WO2017196019A2 - 무선 통신 시스템에서 기지국과 단말이 데이터 신호를 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 기지국과 단말이 데이터 신호를 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치 Download PDF

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Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and a method for transmitting and receiving data signals between a terminal and a base station in a wireless communication system and apparatuses for supporting the same.
  • the terminal when transmitting and receiving a data signal between the terminal and the base station according to an analog beamforming method, the terminal receives optimally according to a transmission beam for transmitting the data signal from the base station.
  • the present invention relates to a method for receiving the data signal using a reception beam and devices supporting the same.
  • Wireless access systems are widely deployed to provide various kinds of communication services such as voice and data.
  • a wireless access system is a multiple access system capable of supporting communication with multiple users by sharing available system resources (bandwidth, transmission power, etc.).
  • multiple access systems include code division multiple access (CDMA) systems, frequency division multiple access (FDMA) systems, time division multiple access (TDMA) systems, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and single carrier frequency (SC-FDMA). division multiple access) system.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • An object of the present invention is to provide a method for the base station and the terminal to efficiently transmit and receive data signals.
  • the present invention provides methods and apparatuses for transmitting and receiving data signals between a base station and a terminal in a wireless communication system.
  • a terminal including a plurality of antenna elements receives a data signal from a base station including at least one transmission reception point (TRP) in a wireless communication system, the data from the base station Receiving information about a transmission beam through which a signal is transmitted; And receiving the data signal from the base station using a reception beam corresponding to the transmission beam.
  • TRP transmission reception point
  • a terminal including a plurality of antenna elements for receiving a data signal from a base station including one or more transmission reception points (TRPs) in a wireless communication system, the terminal comprising: a transmitter; Receiving unit; And a processor operatively connected to the transmitter and the receiver, the processor comprising: receiving information about a transmission beam from which the data signal is transmitted; And receive the data signal from the base station using a reception beam corresponding to the transmission beam.
  • TRPs transmission reception points
  • the data signal is transmitted through a physical downlink shared channel (PDSCH), and information about a transmission beam through which the data signal is transmitted is a physical downlink control channel corresponding to the PDSCH.
  • Control channel, PDCCH Physical downlink control channel
  • the information on the transmission beam through which the data signal is transmitted may include one or more of a beam index for the transmission beam and a reference signal index corresponding to the transmission beam.
  • a gap of a predetermined length may be included between the transmission end time of the PDCCH and the transmission start time of the PDSCH.
  • the terminal may receive the PDSCH using various reception beams to receive the PDCCH.
  • the terminal may receive the PDCCH using a reception beam corresponding to a preset transmission beam.
  • the information on the transmission beam through which the data signal is transmitted may include information indicating the transmission beam for each subframe set.
  • the terminal may receive the data signal using a reception beam corresponding to a transmission beam corresponding to a subframe set including a subframe in which the data signal is transmitted.
  • the terminal may receive a plurality of reference signals for each transmission beam from the base station, and report information on one or more reference signals satisