring the reception quality of the neighboring cell and when the reception quality of the serving cell is below the threshold level.
  • the base station may set a relatively long measurement gap section for detecting a reception beam corresponding to one or more neighboring cells by performing a beam sweep operation by the UE.
  • the present invention it is possible to measure the reception quality of a neighboring cell more efficiently and relatively reduce the overhead due to measurement of a reception quality of a neighboring cell.
  • the present invention will be described in detail by dividing a case where the UE is configured as one RF & antenna module and a case where the UE is configured as a plurality of RF & antenna modules.
  • the present invention assumes a low-speed mobile environment in which the UE does not move at a high speed in an environment using multiple beams.
  • the present invention is not limited to operating in a low-speed mobile environment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a deactivation period and a communication gap according to the present invention.
  • the base station may set a threshold for the signal quality of the serving cell to the UE through the measurement configuration information in the call setup step. At this time, the base station can also set a threshold value for the reception quality of the adjacent cell.
  • the measurement setup information may indicate information necessary for the UE to measure the reception quality of a neighboring cell.
  • the measurement setup information may include a condition for starting measurement of a reception quality of a neighboring cell, A threshold value for the reception quality of the serving cell, a threshold value for the reception quality of the adjacent cell, and a measurement duration.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the UE When the UE completes the call setup with the serving cell and enters the step of communicating with the serving cell, even if the UE receives the measurement configuration information from the base station, the UE basically measures only the reception quality of the serving cell, Is not measured. The UE reports it to the base station when the measured reception quality of the serving cell is lower than a preset threshold. At this time, the reception quality of the serving cell is determined not only by RSRP (Reference Signal Reference Power) for mobility support, but also by SINR (Signal to Interference & Noise Ratio) indicating the signal quality of the data channel received from the serving cell or CQI have.
  • RSRP Reference Signal Reference Power
  • SINR Signal to Interference & Noise Ratio
  • the UE can try to detect the neighboring cell or measure the reception quality of the neighboring cell while maintaining the beam formed in accordance with the serving cell so that the communication with the serving cell is not disconnected. If the reception quality of the neighboring cell measured based on the beam formed in accordance with the serving cell satisfies a predetermined condition, the UE can report to the base station. For example, even if the reception quality of the neighboring cell is measured based on the beam formed in accordance with the serving cell, if the reception quality of the neighboring cell is greater than the preset threshold value or the reception quality of the neighboring cell is larger than the reception quality of the serving cell In this case, the UE can report to the base station.
  • the base station can periodically or non-periodically set a UE to a measurement gap for measuring the reception quality of a neighboring cell.
  • the base station may set the measurement gap to the UE when the preset condition is satisfied or a preset event occurs. For example, as described above, if the base station receives a report on the reception quality of the current serving cell or the reception quality of the neighboring cell from the UE, the measurement gap may be set to the UE, but the present invention is not limited thereto.
  • the base station sets the measurement gap non-periodically, it may determine the amount of data to be transmitted to the UE, and then set the measurement gap.
  • the UE when the UE is composed of one RF & antenna module, communication with the serving cell may be interrupted to measure the reception quality of the adjacent cell. That is, since the communication with the serving cell can be deactivated during the measurement gap period for measuring the reception quality of the adjacent cell, the measurement gap may be referred to as an inactive interval.
  • the inactivation interval is distinguished from the interval in which the UE performs communication with the serving cell, and communication with the serving cell may be interrupted during the inactivation interval.
  • the UE using the multiple beams performs beam sweeping to detect a beam optimized for one or more neighboring cells and neighboring cells and measures the reception quality of neighboring cells using the optimized beam for each neighboring cell, Can be set to a section that is relatively longer than the conventional measurement gap. For example, if the number of detected neighboring cells is 10 and the number of received beams is 8, 80 beam sweeping operations may be required to detect a beam optimized for 10 adjacent cells.
  • the UE measures the reception quality of the adjacent cell based on the SSB (Synchronization Signal Block) SSB is received in units of 5 ms, and if there are eight reception beams, It may take more than 40ms. Accordingly, the inactivation period may be interpreted as a long measurement gap.
  • SSB Synchrononization Signal Block
  • the UE may detect neighboring cells during a set inactivity period and may perform an operation of detecting an optimal transmission beam and a reception beam for each cell and may perform an operation of detecting an optimal transmission beam and a reception beam for each cell using the optimal reception beam for the selected transmission beam, And RSRQ. Then, after the inactivation period ends, the UE immediately reports the measurement result to the base station. However, if the neighbor cell detection fails or the reception quality of the serving cell is equal to or higher than the set threshold, the UE can report to the base station or request the end of the inactivity period.
  • the UE can adaptively broaden the beam width of the receiver, the UE can form a beam in an omni-direction so as to cover both the serving cell and the adjacent cell during the inactivation period have. Then, the UE can measure the reception quality of the adjacent cell while communicating with the serving cell using the beam formed in the forward direction.
  • the signal quality received from the serving cell may be relatively low. Therefore, when a beam is formed in an omnidirectional form to communicate with the serving cell and simultaneously measure the reception quality of the adjacent cell, the UE may perform it by itself, or may be performed through the setting of the base station.
  • the base station can transmit the following settings to the UE.
  • the resource allocation information of the reference signal for RSRP or RSRQ measurement for the neighbor cell includes resource configuration information including the transmission period of the SSB (or SS block) of the neighbor cell, the SS burst set , Information on the location of the SSB transmitted in the CSI-RS, and resource setting information of the CSI-RS when RSRP is reported using the CSI-RS.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the inactivation period is set to be relatively long, if the communication with the serving cell is disconnected for a long time, the environment may be changed so that communication with the serving cell is impossible after the inactivation period is terminated. For example, in order to maintain communication with the serving cell, it is necessary to periodically report (e.g., report CQI information, uplink time tracking information) to the serving cell. However, if the inactivation period starts and the beam sweeping operation is performed, communication with the serving cell is interrupted, and if the inactivation period is set long, it may be difficult for the UE to periodically report to the serving cell.
  • the base station can set a communication gap period in the inactivation interval so that the UE can perform minimum communication with the serving cell. For example, the base station may allocate to the UE resources for measuring the minimum channel quality and parameters during the deactivation interval, and for reporting channel quality and parameter measurement results. For example, referring to FIG. 7 (b), if the inactivation period is set to a length of 200 ms, the base station can set one or more communication gaps having a length of 1 ms in the inactive period.
  • the UE may perform necessary measurements during the deactivation period, transmit a set signal, or report the measurement result to the base station.
  • operations performed by the UE during the communication gap period include time and frequency tracking, beam management, CSI report, uplink control channel transmission, Link time alignment, minimum downlink, and uplink data transmission / reception.
  • the UE can perform reporting on the communication gap period. As described above, the UE directly reports the measurement result to the base station after the inactivation period ends.
  • the measurement result can be reported to the base station in the communication gap period without waiting for the inactivation interval to end have. For example, if the inactivity period is set to 320 ms, the communication gap is set to 8 ms, and the reception quality of a plurality of neighbor cells is better than the reception quality of the serving cell, The measurement result can be reported to the base station in the communication gap period. At this time, the UE may report the measurement result to the base station and wait for reception of a handover command from the base station.
  • the UE can transmit a message to the base station to request a CSI report, report on the reception quality measurement result of a neighboring cell, or stop the deactivation period during a communication gap period. Therefore, it is effective for the base station to preset the PUSCH resource to be transmitted to the UE during the communication gap period. Accordingly, the base station can transmit resource information for transmitting the PUSCH to the UE during the communication gap period or after the inactivity period ends.
  • the UE When the UE is composed of a plurality of RF & antenna modules
  • the UE If the UE is configured with a plurality of RF & antenna modules in the same environment and can communicate by forming beams in different directions in one frequency band, the UE performs a different operation from that configured by one RF & antenna module can do.
  • a UE when a UE is composed of a plurality of RF & antenna modules, it is not necessary to use all RF & antenna modules to measure reception quality of a neighboring cell. Accordingly, some of the plurality of antenna modules may be used to form a beam in a direction for communication with a serving cell and to communicate with the serving cell as a beam optimized for the serving cell.
  • An antenna module other than the antenna module communicating with the serving cell forms a beam in various directions and detects a neighboring cell, a beam search optimized for an adjacent cell, and a reception quality of a neighboring cell using a beam formed in various directions Can be used to perform operations for measurement.
  • a measurement gap for measuring the reception quality of a neighboring cell may be set.
  • the measurement gap may be set through a process similar to the process of setting the inactivation period, and may be set at a time point when the call setup is completed or at a certain time point.
  • the base station establishes a measurement gap to the UE at a specific time point based on the UE's report, as when the UE is configured with one RF & antenna module.
  • the base station sets at least one of the antenna modules of all the antenna modules to be used for the measurement of the reception quality of the adjacent cell and the number of the antenna modules to be used for the reception quality measurement of the adjacent cell .
  • the UE may report in advance to the base station how many antenna modules of the entire antenna module are available for measuring the reception quality of a neighboring cell.
  • the base station may perform scheduling to reflect the number of antenna modules that can be used to receive data from a serving cell during a measurement gap period and the UE may detect neighboring cells during a measurement gap period, the quality of the reception can be measured.
  • the base station of the serving cell may set up two CQI processes (e.g., a first CQI process and a second CQI process) to the UE in order to obtain CQI information for scheduling during the measurement gap period.
  • the UE measures the channel quality when all the antenna modules are used to receive data from the serving cell for the first CQI process, and some antenna modules from all the antenna modules for the second CQI process It is possible to measure the channel quality in the case of using it to receive data from the cell and to report the measurement result to the base station.
  • the CQI report for the first CQI process and the second CQI process may be periodically performed, but may be performed at different periods. For example, the report for the first CQI process may be performed at a shorter period than the report for the second CQI process, but is not limited thereto.
  • the base station knows the CQI reporting time for the first CQI and the second CQI process in advance, and when receiving data from the serving cell based on the CQI value for the two CQI processes and when receiving data from the serving cell It is possible to determine the channel quality state for the case of measuring the reception quality of the cell.
  • the base station may not know which of the plurality of antenna modules is used for measuring the reception quality of an adjacent cell of the antenna module, or how many antenna modules are used for measuring the reception quality of a neighboring cell.
  • the base station and the UE may determine that measurement of the reception quality of the neighboring cell is necessary by the UE itself, rather than sharing configuration information about the quality measurement of the neighboring cell in advance, The UE can measure the reception quality of the neighboring cell itself.
  • the UE may continuously perform the CQI report on the first CQI process, and may perform the CQI report on the second CQI process when it is determined that the reception quality measurement of the neighbor cell is necessary.
  • the base station can not know in advance the interval in which the UE measures the reception quality of the neighboring cell, and performs scheduling based on the CQI value for the second CQI process.
  • the condition for performing the measurement operation can be determined based on the setting of the base station.
  • the UE reports the CQI to the base station from the point of time before the N slot at the beginning of the measurement period to the end of the measurement period so that there is no problem in scheduling during the measurement period if the interval for performing the measurement operation is a measurement duration .
  • the UE assumes that there is no antenna module to be used for the measurement of the reception quality of the neighboring cell, and measures the CQI so that there is no problem in receiving data scheduled by the base station.
  • SRS is used to utilize channel reciprocity or SRS is used for uplink data scheduling
  • transmission of an SRS transmitted through an antenna module used for measuring reception quality of a neighboring cell during a measurement period It is possible to prevent the measurement of the uplink data transmission quality from being problematic.
  • the proposed methods for the case where the UE is composed of a plurality of RF & antenna modules can be equally applied to intra-frequency measurement as well as inter-frequency measurement.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for a UE to transmit a signal to a base station according to the present invention.
  • step S800 the UE communicates with a serving cell using a first antenna module among a plurality of antenna modules during a measurement interval for measuring a quality of a neighboring cell. And measures the reception quality of one or more adjacent cells using the second antenna module among the plurality of antenna modules.
  • the measurement period may be referred to as a measurement gap or an inactive interval, as described above, but is not limited thereto.
  • the plurality of antenna modules may include a first antenna module and a second antenna module, and each of the first antenna module and the second antenna module may include one or more antenna modules.
  • each of the first antenna module and the second antenna module may include one or more antenna modules.
  • the measurement period for measuring the quality of the adjacent cell can be set periodically or non-periodically by the base station. If the measurement interval is set to be aperiodic, the base station may set the measurement interval for the UE when the quality of the serving cell is below a predetermined threshold value. Also, the base station sets a measurement interval for the UE, even if the quality of the neighboring cell measured using the reception beam formed in accordance with the serving cell is higher than a predetermined threshold value or the quality of the neighboring cell is higher than the quality of the serving cell I can do it.
  • the UE may perform beam sweeping to detect one or more neighboring cells, and may detect a reception beam corresponding to a transmission beam of each detected neighboring cell. The UE can then measure the quality of one or more neighboring cells using the detected receive beam. At this time, the UE can measure at least one of RSRP and RSRQ for each adjacent cell as an index indicating the quality of the neighboring cell.
  • the UE may previously receive setting information on the quality measurement of the neighboring cell from the serving cell's base station.
  • the setting information may include at least one of a start time of a measurement interval, a length of a measurement interval, and resource allocation information of a reference signal for measuring quality of a neighboring cell.
  • the setting information may further include at least one of the types and numbers of the antenna modules included in the second antenna module among the plurality of antenna modules constituting the UE, but is not limited thereto .
  • step S810 the UE reports the measurement result to the base station of the serving cell.
  • the BS can transmit the data channel and the control channel to the UE during the measurement interval, and the UE can transmit the CQI information for scheduling during the measurement interval to the BS of the serving cell.
  • the base station may set two CQI processes to the UE in order to acquire the CQI information on the interval in which the quality of the neighboring cell is not measured and the interval in which the quality of the neighboring cell is measured.
  • the two CQI processes may include a first CQI process and a second CQI process, wherein the first CQI process is performed when a plurality of antenna modules constituting the UE are all used for communication with a serving cell, And the second CQI process may be set to measure the channel quality when some of the plurality of antenna modules (e.g., the first antenna module) is used for communication with the serving cell have.
  • the UE may measure the CQI for each of the two CQI processes and report the measured CQI value to the base station.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a UE and a base station according to the present invention.
  • the UE 100 may include a transceiver 110, a processor 120 and a memory 130.
  • the transceiver 110 of the UE 100 may be referred to as a radio frequency (RF) unit or a transceiver module.
  • the transceiver 110 may be configured to transmit various signals, data, and information to an external device and receive various signals, data, and information from an external device.
  • the transceiver 110 may be implemented separately as a transmitting unit and a receiving unit.
  • the UE 100 may be wired and / or wirelessly connected to an external device.
  • the processor 120 may control the operation of the UE 100 and may be configured to perform a function of processing information and the like that the UE 100 transmits and receives with an external device.
  • the processor 120 may be configured to perform the operations of the UE 100 proposed by the present invention.
  • the processor 120 may control the transceiver 110 to transmit data or messages in accordance with the suggestions of the present invention.
  • the memory 130 may store the processed information or the like for a predetermined time, and may be replaced with a component such as a buffer (not shown).
  • the base station 200 may include a transceiver 210, a processor 220, and a memory 230.
  • the transceiver 210 may be referred to as a transmit / receive module or a radio frequency (RF) unit.
  • the transceiver 210 can be configured to transmit various signals, data, and information to an external device, and receive various signals, data, and information from an external device.
  • the base station 200 may be wired and / or wirelessly connected to an external device.
  • the transceiver 210 may be implemented separately as a transmitting unit and a receiving unit.
  • the processor 220 may control operation of the entire base station 200 and may be configured to perform a function of calculating and processing information to be transmitted and received with the external apparatus. In addition, the processor 220 may be configured to perform the operations of the base station 200 proposed by the present invention. The processor 220 may control the transceiver 210 to transmit data or messages to the UE 100 or other base station in accordance with the suggestions of the present invention.
  • the memory 230 may store the processed information or the like for a predetermined time, and may be replaced with a component such as a buffer (not shown).
  • the base station 200 may be an eNB or a gNB.
  • the specific configurations of the UE 100 and the base station 200 as described above may be implemented such that the aspects described in the various embodiments of the present invention described above are applied independently or two or more embodiments are applied at the same time, The description will be omitted for the sake of clarity.
  • the processor 120 of the UE 100 performs communication with a serving cell using a first antenna antenna module among a plurality of antenna modules during a measurement period for measuring quality of an adjacent cell , Control the transceiver (110) to measure the reception quality of one or more neighboring cells using the second antenna module among the plurality of antenna modules, and control the transceiver (110) to report the measurement results to the base station of the serving cell have.
  • embodiments of the present invention can be implemented by various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • the method according to embodiments of the present invention may be implemented in one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), Programmable Logic Devices (PLDs) , FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of an apparatus, a procedure, or a function for performing the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in a memory unit and driven by the processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various well-known means.
  • the communication method as described above can be applied not only to the 3GPP system but also to various wireless communication systems including IEEE 802.16x and 802.11x systems. Furthermore, the proposed method can be applied to a mmWave communication system using a very high frequency band.

Landscapes

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Abstract

본 발명의 무선 통신 시스템에서 복수의 RF 모듈과 복수의 안테나 모듈을 포함하는 사용자 장치가 신호를 송수신하는 방법은 인접 셀의 품질을 측정하기 위한 측정 구간 동안, 복수의 안테나 모듈 중 첫 번째 안테나 모듈을 이용하여 서빙 셀 (serving cell) 과 통신을 수행하고, 복수의 안테나 모듈 중 두 번째 안테나 모듈을 이용하여 하나 이상의 인접 셀의 품질을 측정하는 단계와, 측정 결과를 서빙 셀의 기지국에 보고하는 단계를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 신호를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
더 많은 통신 장치가 더 큰 통신 용량을 요구함에 따라, 레거시(legacy) 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역(enhanced mobile broadband, eMBB) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한, 복수의 장치 및 객체(object)를 서로 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하기 위한 대규모 기계 타입 통신(massive machine type communication, mMTC)는 차세대 통신에서 고려해야 할 주요 쟁점 중 하나이다.
또한, 신뢰도 및 대기 시간에 민감한 서비스/UE를 고려하여 설계될 통신 시스템에 대한 논의가 진행 중이다. 차세대(next generation) 무선 액세스 기술의 도입은 eMBB(Enhanced Mobile BroadBand) 통신, mMTC(Massive Machine-Type Communications), 초 신뢰성 및 저 대기 시간 통신(ultra-reliable and low latency communication, URLLC) 등을 고려하여 논의되고 있다.
무선 통신 시스템에서 인접 셀의 수신 품질을 보다 효율적으로 측정하는 방법이 요구된다.
무선 통신 시스템에서 인접 셀의 수신 품질 측정에 의한 오버헤드를 줄일 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상으로, 무선 통신 시스템에서 복수의 RF(Radio Frequency) 모듈 및 복수의 안테나 모듈을 포함하는 UE(User Equipment)가 신호를 송수신하는 방법은, 인접 셀의 품질을 측정하기 위한 측정 구간 동안, 복수의 안테나 모듈 중에서 제1 안테나 안테나 모듈을 이용하여 서빙 셀(serving cell)과 통신을 수행하고, 복수의 안테나 모듈 중에서 제2 안테나 모듈을 이용하여 하나 이상의 인접 셀의 품질을 측정하는 단계, 및 측정 결과를 서빙 셀의 기지국에 보고하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 방법은 기지국으로부터 인접 셀의 품질 측정에 관한 설정 정보를 수신하고, 설정 정보는 측정 구간의 시작 시간, 길이, 및 인접 셀의 품질을 측정하기 위한 참조 신호의 자원 할당 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 측정 구간 설정에 관한 정보는, 복수의 안테나 모듈 중에서 제2 안테나 모듈에 포함되는 안테나 모듈의 종류 및 개수에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 하나 이상의 인접 셀의 품질을 측정하는 단계는, 빔 스위핑(beam sweeping)을 수행하여 하나 이상의 인접 셀 및 하나 이상의 인접 셀 각각의 송신 빔에 대응하는 수신 빔을 검출하는 단계, 및 검출된 수신 빔을 이용하여 하나 이상의 인접 셀의 품질을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 하나 이상의 인접 셀의 품질을 측정하는 단계는, 하나 이상의 인접 셀 각각에 대하여 RSRP(Received Signal Received Power) 및 RSRQ (Received Signal Received Quality) 중 적어도 하나를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 방법은, 측정 구간 동안의 스케줄링을 위한 CQI(Channel Quality Information) 정보를 기지국에게 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 CQI 정보를 전송하는 단계는, 기지국으로부터 2개의 CQI 프로세스(CQI process)를 설정받는 단계, 2개의 CQI 프로세스 각각에 대한 채널 품질을 측정하는 단계, 및 측정 결과를 CQI 정보로서 전송하는 단계를 포함하고, 2개의 CQI 프로세스는 제1 CQI 프로세스와 제2 CQI 프로세스를 포함하고, 제1 CQI 프로세스는 복수의 안테나 모듈이 모두 서빙 셀과의 통신에 사용될 때의 채널 품질을 측정하기 위해 설정되며, 제2 CQI 프로세스는 복수의 안테나 모듈 중에서 일부 안테나 모듈이 서빙 셀과의 통신에 사용될 때의 채널 품질을 측정하기 위해 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 방법은, 서빙 셀의 수신 품질을 측정하는 단계, 및 서빙 셀의 수신 품질이 기설정된 임계치 이하일 때, 기지국으로부터 측정 구간을 설정받는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 방법은, 방법은, 서빙 셀에 맞추어 형성된 수신 빔을 이용하여 서빙 셀의 품질 및 하나 이상의 인접 셀의 품질을 측정하는 단계, 및 하나 이상의 인접 셀의 품질이 기설정된 임계치 이상이거나, 하나 이상의 인접 셀의 품질이 서빙 셀의 품질보다 높은 경우, 기지국으로부터 측정 구간을 설정받는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 복수의 RF(Radio Frequency) 모듈 및 복수의 안테나 모듈을 포함하는 사용자 기기(User Equipment, UE)는 트랜시버(transceiver), 및 프로세서(processor)를 포함하고, 프로세서는 인접 셀의 품질을 측정하기 위한 측정 구간 동안 복수의 안테나 모듈 중에서 제1 안테나 안테나 모듈을 이용하여 서빙 셀(serving cell)과 통신을 수행하고, 복수의 안테나 모듈 중에서 제2 안테나 모듈을 이용하여 하나 이상의 인접 셀의 수신 품질을 측정하도록 트랜시버를 제어하고, 측정 결과를 서빙 셀의 기지국에 보고하도록 트랜시버를 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 무선 통신 시스템에서 인접 셀의 수신 품질을 보다 효율적으로 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 인접 셀의 수신 품질 측정에 의한 오버헤드를 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR) 시스템에서 이용 가능한 슬롯 구조를 예시한 것이다.
도 3은 TXRU와 안테나 엘리먼트의 연결 방식의 예시들을 나타낸다.
도 4는 송수신기 유닛(transceiver unit, TXRU) 및 물리적 안테나 관점에서 하이브리드 빔포밍 구조를 추상적으로 도시한 것이다.
도 5는 NR 시스템에서 하향링크 신호의 전송 과정에서 수행되는 빔 스위핑 동작을 도시한 것이다.
도 6은 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR) 시스템의 셀을 예시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 비활성화 구간 및 통신 갭의 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 UE가 신호를 전송하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 UE와 기지국의 구성을 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
먼저, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 다음과 같이 정의된다.
본 발명에 있어서, 사용자 기기(User Equipment, UE)는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국(base station, BS)과 통신하여 사용자 데이터 및/또는 각종 제어정보를 송수신하는 각종 기기들이 이에 속한다. UE는 (Terminal Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선 기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대 기기(handheld device) 등으로 불릴 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 기지국은 일반적으로 UE 및/또는 다른 기지국과 통신하는 고정국(fixed station)을 의미하며, UE 및 타 기지국과 통신하여 각종 데이터 및 제어 정보를 교환한다. BS는 ABS(Advanced Base Station), NB(Node-B), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 접속 포인트(Access Point), PS(Processing Server) 등 다른 용어로 지칭될 수 있다. 특히, UTRAN의 기지국은 Node-B, E-UTRAN의 기지국은 eNB, 새로운 무선 접속 기술 네트워크(new radio access technology network)의 기지국은 gNB로 지칭될 수 있다.
이하에서 설명되는 기법(technique), 장치, 및 시스템은 다양한 무선 다중 접속 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 다중 접속 시스템은 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등을 포함할 수 있다.
CDMA는 UTRA (Universal Terrestrial Radio Access) 또는 CDMA2000과 같은 무선 기술(technology)에서 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communication), GPRS(General Packet Radio Service), EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) (i.e., GERAN) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11(WiFi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE802-20, E-UTRA(evolved-UTRA) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다.
UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)의 일부이며, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA를 이용하는 E-UMTS의 일부이다. 3GPP LTE는 하향링크(downlink, DL)에서는 OFDMA를 채택하고, 상향링크(uplink, UL)에서는 SC-FDMA를 채택하고 있다. LTE-A(LTE-advanced)는 3GPP LTE의 진화된 형태이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는, 본 발명이 3GPP 기반 통신 시스템, 예를 들어, LTE/LTE-A, NR(New Radio Access Technology) 시스템에 적용되는 경우를 가정하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 기술적 특징이 3GPP 기반 통신 시스템에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명이 이동통신 시스템이 3GPP 기반 통신 시스템을 기초로 설명되더라도, 3GPP LTE/LTE-A/NR에 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의(any) 이동 통신 시스템에도 적용 가능하다.
3GPP 기반 통신 표준은, 상위 계층으로부터 기원한 정보를 전달하는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 채널들과 물리 계층에 의해 사용되지만 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 전송하지 않는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 신호들을 정의한다. 예를 들어, 물리 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel, PDSCH), 물리 브로드캐스트 채널(physical broadcast channel, PBCH), 물리 멀티캐스트 채널(physical multicast channel, PMCH), 물리 제어 포맷 지시자 채널(physical control format indicator channel, PCFICH), 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH) 및 물리 하이브리드 ARQ 지시자 채널(physical hybrid ARQ indicator channel, PHICH)들이 하향링크 물리 채널들로서 정의되어 있으며, 참조 신호와 동기 신호가 하향링크 물리 신호들로서 정의되어 있다.
참조 신호(reference signal, RS)는 gNB와 UE가 서로 알고 있는 기정의된 특별한 파형의 신호를 의미하며, 파일럿(pilot)으로 지칭될 수도 있다. 예를 들어, 셀 특정적 RS(cell specific RS), UE-특정적 RS(UE-specific RS, UE-RS), 포지셔닝 RS(positioning RS, PRS) 및 채널 상태 정보 RS(channel state information RS, CSI-RS)가 하향링크 참조 신호로서 정의된다.
3GPP LTE/LTE-A 표준은, 상위 계층으로부터 기원한 정보를 전달하는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 채널들 및 물리 계층에 의해 사용되지만 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 전달하지 않는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 신호들을 정의한다. 예를 들어, 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel, PUSCH), 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH), 물리 임의 접속 채널(physical random access channel, PRACH)가 상향링크 물리 채널로서 정의되며, 상향링크 제어/데이터 신호를 위한 복조 참조 신호(demodulation reference signal, DMRS)와 상향링크 채널 측정에 사용되는 사운딩 참조 신호(sounding reference signal, SRS)가 정의된다.
본 발명에서 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)는, 각각 DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/하향링크 ACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/하향링크 데이터를 전달하는 시간-주파수 자원의 집합 또는 자원 요소의 집합을 의미한다. 또한, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)는, 각각 UCI(Uplink Control Information)/상향링크 데이터/랜덤 액세스 신호를 전달하는 시간-주파수 자원의 집합 또는 자원 요소의 집합을 의미한다.
본 발명에서, UE가 PUCCH/PUSCH/PRACH를 전송한다는 표현은, 각각 PUSCH/PUCCH/PRACH 상에서 또는 PUSCH/PUCCH/PRACH를 통해서, 상향링크 제어정보/상향링크 데이터/랜덤 액세스 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 또한, gNB가 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH를 전송한다는 표현은, 각각 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 상에서 또는 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH를 통해서, 하향링크 데이터/제어정보를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 및 기술 중 구체적으로 설명되지 않은 용어 및 기술에 대해서는 3GPP LTE/LTE-A 표준 문서, 예를 들어, 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 및 3GPP TS 36.331 등과, 3GPP NR 표준 문서, 예를 들어, 3GPP TS 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP 38.213, 3GPP 38.214, 3GPP 38.215, 3GPP TS 38.321 및 3GPP TS 38.331 등을 참조할 수 있다.
도 1은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
UE는 전원이 켜지거나 새로운 셀에 진입한 경우, 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S201). 이를 위해, UE는 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, UE는 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여, 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, UE는, 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 UE는, 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써, 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S202).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 송신을 위한 무선 자원이 없는 경우, UE는 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S203 내지 단계 S206). 이를 위해, UE는, 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 송신하고(S203 및 S205), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S204 및 S206). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
전술한 절차를 수행한 UE는, 이후 일반적인 상/하향링크 신호 송신 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S207) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 송신(S208)을 수행할 수 있다. 특히, UE는, PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 이때, DCI는 UE에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 DCI의 포맷이 달라질 수 있다.
한편, UE가 상향링크를 통해 기지국에 송신하거나 또는 UE가 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix 인덱스), RI(Rank Indicator) 등을 포함할 수 있다. 3GPP LTE 시스템의 경우, UE는 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 전송할 수 있다.
더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 브로드밴드 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한, 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 매시브(massive) MTC 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 또한, 신뢰성(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스/UE를 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다. 이와 같이 진보된 모바일 브로드밴드 통신, 매시브 MTC, URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 RAT의 도입이 논의되고 있다. 현재 3GPP에서는 EPC 이후의 차세대 이동 통신 시스템에 대한 스터디를 진행하고 있으며, EPC 이후의 차세대 이동통신 시스템은 새로운 RAT(new RAT, NR) 시스템, 5G RAT 시스템, 또는 5G 시스템 등으로 지칭될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의상, NR 시스템으로 지칭하기로 한다.
NR 시스템은, 데이터 레이트, 용량(capacity), 지연(latency), 에너지 소비 및 비용 면에서, 기존 4세대(4G) 시스템보다 좋은 성능을 지원할 것이 요구된다. 따라서, NR 시스템은 대역폭, 스펙트럴, 에너지, 시그널링 효율, 및 비트당 비용(cost)의 영역에서 상당한 진보를 이룰 필요가 있다.
NR 시스템은 OFDM 전송 방식 또는 이와 유사한 전송 방식을 사용하며, 예를 들어, 다음의 표 1에 표시된 뉴머롤로지(numerology)를 사용할 수 있다.
[표 1]
Figure PCTKR2018009182-appb-I000001
다른 예로서, NR 시스템의 다음의 표 2에 표시된 복수의 OFDM 뉴머롤로지 중에서 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
[표 2]
Figure PCTKR2018009182-appb-I000002
표 2를 참조하면, LTE 시스템에서 사용되는 15kHz 부반송파 간격을 기준으로 15kHz의 배수 관계에 있는 30, 60, 120kHz 부반송파 간격을 가지는 OFDM 뉴머롤로지가 사용될 수 있다. 표 2에 표시된 CP 길이(CP length), 시스템 대역폭(system BW), 이용 가능한 부반송파(available subcarriers) 개수, 서브프레임 길이, 및 서브프레임 당 OFDM 심볼 개수는 실시예들을 나타내며, 표 2에 표시된 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 60kHz 부반송파 간격의 경우, 시스템 대역폭은 100MHz로 설정될 수 있으며, 이용 가능한 부반송파 개수는 1500보다 크고 1666보다 작은 값을 가질 수 있다.
NR 시스템은 LTE 시스템의 OFDM 파라미터들과 다른 OFDM 파라미터들을 따를 수 있다. 또는, NR 시스템은 기존의 LTE/LTE-A의 뉴머롤로지를 그대로 따르면서, 기존의 LTE/LTE-A보다 큰 시스템 대역폭(예, 100MHz)를 가질 수 있다. 또한, NR 시스템은 하나의 셀이 복수의 뉴머롤로지들을 지원할 수도 있다. 즉, NR 시스템에서는, 서로 다른 뉴머롤로지에 따라 동작하는 하는 UE들이 하나의 셀 안에서 공존할 수 있다.
3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 무선 프레임(radio frame)은 10ms(307200T s)의 길이를 가지며, 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe, SF)으로 구성된다. 하나의 무선프레임 내의 10개의 서브프레임에는 각각 번호가 부여될 수 있다. 이때, T s는 샘플링 시간을 나타내고, T s=1/(2048*15kHz)로 표시된다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며, 2개의 슬롯으로 구성된다. 하나의 무선프레임 내에 존재하는 20개의 슬롯들은 0부터 19까지 순차적으로 넘버링될 수 있으며, 각각의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가진다. 하나의 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송 시간 간격(transmission time interval, TTI)로 정의된다. 시간 자원은 무선 프레임 번호(또는 무선 프레임 인덱스)와 서브프레임 번호, 슬롯 번호(또는 슬롯 인덱스) 등에 의해 구분될 수 있다. TTI는, 데이터가 스케줄링될 수 있는 간격을 의미한다. 예를 들어, 현재 LTE/LTE-A 시스템에서 UL 그랜트(grant) 또는 DL 그랜트의 전송 기회는 1ms마다 존재하고, 1ms보다 짧은 시간 내에 UL/DL 그랜트 기회가 여러 번 존재하지 않는다. 따라서, 기존 LTE/LTE-A 시스템에서 TTI는 1ms이다.
도 2는 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR) 시스템에서 이용 가능한 슬롯 구조를 예시한 것이다.
NR 시스템에서는, 데이터 전송 지연(latency)을 최소화하기 위하여, 도 2에 도시된 슬롯 구조가 사용될 수 있으며, 도 2에 도시된 슬롯 구조는 자기-완비(self-contained) 서브프레임 구조로 지칭될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 빗금 영역은 DL 제어 영역을 나타내고, 검정색 영역은 UL 제어 영역을 나타낸다. 예를 들어, 빗금 영역은, DCI(Downlink Control Information)을 전달하기 위한 PDCCH의 전송 영역을 나타낼 수 있다. DCI는, 기지국이 UE에게 전송하는 제어 정보로서, UE가 알아야 하는 셀 설정(cell configuration)에 관한 정보, DL 스케줄링 등의 DL 특정 정보, 및 UL 그랜트와 같이 UL 특정 정보를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 검정색 영역은 UCI(Uplink Control Information)를 전달하기 위한 PUCCH의 전송 영역을 나타낼 수 있다. UCI는, UE가 기지국에게 전송하는 제어 정보로서, 하향링크 데이터에 대한 HARQ의 ACK/NACK 정보, 하향링크 채널 상태에 관한 CSI 정보, 및 SR(Scheduling Request)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 2에서 표시되지 않은 영역(예를 들어, 심볼 인덱스 1부터 심볼 인덱스 12까지의 심볼 영역)은, 하향링크 데이터를 전달하는 물리 채널(예를 들어, PDSCH)의 전송에 사용될 수 있으며, 상향링크 데이터를 나르는 물리 채널(예를 들어, PUSCH)의 전송에 사용될 수도 있다. 도 2를 참조하면, 1개의 슬롯 내에서 DL 전송과 UL 전송이 순차적으로 진행되므로, DL 데이터의 전송/수신과 DL 데이터에 대한 UL ACK/NACK의 수신/전송이 1개의 슬롯 내에서 이루어질 수 있다. 따라서, 데이터 전송 과정에서 에러가 발생한 경우, 데이터를 재전송하기까지 소요되는 시간이 감소하게 되고, 이에 따라 최종 데이터의 전달 지연이 최소화될 수 있다.
도 2에 도시된 슬롯 구조에서는, gNB와 UE가 전송 모드에서 수신 모드로 전환하거나 또는 수신 모드에서 전송 모드로 전환하기 위한 시간 갭(time gap)이 필요하다. 전송 모드와 수신 모드 간 전환을 위하여, 슬롯 구조에서 DL에서 UL로 전환되는 시점의 일부 OFDM 심볼이 가드 기간(guard period, GP)으로 설정될 수 있다.
NR 시스템에서 기본 전송 단위(basic transmission unit)는 슬롯이다. 슬롯 구간(duration)은 정규(normal) 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP)를 갖는 14개 심볼들로 구성되거나, 확장 CP를 갖는 12개의 심볼들로 구성된다. 또한, 슬롯은 사용된 부반송파 간격의 함수로서 시간으로 스케일링된다.
최근 논의되고 있는 NR 시스템은, 넓은 주파수 대역을 이용하여 높은 전송율을 유지하면서 다수의 사용자에게 데이터를 전송하기 위하여, 높은 초고주파 대역(예를 들어, 6GHz 이상의 주파수 대역)을 이용하는 방안을 고려하고 있다. 하지만, 초고주파 대역은 너무 높은 주파수 대역을 이용하기 때문에, 거리에 따른 신호 감쇄가 매우 급격하게 나타나는 특성을 갖는다. 따라서, 6GHz 이상의 주파수 대역을 사용하는 NR 시스템은, 급격한 전파 감쇄 특성을 보상하기 위하여, 전방향이 아니라 특정 방향으로 에너지를 모아서 신호를 전송하는 좁은 빔(narrow beam) 전송 방법을 사용한다. NR 시스템은 좁은 빔 전송 방법을 사용함으로써, 급격한 전파 감쇄로 인한 커버리지(coverage)의 감소 문제를 해결한다. 그러나, 하나의 좁은 빔만 사용하여 서비스를 제공하는 경우, 하나의 기지국이 서비스를 제공할 수 있는 범위가 좁아진다. 따라서, 기지국은 다수의 좁은 빔을 모아서, 광대역으로 서비스를 제공할 수 있다.
초고주파 주파수 대역, 즉, 밀리미터 파장(millimeter wave, mmW) 대역에서는 파장이 짧아지기 때문에, 동일 면적에 복수의 안테나 요소(element)를 설치할 수 있다. 예를 들어, 1cm의 정도의 파장을 갖는 30GHz 대역의 경우, 5cm x 5cm의 패널(panel)에 0.5 람다(lamda) 간격으로 2-차원 배열(dimensional array)의 형태로 총 100개의 안테나 요소가 설치될 수 있다. 따라서, mmW 대역에서는, 복수의 안테나 요소를 사용하여 커버리지를 증가시키거나, 처리량(throughput)을 높이는 방법이 고려된다.
mmW 대역에서 좁은 빔을 형성하기 위한 방법으로, 기지국 또는 UE가 복수의 안테나에 적절한 위상 차이를 이용하여 동일한 신호를 전송함으로써, 특정 방향에서만 에너지가 증가하는 빔포밍 방식이 주로 고려되고 있다. 빔포밍 방식은, 디지털 기저대역(baseband) 신호에 위상차를 생성하는 디지털 빔포밍, 변조된 아날로그 신호에 시간 지연(즉, 순환 천이)을 이용하여 위상차를 만드는 아날로그 빔포밍, 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍을 모두 이용하는 하이브리드 빔포밍 등을 포함할 수 있다. 안테나 요소 별로 전송 파워 및 위상 조절이 가능하도록 트랜시버 유닛(transceiver unit, TXRU)을 가지면, 주파수 자원 별로 독립적인 빔포밍이 가능하다. 그러나, 100여 개의 안테나 요소에 모두 TXRU를 설치하는 것은 가격 측면에서 실효성이 떨어질 수 있다. 즉, mmW 대역은 급격한 전파 감쇄 특성을 보상하기 위하여 많은 개수의 안테나가 사용되고, 디지털 빔포밍은 각각의 안테나 별로 RF(Radio Frequency) 컴포넌트(예를 들어, 디지털 아날로그 컨버터(DAC), 믹서(mixer), 전력 증폭기(power amplifier), 선형 증폭기(linear amplifier) 등)를 필요로 한다. 따라서, mmW 대역에서 디지털 빔포밍을 구현하기 위해서는, 통신 기기의 가격이 증가하는 문제가 있다. 이에 따라, mmW 대역과 같이 많은 안테나가 필요한 경우에, 아날로그 빔포밍 또는 하이브리드 빔포밍 방식의 사용이 고려된다. 아날로그 빔포밍 방식은, 하나의 TXRU에 복수의 안테나 요소를 매핑하고, 아날로그 위상 천이기(analog phase shifter)로 빔(beam)의 방향을 조절한다. 다만, 아날로그 빔포밍 방식은, 전체 대역에서 하나의 빔 방향만 생성할 수 있기 때문에, 주파수 선택적 빔포밍(beamforming, BF)을 제공할 수 없는 단점이 있다. 하이브리드 빔포밍 방식은 디지털 빔포밍 방식과 아날로그 빔포밍 방식의 중간 형태로서, 안테나 요소가 Q개일 때, Q개보다 적은 B개의 TXRU를 갖는 방식이다. 하이브리드 빔포밍 방식의 경우, Q개의 안테나 요소와 B개의 TXRU의 연결 방식에 따라 차이가 있지만, 동시에 전송할 수 있는 빔의 방향은 B개 이하로 제한되게 된다.
도 3은 TXRU와 안테나 엘리먼트의 연결 방식의 예시들을 나타낸다.
도 3의 (a)은 TXRU가 서브-어레이(sub-array)에 연결된 방식을 나타낸다. 이 경우에 안테나 엘리먼트는 하나의 TXRU에만 연결된다. 이와 달리 도 4의 (b)는 TXRU가 모든 안테나 엘리먼트에 연결된 방식을 나타낸다. 이 경우에 안테나 엘리먼트는 모든 TXRU에 연결된다. 도 3에서 W는 아날로그 위상 천이기에 의해 곱해지는 위상 벡터를 나타낸다. 즉, W에 의해 아날로그 빔포밍의 방향이 결정된다. 여기서 CSI-RS 안테나 포트와 TXRU들과의 매핑은 일대일(1-to-1) 매핑 또는 일대다(1-to-many) 매핑일 수 있다.
전술한 바와 같이 디지털 빔포밍은 전송할 혹은 수신된 디지털 기저대역 신호에 대해 신호 처리를 하므로 다중의 빔을 이용하여 동시에 여러 방향으로 신호를 전송 혹은 수신할 수 있는 반면에, 아날로그 빔포밍은 전송할 혹은 수신된 아날로그 신호를 변조된 상태에서 빔포밍을 수행하므로 하나의 빔이 커버하는 범위를 넘어가는 다수의 방향으로 신호를 동시에 전송 혹은 수신할 수 없다. 통상 기지국은 광대역 전송 혹은 다중 안테나 특성을 이용하여 동시에 다수의 사용자와 통신을 수행하게 되는데, 기지국이 아날로그 혹은 하이브리드 빔포밍을 사용하고 하나의 빔 방향으로 아날로그 빔을 형성하는 경우에는 아날로그 빔포밍의 특성상 동일한 아날로그 빔 방향 안에 포함되는 사용자들과만 통신할 수 밖에 없다. 후술될 본 발명에 따른 RACH 자원 할당 및 기지국의 자원 활용 방안은 아날로그 빔포밍 혹은 하이브리드 빔포밍 특성으로 인해서 생기는 제약 사향을 반영하여 제안된다.
도 4는 송수신기 유닛(transceiver unit, TXRU) 및 물리적 안테나 관점에서 하이브리드 빔포밍 구조를 추상적으로 도시한 것이다.
다수의 안테나가 사용되는 경우, 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍을 결합한 하이브리드 빔포밍 기법이 대두되고 있다. 이때, 아날로그 빔포밍(또는 RF 빔포밍)은 RF 유닛이 프리코딩(또는 컴바이닝)을 수행하는 동작을 의미한다. 하이브리드 빔포밍에서 기저대역(baseband) 유닛과 RF 유닛은 각각 프리코딩 (또는 컴바이닝)을 수행하며, 이로 인해 RF 체인(chain) 수와 D/A(또는 A/D) 컨버터의 개수를 줄이면서도 디지털 빔포밍에 근접하는 성능을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 편의상, 하이브리드 빔포밍 구조는 N개의 TXRU와 M개의 물리적 안테나로 표현될 수 있다. 전송 단에서 전송할 L개의 데이터 레이어에 대한 디지털 빔포밍은 N-by-L 행렬로 표현될 수 있으며, 이후 변환된 N개의 디지털 신호는 TXRU를 통해 아날로그 신호로 변환된 다음, M-by-N 행렬로 표현되는 아날로그 빔포밍이 적용된다.
도 4에서 디지털 빔의 개수는 L이며, 아날로그 빔의 개수는 N이다. NR 시스템에서는 아날로그 빔포밍을 심볼 단위로 변경할 수 있도록 기지국을 설계하여, 특정 지역에 위치한 UE에게 보다 효율적인 빔포밍을 지원하는 방향이 고려되고 있다. 또한, N개의 TXRU와 M개의 RF 안테나를 하나의 안테나 패널(panel)로 정의할 때, NR 시스템에서는 서로 독립적인 하이브리드 빔포밍이 적용 가능한 복수의 안테나 패널을 도입하는 방안이 고려되고 있다.
기지국이 복수의 아날로그 빔을 사용하는 경우, UE 별로 신호 수신에 유리한 아날로그 빔이 다를 수 있다. 따라서, 적어도 동기 신호, 시스템 정보, 페이징 등에 대해서는, 기지국이 특정 슬롯 또는 서브프레임(subframe, SF)에서 적용할 복수의 아날로그 빔들을 심볼 별로 바꾸어, 모든 UE들이 신호를 수신할 기회를 가질 수 있도록 하는 빔 스위핑(beam sweeping) 동작이 고려되고 있다.
도 5는 NR 시스템에서 하향링크 신호의 전송 과정에서 수행되는 빔 스위핑 동작을 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 하향링크 신호 전송의 일 예로서, 동기 신호 및 시스템 정보를 전송하는 과정이 도시되어 있다. 또한, 도 5에서, xPBCH(Physical Broadcast Channel)는, NR 시스템의 시스템 정보가 브로드캐스팅(broadcasting) 방식으로 전송되는 물리적 자원 (또는 물리적 채널)을 의미할 수 있다.
하나의 심볼 내에서 서로 다른 안테나 패널에 속하는 아날로그 빔들은 동시에 전송될 수 있다. 이때, 아날로그 빔 별 채널을 측정하기 위하여, 도 5에 도시된 것과 같이, 특정 안테나 패널에 대응하는 단일 아날로그 빔이 적용되어 전송되는 참조 신호(Reference signal, RS)인 빔 RS (Beam RS, BRS)를 도입하는 방안이 논의되고 있다. BRS는 복수의 안테나 포트에 대해 정의될 수 있으며, BRS의 각 안테나 포트는 하나의 아날로그 빔에 대응될 수 있다. 이때, BRS와 달리, 동기 신호 또는 xPBCH는 임의의 UE가 잘 수신할 수 있도록 아날로그 빔 그룹 내의 모든 아날로그 빔이 적용되어 전송될 수 있다.
도 6은 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR) 시스템의 셀을 예시한 것이다.
도 6을 참조하면, NR 시스템에서는, 기존 LTE 등의 무선 통신 시스템에서 하나의 기지국이 하나의 셀을 형성하는 것과 달리, 복수의 TRP(Transmission Reception Point)가 하나의 셀을 형성하는 방안이 논의되고 있다. 복수의 TRP가 하나의 셀을 형성하면, UE를 서비스하는 TRP가 변경되더라도, 끊김 없는 통신이 가능하기 때문에, UE의 이동성 관리가 용이하다는 장점이 있다.
LTE/LTE-A 시스템에서, PSS/SSS는 전-방위적(omni-direction)으로 전송된다. 이와 달리, NR 시스템에서는, mmWave를 적용하는 gNB가 빔의 방향을 전-방위적으로 돌려가면서 PSS/SSS/PBCH 등의 신호를 빔포밍하여 전송하는 방법이 고려되고 있다. 이때, 빔 방향을 돌려가면서 신호를 송수신하는 것을 빔 스위핑(beam sweeping) 또는 빔 스캐닝이라 한다. 본 발명에서, "빔 스위핑”은 전송기 측의 동작을 나타내고, "빔 스캐닝"은 수신기 측의 동작을 나타낸다. 예를 들어, gNB가 최대 N개의 빔 방향을 가질 수 있다고 가정하면, gNB는 N개의 빔 방향에 대해서 각각 PSS/SSS/PBCH 등의 신호를 전송한다. 즉, gNB는 자신이 가질 수 있거나 또는 지원하고자 하는 방향들을 스위핑하면서, 각각의 방향에 대해서 PSS/SSS/PBCH 등의 동기 신호들을 전송한다. 또는, gNB가 N개의 빔을 형성할 수 있는 경우, 복수의 빔을 묶어서 하나의 빔 그룹으로 구성할 수 있으며, 빔 그룹 별로 PSS/SSS/PBCH를 송수신할 수 있다. 이 때, 하나의 빔 그룹은 하나 이상의 빔을 포함한다. 동일 방향으로 전송되는 PSS/SSS/PBCH 등의 신호가 하나의 SS 블록(Synchronization Signal Block)으로 정의될 수 있으며, 한 셀 내에 복수의 SS 블록들이 존재할 수 있다. 복수의 SS 블록들이 존재하는 경우, 각 SS 블록의 구분을 위해서 SS 블록 인덱스가 사용될 수 있다. 예를 들여, 한 시스템에서 10개의 빔 방향으로 PSS/SSS/PBCH가 전송되는 경우, 동일 방향으로의 PSS/SSS/PBCH이 하나의 SS 블록을 구성할 수 있으며, 해당 시스템에서는 10개의 SS 블록들이 존재하는 것으로 이해될 수 있다.
LTE 시스템의 RRM(Radio Resource Management) 동작
한편, LTE 시스템에서는, 전력 제어(Power control), 스케줄링(Scheduling), 셀 검색(Cell search), 셀 재선택(Cell reselection), 핸드오버(Handover), 무선 링크 또는 연결 모니터링(Radio link or Connection monitoring), 연결 수립/재수립(Connection establish/re-establish) 등을 포함하는 RRM(Radio Resource Management) 동작을 지원한다. 이때, 서빙 셀은 RRM 동작을 수행하기 위한 측정 값인 RRM 측정(measurement) 정보를 UE에게 요청할 수 있다. 예를 들어, LTE 시스템에서는, 대표적으로 UE가 각 Cell에 대한 셀 검색 정보, RSRP(reference signal received power), RSRQ(reference signal received quality) 등의 정보를 측정하여 기지국에게 보고할 수 있다. 이때, LTE 시스템에서, UE는, 서빙 셀로부터 RRM 측정을 위한 상위 계층 신호로서 'measConfig'를 수신한다. 그리고, UE는, 수신된 'measConfig'의 정보에 기초하여, RSRP 또는 RSRQ를 측정한다. 이때, RSRP 및 RSRQ는 LTE 시스템의 TS 36.214 문서에 정의되어 있다.
주파수 내 측정(intra-frequency measurement)인 경우, LTE 시스템에서 동작하는 UE는, 허가된 측정 대역폭 정보(예를 들어, AllowedMeasBandwidth IE(information element))를 통해 전송되는 6, 15, 25, 50, 75, 100 RB (resource block) 중에서 하나에 대응하는 대역폭에서 RSRP를 측정할 수 있다. 이때, 허가된 측정 대역폭 정보는, SIB3(system information block type 3)에 포함되어 전송될 수 있다.
또한, 주파수 간 측정(inter-frequency measurement)인 경우, UE는, 허가된 측정 대역폭 정보(예를 들어, AllowedMeasBandwidth IE)를 통해 전송되는 6, 15, 25, 50, 75, 100 RB 중 하나에 대응하는 대역폭에서 RSRP를 측정할 수 있다. 이때, 허가된 측정 대역폭 정보는, SIB5에 포함되어 전송될 수 있다. 또는, 허가된 측정 대역폭 정보가 없는 경우, UE는 전체 하향링크 시스템의 주파수 대역에서 RSRP를 측정할 수 있다.
UE가 허가된 측정 대역폭 정보를 수신하는 경우, UE는 허가된 측정 대역폭 정보의 값을 최대 측정 대역폭(maximum measurement bandwidth)으로 판단하고, 최대 측정 대역폭 이내에서 자유롭게 RSRP를 측정할 수 있다. 다만, 서빙 셀이 WB-RSRQ(Wide Band-RSRQ)로 정의되는 IE을 전송하고, 허가된 측정 대역폭을 50 RB 이상으로 설정하면, UE는 전체 허가된 측정 대역폭에 대한 RSRP를 측정해야 한다. 한편, RSSI에 대해서는 RSSI 대역폭의 정의에 따라 UE의 수신기가 갖는 주파수 대역에서 측정한다.
주파수 간(inter-frequency) 또는 RAT 간(inter-RAT) 측정 의 경우, LTE 시스템에서는, UE가 측정을 수행하기 위한 측정 갭(measurement gap)이 정의될 수 있다. 측정 갭 구간 동안, UE는 서빙 셀과의 통신을 중단하고, 주파수 간 또는 RAT 간 측정을 수행할 수 있다.
36.133 표준을 참조하면, UE가 주파수 간 및/또는 RAT 간 셀들을 식별하고 측정하기 위해 측정 갭을 필요로 하는 경우, E-UTRAN은 모든 주파수 레이어 및 RAT을 동시에 모니터링하기 위해 일정한 갭 기간(gap duration)을 갖는 하나의 측정 갭 패턴(gap pattern)을 제공해야 한다. 다음의 표 3은, LTE 시스템에서 UE에 의해 지원되는 갭 패턴 설정을 나타낸다.
[표 3]
Figure PCTKR2018009182-appb-I000003
표 3을 참조하면, Gap Pattern Id가 0인 경우, UE는 40ms 주기 단위로 6ms 동안 서빙 셀의 주파수가 아닌 다른 주파수를 모니터링 할 수 있으며, Gap Pattern Id가 1인 경우, UE는 80ms 주기 단위로 6ms 동안 다른 주파수를 모니터링 할 수 있다. 미리 설정된 6ms 동안, 기지국은 UE에게 자원을 할당하거나 트래픽을 전송하지 않으며, UE는 서빙 셀의 주파수 이외의 다른 주파수를 측정하여 핸드오버 가능한 주파수 신호가 있는지 검색한다. 측정 갭 구간 동안, UE는 어떠한 데이터도 전송하지 않는다. 또한, 측정 갭 구간 동안, UE는 PCell(Primary Cell)과 모든 SCell(Secondary Cell)의 E-UTRAN 부반송파들, PCell과 PSCell(Primary Secondary Cell)의 E-UTRAN 부반송파들에 UE의 수신기를 튜닝하지 않는다. 그리고, 6ms의 측정 갭이 종료되면, UE는 다시 서빙 셀의 주파수를 모니터링 한다.
NR 시스템의 인접 셀 검출
NR 시스템은 mmWave의 고주파 대역을 지원하고, 고주파 대역에서는, 셀 커버리지(cell coverage) 확보를 위해 빔포밍을 이용하여 데이터 채널, 제어 채널 및 SS 블록 등을 전송할 수 있다. 기지국이 복수의 빔을 이용하여 신호를 전송할 때, UE도 복수의 빔을 이용하여 데이터 채널, 제어 채널, 및 SS 블록의 수신을 시도함으로써, 셀 커버리지를 확장하기 위한 방법을 사용할 수 있다.
셀 커버리지를 확장하기 위하여, UE는 초기 액세스 과정부터 기지국으로부터 전송되는 복수의 빔 중에서 수신 품질이 가장 좋은 빔을 검출한다. 이때, 수신 전력의 크기는, 빔 선택 및 운용 과정에서 품질 지표로서 사용될 수 있다. 수신 품질이 가장 좋은 빔을 선택하는 과정에서, 다중 빔을 사용하는 UE는, 전송 빔 각각에 대하여 수신 품질이 가장 좋은 수신 빔을 찾고, 각각의 전송 빔과 가장 좋은 수신 빔의 쌍을 형성하여 기지국과 통신할 때 사용한다.
이를 위해, 기지국은, 제어 채널을 통해, UE에게 데이터를 전송하기 위해 사용되는 데이터 채널이 어떤 전송 빔을 통해 전송되는지 UE에게 알려준다. 따라서, UE는, 우선적으로 제어 채널이 전송되는 빔에 맞추어 수신 빔을 설정한다. 그리고, UE가 제어 채널을 통해 데이터 채널이 전송되는 전송 빔에 관한 정보를 수신하면, UE는 데이터 채널을 수신하는 시점에 맞추어, 데이터 채널이 전송되는 전송 빔에 대하여 품질이 가장 좋은 수신 빔을 형성한다. 그리고, UE는 형성된 수신 빔을 이용하여 데이터 채널을 수신한다.
서빙 셀과의 통신과 더불어 안정적인 이동성 확보를 위해서, UE는 인접 셀의 수신 품질을 측정하고, 인접 셀의 수신 품질과 서빙 셀의 수신 품질과 비교하여, 사전에 정의된 이벤트를 만족하는 경우, 이를 기지국에 보고해야 한다. 이때, 이동성을 위한 수신 품질은, 수신 전력을 나타내는 RSRP (Received Signal Received Power)가 사용될 수 있으며, 필요에 따라 RSRQ (Received Signal Received Quality)가 추가적으로 사용될 수도 있다.
서빙 셀과 인접 셀의 수신 품질을 비교하기 위하여, UE는, 각각의 셀에 대하여 가장 좋은 품질을 갖는 수신 빔을 통해 신호를 수신한 경우를 가정하여 수신 품질을 측정하고, 측정된 수신 품질에 기초하여 셀간 핸드오버를 수행한다.
LTE 시스템에서는 UE가 단일 수신 빔을 이용하는 것을 가정하기 때문에, 주파수 내 측정(intra-frequency measurement)에서는 전송 빔에 대하여 수신 빔을 선택하는 과정이 불필요하다. 즉, UE는, 모든 셀에 대해서 동일한 수신 빔을 사용하여 신호를 수신하기 때문에, 서빙 셀로부터 신호를 수신하는 중에도 인접 셀로부터 신호를 수신하거나 또는 여러 신호에 대한 측정을 수행할 수 있다. 따라서, LTE 시스템의 경우, UE가 인접 셀의 수신 품질을 측정하는 구간 동안, 서빙 셀이 데이터 채널 및 제어 채널의 전송 등을 중단할 필요가 없다. 또한, LTE 시스템에서는, UE가 주파수 내 측정(intra-frequency measurement)을 주기적으로 수행할 수 있다.
하지만, NR 시스템과 같이 다중 빔을 사용하는 UE의 경우, 서빙 셀로부터 데이터 채널 또는 제어 채널을 수신할 때, 서빙 셀의 전송 빔에 맞추어 수신 빔을 형성한다. 따라서, UE가 서빙 셀의 전송 빔에 맞추어 형성된 수신 빔을 사용하여 인접 셀의 수신 품질을 측정하면, 서빙 셀의 수신 품질과 인접 셀의 수신 품질을 동등하게 비교하기 어렵다. 이에 따라, NR 시스템의 경우, UE가 인접 셀의 수신 품질을 측정하기 위해, 하나 이상의 인접 셀 각각에 맞는 수신 빔을 검출한다. 이때, UE는, 인접 셀에 맞는 빔을 알 수 없기 때문에, 빔 스위핑을 수행하여, 하나 이상의 인접 셀 각각에 맞는 수신 빔을 검출할 수 있다. 그러나, 인접 셀의 수신 품질을 측정하기 위해, 인접 셀에 맞추어 수신 빔을 형성하고, 인접 셀에 맞추어 형성된 수신 빔을 이용하여 인접 셀의 수신 품질을 측정하는 경우, 서빙 셀로부터 수신되는 데이터 채널 및 제어 채널의 수신 품질이 현저히 떨어지는 문제가 발생한다.
따라서, NR 시스템과 같이 다중 빔을 사용할 때, 기지국은, 주파수 내 측정의 경우에도, UE가 인접 셀의 수신 품질을 측정하는 구간 동안 데이터 채널 및 제어 채널의 전송 등을 중단하는 측정 갭(measurement gap)을 설정해야 할 수 있다. 하지만, 주파수 내 측정을 위해 측정 갭이 형성되고, LTE 시스템과 같이 주파수 내 측정이 주기적으로 수행되면, 서빙 셀의 품질이 매우 좋은 상태에서도 항상 측정 갭 구간에 의한 서비스 중단이 발생하므로, UE의 처리량(throughput)이 크게 떨어질 수 있다. 또한, UE 는, 인접 셀 별로 최상의 수신 빔을 찾고, 인접 셀 각각에 대해 선택된 수신 빔을 이용하여 인접 셀의 수신 품질을 측정해야 하므로, 검출된 모든 인접 셀에 대한 RSRP를 획득하기까지 상당한 시간이 필요할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 인접 셀의 수신 품질 측정을 위해 다음과 같은 방법을 제안한다. 본 발명에 따르면, 서빙 셀의 수신 품질이 임계 수준보다 높으면, 인접 셀의 수신 품질을 측정하지 않고, 서빙 셀의 수신 품질일 임계 수준 이하일 때 인접 셀의 수신 품질을 측정할 수 있다. 이때, 기지국은, UE가 빔 스위핑 동작을 수행하여 하나 이상의 인접 셀에 맞는 수신 빔을 검출하기 위한 측정 갭(measurement gap) 구간을 상대적으로 길게 설정해줄 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따르면, 인접 셀의 수신 품질을 보다 효율적으로 측정할 수 있으며, 인접 셀의 수신 품질 측정에 의한 오버헤드를 상대적으로 줄일 수 있다. 이하에서는, UE가 하나의 RF & 안테나 모듈로 구성되는 경우와 복수의 RF & 안테나 모듈로 구성되는 경우를 구분하여, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
UE가 하나의 RF & 안테나 모듈로 구성되는 경우
본 발명에서는, 다중 빔을 사용하는 환경에서 UE가 빠른 속도로 이동하지 않는 저속 이동 환경을 가정한다. 하지만, 본 발명이 저속 이동 환경에서만 동작하도록 제한되는 것은 아니다.
도 7은 본 발명에 따른 비활성화 구간 및 통신 갭의 예시를 나타내는 도면이다.
기지국은, 호 설정 단계에서 측정 설정(measurement configuration) 정보를 통해 서빙 셀의 신호 품질에 대한 임계치를 UE에게 설정해줄 수 있다. 이때, 기지국은, 인접 셀의 수신 품질에 대한 임계치도 함께 설정할 수 있다. 측정 설정 정보는, UE가 인접 셀의 수신 품질을 측정하기 위해 필요한 정보를 의미할 수 있으며, 예를 들어 인접 셀의 수신 품질에 대한 측정을 시작하기 위한 조건, 인접 셀의 수신 품질의 측정 주기, 서빙 셀의 수신 품질에 대한 임계치, 인접 셀의 수신 품질에 대한 임계치, 및 측정 기간(duration) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
UE가 서빙 셀과의 호 설정을 완료하고 서빙 셀과 통신하는 단계에 들어가면, UE는 기지국으로부터 측정 설정(measurement configuration) 정보를 수신하더라도, 기본적으로 서빙 셀의 수신 품질만 측정하고 인접 셀의 수신 품질을 측정하지 않는다. UE는, 측정된 서빙 셀의 수신 품질이 설정된 임계치보다 낮은 경우, 이를 기지국에 보고한다. 이때, 서빙 셀의 수신 품질은, 이동성 지원을 위한 RSRP(Reference Signal Reference Power)뿐만 아니라, 서빙 셀로부터 수신하는 데이터 채널의 신호 품질을 나타내는 SINR (Signal to Interference & Noise Ratio), 또는 CQI가 사용될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, UE는, 서빙 셀과의 통신이 단절되지 않도록 서빙 셀에 맞추어 형성된 빔을 유지한 상태에서, 인접 셀의 검출을 시도하거나 인접 셀의 수신 품질을 측정할 수 있다. 서빙 셀에 맞추어 형성된 빔을 기준으로 측정된 인접 셀의 수신 품질이 기설정된 조건을 만족하는 경우, UE는 기지국에 보고할 수 있다. 예를 들어, 서빙 셀에 맞추어 형성된 빔을 기준으로 인접 셀의 수신 품질을 측정했음에도, 인접 셀의 수신 품질이 설정된 임계치보다 크거나, 또는 인접 셀의 수신 품질이 서빙 셀의 수신 품질보다 임계치 이상 큰 경우, UE는 기지국에 보고할 수 있다.
기지국은, 주기적으로 또는 비주기적으로, 인접 셀의 수신 품질을 측정하기 위한 측정 갭(measurement gap)을 UE에게 설정해줄 수 있다. 측정 갭이 비주기적으로 설정되는 경우, 기지국은, 미리 설정된 조건을 만족하거나 또는 미리 설정된 이벤트가 발생할 때 UE에게 측정 갭을 설정해줄 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 기지국이 UE로부터 현재 서빙 셀의 수신 품질 또는 인접 셀의 수신 품질에 대한 보고를 받은 경우, 측정 갭을 UE에게 설정해줄 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 기지국이 비주기적으로 측정 갭을 설정하는 경우, UE에게 전송할 데이터 양을 결정한 후 측정 갭을 설정해 줄 수 있다.
NR 시스템에서 UE가 하나의 RF & 안테나 모듈로 구성되는 경우, 인접 셀의 수신 품질을 측정하기 위해서는, 서빙 셀과의 통신이 단절될 수 있다. 즉, 인접 셀의 수신 품질을 측정하기 위한 측정 갭 구간 동안, 서빙 셀과의 통신이 비활성화될 수 있기 때문에, 측정 갭은 비활성화 구간(inactive interval)로 지칭될 수도 있다. 도 7(a)를 참조하면, 비활성화 구간은, UE가 서빙 셀과 통신을 수행하는 구간과 구별되며, 비활성화 구간 동안에는 서빙 셀과의 통신이 단절될 수 있다.
다중 빔을 사용하는 UE는 빔 스위핑을 수행하여 하나 이상의 인접 셀 및 각 인접 셀에 최적화된 빔을 검출하고, 각 인접 셀에 최적화된 빔을 사용하여 인접 셀의 수신 품질을 측정하기 때문에, 비활성화 구간은 종래 측정 갭보다 상대적으로 긴 구간으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 검출된 인접 셀의 개수가 10개이고, 수신 빔이 8개인 경우, 10개의 인접 셀에 최적화된 빔을 검출하기 위해, 80번의 빔 스위핑 동작이 필요할 수 있다. 또한, 예를 들어, UE가 SSB(Synchronization Signal Block)에 기초하여 인접 셀의 수신 품질을 측정하는 경우, SSB이 5ms 단위로 수신되고, 8개의 수신 빔이 존재하는 경우, 모든 수신 빔을 스위핑하기 위해서는 40ms 이상의 시간이 필요할 수 있다. 이에 따라, 비활성화 구간은, 긴 측정 갭(long measurement gap)으로 해석될 수도 있다.
UE는, 설정된 비활성화 구간 동안 인접 셀을 검출하고, 셀 별 최적의 송신 빔 및 수신 빔을 검출하는 동작을 수행할 수 있으며, 선택된 송신 빔에 대한 최적의 수신 빔을 이용하여 셀　별 & 빔 별 RSRP 및 RSRQ 등을 측정한다. 그리고, UE는, 비활성화 구간이 종료된 후, 측정 결과를 바로 기지국에 보고한다. 하지만, 인접 셀 검출에 실패하거나 또는 서빙 셀의 수신 품질이 설정된 임계치 이상인 경우, UE는 기지국에 보고하거나 또는 비활성화 구간의 종료를 요청할 수 있다.
한편, UE가 수신기의 빔 폭을 적응적으로 넓게 형성할 수 있는 경우, UE는 비활성화 구간 동안, 서빙 셀과 인접 셀을 모두 커버할 수 있도록 전방향(omni-direction) 형태로 빔을 형성할 수 있다. 그리고, UE는, 전방향 형태로 형성된 빔을 이용하여, 서빙 셀과 통신하면서 동시에 인접 셀의 수신 품질을 측정할 수 있다. 하지만, 서빙 셀과 인접 셀을 모두 커버하도록 형성된 빔을 이용하여 서빙 셀과 통신하는 경우, 서빙 셀로부터 수신되는 신호 품질이 상대적으로 낮아질 수 있다. 따라서, 전방향 형태로 빔을 형성하여 서빙 셀과 통신하면서 동시에 인접 셀의 수신 품질을 측정하는 경우, UE 스스로 수행할 수도 있지만, 기지국의 설정을 통해 수행될 수도 있다.
비활성화 구간 동안 수행되는 UE의 동작을 위해, 기지국은 다음과 같은 설정을 UE에게 전송할 수 있다.
A. 비활성화 구간의 시작 시간(starting time) 및 기간(duration):
B. 인접 셀에 대한 RSRP 또는 RSRQ 측정을 위한 참조 신호(reference signal)의 자원 할당 정보
C. 비활성화 구간 동안 서빙 셀과 통신을 수행하기 위한 통신 갭(communication gap)의 설정에 관한 정보
D. 통신 갭 구간 동안 또는 비활성화 구간 종료 후, PUSCH를 전송하기 위한 자원 정보
이때, 인접 셀에 대한 RSRP 또는 RSRQ 측정을 위한 참조 신호의 자원 할당 정보는, 인접 셀의 SSB (또는, SS 블록)의 전송 주기 등을 포함한 자원 설정(resource configuration) 정보, SS 버스트 셋(burst set) 내에서 전송되는 SSB의 위치에 관한 정보, CSI-RS를 이용하여 RSRP를 보고하는 경우 CSI-RS의 자원 설정 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
비활성화 구간이 상대적으로 길게 설정됨에 따라, 오랜 시간 동안 서빙 셀과의 통신이 단절되는 경우, 비활성화 구간이 종료된 후 서빙 셀과의 통신이 불가할 만큼 환경이 변할 수 있다. 예를 들어, 서빙 셀과의 통신이 유지되기 위해서는, 서빙 셀에게 주기적으로 보고(예를 들어, CQI 정보, 상향링크 시간 트래킹(uplink time tracking) 정보를 보고)하는 동작이 필요하다. 그러나, 비활성화 구간이 시작되어 빔 스위핑 동작이 수행되면, 서빙 셀과의 통신이 단절되고, 비활성화 구간이 길게 설정되면 UE가 서빙 셀에게 주기적으로 보고하는 것이 어려워질 수 있다. 따라서, 비활성화 구간이 길게 설정되는 경우, 기지국은, UE가 서빙 셀과 최소한의 통신을 수행할 수 있도록, 비활성화 구간 내에 통신 갭(communication gap) 구간을 설정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은, 비활성화 구간 동안 최소한의 채널 품질 및 파라미터를 측정하기 위한 자원, 및 채널 품질 및 파라미터 측정 결과를 보고하기 위한 자원을 UE에게 할당해줄 수 있다. 예를 들어, 도 7(b)를 참조하면, 비활성화 구간이 200ms의 길이로 설정된 경우, 기지국은 비활성화 구간 내에서 1ms 길이의 통신 갭을 하나 이상 설정할 수 있다.
UE는 비활성화 구간 동안 필요한 측정 등을 수행하거나, 설정된 신호를 전송하거나, 또는 측정 결과를 기지국에게 보고할 수 있다. 예를 들어, 통신 갭 구간 동안 UE에 의해 수행되는 동작들은, 시간 및 주파수 트래킹(time & frequency tracking), 빔 매니지먼트(beam management), CSI 리포트, 상향링크 제어 채널 전송(uplink control channel transmission), 상향링크 시간 정렬(time alignment), 최소한의 하향링크 및 상향링크 데이터 송수신 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 인접 셀의 수신 품질 측정이 종료되었거나, 수신 품질 측정으로부터 긴급한 보고가 필요하다고 판단되는 경우, UE는 통신 갭 구간 동안 이에 대한 보고를 수행할 수 있다. 전술한 바와 같이, UE는 비활성화 구간이 종료된 후에 측정 결과를 기지국에 바로 보고한다. 그러나, 비활성화 구간이 종료되기 전이라 하더라도, 인접 셀의 수신 품질이 서빙 셀의 수신 품질보다 좋다고 판단되는 경우, 비활성화 구간이 종료될 때까지 기다리지 않고, 통신 갭 구간에 측정 결과를 기지국에 보고할 수 있다. 예를 들어, 비활성화 구간이 320ms로 설정되고, 통신 갭이 8ms 단위로 설정되어 있으며, 복수의 인접 셀의 수신 품질이 모두 서빙 셀의 수신 품질보다 좋은 경우, UE는 320ms의 비활성화 구간이 종료되기 전이라 하더라도, 통신 갭 구간에 측정 결과를 기지국에 보고할 수 있다. 이때, UE는 측정 결과를 기지국에 보고하고, 기지국으로부터 핸드오버 커맨드(command)의 수신을 기다릴 수 있다.
전술한 바와 같이, UE는, 통신 갭 구간 동안, CSI 리포트, 인접 셀의 수신 품질 측정 결과에 대한 보고, 또는 비활성화 구간의 중지 등을 요청하기 위하여, 기지국에 메시지를 전송할 수 있다. 따라서, 기지국은, 통신 갭 구간 동안 전송되는 PUSCH 자원을 UE에게 미리 설정해주는 것이 효율적이다. 이에 따라, 기지국은, 통신 갭 구간 동안 또는 비활성화 구간 종료 후, PUSCH를 전송하기 위한 자원 정보를 UE에게 전송할 수 있다.
전술한 동작들은, 저속의 이동성에 적합한 시스템의 경우, 주파수 간 측정(inter-frequency measurement)에도 동일하게 적용될 수 있다.
UE가 복수의 RF & 안테나 모듈로 구성되는 경우
동일한 환경에서 UE가 복수의 RF & 안테나 모듈로 구성되고, 하나의 주파수 대역에서 각각 다른 방향으로 빔을 형성하여 통신할 수 있는 경우, UE는 하나의 RF & 안테나 모듈로 구성된 경우와 상이한 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, UE가 복수의 RF & 안테나 모듈로 구성되는 경우, 모든 RF & 안테나 모듈을 인접 셀의 수신 품질을 측정하기 위해 사용할 필요가 없다. 이에 따라, 복수의 안테나 모듈 중에서 일부 안테나 모듈은, 서빙 셀과의 통신을 위한 방향으로 빔을 형성하고, 서빙 셀에 최적화된 빔으로 서빙 셀과 통신하는데 사용될 수 있다. 그리고, 서빙 셀과 통신하는 안테나 모듈 이외의 다른 안테나 모듈은, 다양한 방향으로 빔을 형성하고, 다양한 방향으로 형성된 빔을 이용하여 인접 셀 검출, 인접 셀에 최적화된 빔 검색, 및 인접 셀의 수신 품질 측정을 위한 동작들을 수행하기 위해 사용될 수 있다.
UE가 복수의 RF & 안테나 모듈로 구성되는 경우, 인접 셀의 수신 품질을 측정하기 위한 측정 갭(measurement gap)이 설정될 수 있다. 이때, 측정 갭은 전술한 비활성화 구간의 설정 과정과 유사한 과정을 통해 설정될 수 있으며, 기지국이 호 설정이 완료된 시점 또는 임의의 시점에 설정해줄 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 기지국은, UE가 하나의 RF & 안테나 모듈로 구성된 경우와 마찬가지로, UE의 보고에 기초하여 특정 시점에 측정 갭을 UE에게 설정해준다. 기지국은, 측정 갭을 설정하는 과정에서, 전체 안테나 모듈 중에서 어떤 안테나 모듈을 인접 셀의 수신 품질 측정에 사용할 것인지 여부 및 몇 개의 안테나 모듈을 인접 셀의 수신 품질 측정에 사용할 것인지 여부 중 적어도 하나를 설정할 수 있다.
또는, 실시예에 따라, UE가 전체 안테나 모듈 중에서 몇 개의 안테나 모듈을 인접 셀의 수신 품질 측정에 사용할 수 있는지 기지국에게 사전에 보고할 수도 있다. 기지국은, 측정 갭 구간 동안, 서빙 셀로부터 데이터를 수신하기 위해 사용할 수 있는 안테나 모듈의 수를 반영하여 스케줄링(scheduling)을 수행할 수 있으며, UE는 측정 갭 구간 동안 인접 셀을 검출하고, 인접 셀의 수신 품질을 측정할 수 있다.
서빙 셀의 기지국은, 측정 갭 구간 동안의 스케줄링을 위한 CQI 정보를 얻기 위하여, 두 개의 CQI 프로세스(예를 들어, 제1 CQI 프로세스, 제2 CQI 프로세스)를 UE에게 설정해줄 수 있다. 예를 들어, UE는, 제1 CQI 프로세스에 대해서는 모든 안테나 모듈을 서빙 셀로부터 데이터를 수신하기 위해 사용하는 경우의 채널 품질을 측정하고, 제2 CQI 프로세스에 대해서는 전체 안테나 모듈 중에서 일부 안테나 모듈을 서빙 셀로부터 데이터를 수신하기 위해 사용하는 경우의 채널 품질을 측정하여, 기지국에게 측정 결과를 보고할 수 있다. 제1 CQI 프로세스와 제2 CQI 프로세스에 대한 CQI 보고는, 주기적으로 수행될 수 있으나, 서로 다른 주기로 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 CQI 프로세스에 대한 보고는, 제2 CQI 프로세스에 대한 보고보다 짧은 주기로 수행될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
기지국은, 제1 CQI 및 제2 CQI 프로세스에 대한 CQI 보고 시점을 미리 알고 있으며, 2개의 CQI 프로세스에 대한 CQI 값에 기초하여, 서빙 셀로부터 데이터를 수신하는 경우 및 서빙 셀로부터 데이터를 수신하면서 인접 셀의 수신 품질을 측정하는 경우에 대한 채널 품질 상태를 판단할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 기지국은, 복수의 안테나 모듈 중에서 어떤 안테나 모듈 인접 셀의 수신 품질 측정에 사용되는지, 또는 몇 개의 안테나 모듈이 인접 셀의 수신 품질 측정에 사용되는지 모를 수 있다. 예를 들어, 기지국과 UE가 인접 셀의 품질 측정에 관한 설정 정보를 사전에 공유하는 것이 아니라, UE 스스로 인접 셀의 수신 품질에 대한 측정이 필요하다고 판단할 수도 있으며, UE는 기지국에 대한 사전 보고 없이, UE 스스로 인접 셀의 수신 품질을 측정할 수 있다. 예를 들어, UE는, 계속 제1 CQI 프로세스에 대한 CQI 보고를 수행하다가, 인접 셀의 수신 품질 측정이 필요하다고 판단되면, 제2 CQI 프로세스에 대한 CQI 보고를 수행할 수 있다. 이때, 기지국은, UE가 인접 셀의 수신 품질을 측정하는 구간을 미리 알 수 없으며, 제2 CQI 프로세스에 대한 CQI 값에 기초하여 스케줄링을 수행한다.
다만, UE가 별도의 보고 또는 지시 없이 인접 셀의 수신 품질을 측정하는 동작을 수행하더라도, 측정 동작을 수행하기 위한 조건은 기지국의 설정에 기초하여 결정될 수 있다. 측정 동작을 수행하는 구간을 측정 기간(measurement duration)이라고 한다면, UE는 측정 기간 동안 스케줄링에 문제가 없도록, 측정 기간의 시작 시점의 N 슬롯 이전 시점부터 측정 기간의 종료 시점까지 CQI를 기지국에 보고한다. 이때, UE는, 인접 셀의 수신 품질 측정에 사용할 안테나 모듈이 없다고 가정하고 CQI를 측정함으로써, 기지국이 스케줄링한 데이터를 수신하는데 문제가 없도록 한다. 또한, 채널 상보성(channel reciprocity)을 이용하기 위해서 SRS를 이용하거나, 상향링크 데이터 스케줄링을 위해 SRS를 사용하는 경우, 측정 기간 동안 인접 셀의 수신 품질 측정에 사용할 안테나 모듈을 통해 전송되는 SRS의 전송을 중단함으로써, 상향링크 데이터 전송 품질의 측정에도 문제가 없도록 할 수 있다.
UE가 복수의 RF & 안테나 모듈로 구성되는 경우에 대하여 제안된 상기 방법들은, 주파수 내 측정(intra-frequency measurement)뿐만 아니라, 주파수 간 측정(inter-frequency measurement)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 UE가 기지국과 신호를 전송하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, S800 단계에서, UE는 인접 셀의 품질을 측정하기 위한 측정 구간(measurement interval) 동안, 복수의 안테나 모듈 중에서 제1 안테나 안테나 모듈을 이용하여 서빙 셀(serving cell)과 통신을 수행하고, 복수의 안테나 모듈 중에서 제2 안테나 모듈을 이용하여 하나 이상의 인접 셀의 수신 품질을 측정한다. 이때, 측정 구간은, 전술한 바와 같이, 측정 갭(measurement gap) 또는 비활성화 구간(inactive interval)로 지칭될 수도 있으며, 이에 한정되지 않는다.
복수의 안테나 모듈은, 제1 안테나 모듈 및 제2 안테나 모듈을 포함할 수 있으며, 제1 안테나 모듈 및 제2 안테나 모듈은 각각 하나 이상의 안테나 모듈을 포함할 수 있다. UE가 복수의 안테나 모듈로 구성되는 경우, 모든 안테나 모듈을 인접 셀의 품질을 측정하는데 사용할 필요가 없다. 따라서, UE는, 복수의 안테나 모듈의 일부인 제2 안테나 모듈을 이용하여 인접 셀의 품질을 측정함으로써, 인접 셀의 품질을 측정하는 동안에도 서빙 셀과의 통신을 계속 유지할 수 있다.
또한, 인접 셀의 품질을 측정하기 위한 측정 구간은, 기지국에 의해 주기적으로 또는 비주기적으로 설정될 수 있다. 측정 구간이 비주기적으로 설정되는 경우, 기지국은 서빙 셀의 품질이 기설정된 임계치 이하일 때 UE에게 측정 구간을 설정해줄 수 있다. 또한, 기지국은, 서빙 셀에 맞추어 형성된 수신 빔을 이용하여 측정된 인접 셀의 품질이 기설정된 임계치보다 높거나, 또는 인접 셀의 품질이 서빙 셀의 품질보다 높은 경우에도, UE에게 측정 구간을 설정해줄 수 있다.
인접 셀의 품질을 측정할 때, UE는 빔 스위핑을 수행하여 하나 이상의 인접 셀을 검출할 수 있으며, 검출된 인접 셀 각각의 송신 빔에 대응하는 수신 빔을 검출할 수 있다. 그리고, UE는, 검출된 수신 빔을 이용하여, 하나 이상의 인접 셀의 품질을 측정할 수 있다. 이때, UE는, 인접 셀의 품질을 나타내는 지표로서, 인접 셀 각각에 대한 RSRP, RSRQ 중 적어도 하나를 측정할 수 있다.
또한, 인접 셀의 품질을 측정하기 위하여, UE는 서빙 셀의 기지국으로부터 인접 셀의 품질 측정에 관한 설정 정보를 사전에 수신할 수 있다. 이때, 설정 정보는, 측정 구간의 시작 시간, 측정 구간의 길이, 인접 셀의 품질을 측정하기 위한 참조 신호의 자원 할당 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 설정 정보는, UE를 구성하는 복수의 안테나 모듈 중에서 제2 안테나 모듈에 포함되는 안테나 모듈의 종류 및 개수에 관한 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
S810 단계에서, UE는 측정 결과를 서빙 셀의 기지국에게 보고한다.
또한, UE가 복수의 안테나 모듈로 구성되는 경우, 인접 셀의 품질을 측정하는 동안에도 서빙 셀과의 통신이 단절되지 않는다. 따라서, 기지국은 측정 구간 동안에도 UE에게 데이터 채널 및 제어 채널을 전송할 수 있으며, UE는 측정 구간 동안의 스케줄링을 위한 CQI 정보를 서빙 셀의 기지국에게 전송할 수 있다. 이때, 기지국은, 인접 셀의 품질을 측정하지 않는 구간과 인접 셀의 품질을 측정하는 구간에 대한 CQI 정보를 획득하기 위하여, 2개의 CQI 프로세스를 UE에게 설정해줄 수 있다. 예를 들어, 2개의 CQI 프로세스는, 제1 CQI 프로세스 및 제2 CQI 프로세스를 포함할 수 있으며, 제1 CQI 프로세스는 UE를 구성하는 복수의 안테나 모듈이 모두 서빙 셀과의 통신에 사용될 때의 채널 품질을 측정하기 위해 설정되며, 제2 CQI 프로세스는 복수의 안테나 모듈 중에서 일부 안테나 모듈(예를 들어, 제1 안테나 모듈)이 서빙 셀과의 통신에 사용될 때의 채널 품질을 측정하기 위해 설정될 수 있다. UE는, 2개의 CQI 프로세스 각각에 대한 CQI를 측정하고, 측정된 CQI 값을 기지국에게 보고할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 UE와 기지국의 구성을 도시하는 도면이다.
제안하는 실시예에 따른 UE(100)는, 트랜시버(110), 프로세서(120) 및 메모리(130)를 포함할 수 있다. UE(100)의 트랜시버(110)는 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛 또는 송수신 모듈로 지칭될 수도 있다. 트랜시버(110)는 각종 신호, 데이터 및 정보를 외부 장치로 전송하고, 각종 신호, 데이터 및 정보를 외부 장치로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 또는, 트랜시버(110)는 전송부와 수신부로 분리되어 구현될 수도 있다. UE(100)는 외부 장치와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있다. 프로세서(120)는 UE(100) 전반의 동작을 제어할 수 있으며, UE(100)가 외부 장치와 송수신하는 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 본 발명에서 제안하는 UE(100)의 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 프로세서(120)는 본 발명의 제안에 따라 데이터 혹은 메시지를 전송하도록 트랜시버(110)를 제어할 수 있다. 메모리(130)는 연산 처리된 정보 등을 소정의 시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
도 9를 참조하면, 제안하는 실시예에 따른 기지국(200)은, 트랜시버(210), 프로세서(220) 및 메모리(230)를 포함할 수 있다. UE(100)와 통신하는 경우, 트랜시버(210)는 송수신 모듈 또는 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛으로 지칭될 수도 있다. 트랜시버(210)는 각종 신호, 데이터 및 정보를 외부 장치로 전송하고, 각종 신호, 데이터 및 정보를 외부 장치로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 기지국(200)는 외부 장치와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있다. 트랜시버(210)는 전송부와 수신부로 분리되어 구현될 수도 있다. 프로세서(220)는 기지국(200) 전반의 동작을 제어할 수 있으며, 기지국(200)이 외부 장치와 송수신할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(220)는 본 발명에서 제안하는 기지국(200)의 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 프로세서(220)는 본 발명의 제안에 따라 데이터 또는 메시지를 UE(100) 또는 다른 기지국에게 전송하도록 트랜시버(210)를 제어할 수 있다. 메모리(230)는 연산 처리된 정보 등을 소정의 시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다. 접속 네트워크에서 기지국(200)은 eNB 또는 gNB일 수 있다.
또한, 위와 같은 UE(100) 및 기지국(200)의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
본 발명에 따른 UE(100)의 프로세서(120)는, 인접 셀의 품질을 측정하기 위한 측정 구간 동안, 복수의 안테나 모듈 중에서 제1 안테나 안테나 모듈을 이용하여 서빙 셀(serving cell)과 통신을 수행하고, 복수의 안테나 모듈 중에서 제2 안테나 모듈을 이용하여 하나 이상의 인접 셀의 수신 품질을 측정하도록 트랜시버(110)를 제어하고, 측정 결과를 서빙 셀의 기지국에 보고하도록 트랜시버(110)를 제어할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 장치, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 통신 방법은 3GPP 시스템뿐 아니라, 그 외에도 IEEE 802.16x, 802.11x 시스템을 포함하는 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다. 나아가, 제안한 방법은 초고주파 대역을 이용하는 mmWave 통신 시스템에도 적용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 무선 통신 시스템에서 복수의 RF(Radio Frequency) 모듈 및 복수의 안테나 모듈을 포함하는 UE(User Equipment)가 신호를 송수신하는 방법에 있어서,
    인접 셀의 품질을 측정하기 위한 측정 구간 동안, 상기 복수의 안테나 모듈 중에서 제1 안테나 안테나 모듈을 이용하여 서빙 셀(serving cell)과 통신을 수행하고, 상기 복수의 안테나 모듈 중에서 제2 안테나 모듈을 이용하여 하나 이상의 인접 셀의 품질을 측정; 및
    상기 측정 결과를 상기 서빙 셀의 기지국에 보고하는 것을 포함하는, 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 기지국으로부터 상기 인접 셀의 품질 측정에 관한 설정 정보를 수신하는 것을 더 포함하고,
    상기 설정 정보는, 상기 측정 구간의 시작 시간, 길이, 및 인접 셀의 품질을 측정하기 위한 참조 신호의 자원 할당 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  3. 상기 측정 구간 설정에 관한 정보는, 상기 복수의 안테나 모듈 중에서 상기 제2 안테나 모듈에 포함되는 안테나 모듈의 종류 및 개수에 관한 정보 중 적어도 하나를 더 포함하는, 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 인접 셀의 품질을 측정하는 것은,
    빔 스위핑(beam sweeping)을 수행하여 상기 하나 이상의 인접 셀 및 상기 하나 이상의 인접 셀 각각의 송신 빔에 대응하는 수신 빔을 검출; 및
    상기 검출된 수신 빔을 이용하여, 상기 하나 이상의 인접 셀의 품질을 측정하는 것을 포함하는, 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 인접 셀의 품질을 측정하는 것은, 상기 하나 이상의 인접 셀 각각에 대하여 RSRP(Received Signal Received Power) 및 RSRQ (Received Signal Received Quality) 중 적어도 하나를 측정하는 것을 포함하는, 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 측정 구간 동안의 스케줄링을 위한 CQI(Channel Quality Information) 정보를 상기 기지국에게 전송하는 것을 더 포함하는, 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 CQI 정보를 전송하는 것은,
    상기 기지국으로부터 2개의 CQI 프로세스(CQI process)를 설정;
    상기 2개의 CQI 프로세스 각각에 대한 채널 품질을 측정; 및
    상기 측정 결과를 상기 CQI 정보로서 전송하는 것을 포함하고,
    상기 2개의 CQI 프로세스는, 제1 CQI 프로세스와 제2 CQI 프로세스를 포함하고,
    상기 제1 CQI 프로세스는, 상기 복수의 안테나 모듈이 모두 상기 서빙 셀과의 통신에 사용될 때의 채널 품질을 측정하기 위해 설정되며,
    상기 제2 CQI 프로세스는, 상기 복수의 안테나 모듈 중에서 일부 안테나 모듈이 상기 서빙 셀과의 통신에 사용될 때의 채널 품질을 측정하기 위해 설정되는, 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 서빙 셀의 품질을 측정; 및
    상기 서빙 셀의 품질이 기설정된 임계치 이하일 때, 상기 기지국으로부터 상기 측정 구간을 설정받는 것을 더 포함하는, 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 서빙 셀에 맞추어 형성된 수신 빔을 이용하여 상기 서빙 셀의 품질 및 상기 하나 이상의 인접 셀의 품질을 측정; 및
    상기 하나 이상의 인접 셀의 품질이 기설정된 임계치 이상이거나, 상기 하나 이상의 인접 셀의 품질이 상기 서빙 셀의 품질보다 높은 경우, 상기 서빙 셀의 기지국으로부터 상기 측정 구간을 설정받는 것을 더 포함하는, 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 복수의 RF(Radio Frequency) 모듈 및 복수의 안테나 모듈을 포함하는 사용자 기기(User Equipment, UE)에 있어서,
    트랜시버(transceiver); 및
    프로세서(processor)를 포함하고, 상기 프로세서는,
    인접 셀의 품질을 측정하기 위한 측정 구간 동안, 상기 복수의 안테나 모듈 중에서 제1 안테나 안테나 모듈을 이용하여 서빙 셀(serving cell)과 통신을 수행하고, 상기 복수의 안테나 모듈 중에서 제2 안테나 모듈을 이용하여 하나 이상의 인접 셀의 수신 품질을 측정하도록 상기 트랜시버를 제어하고,
    상기 측정 결과를 상기 서빙 셀의 기지국에 보고하도록 상기 트랜시버를 제어하는, UE.
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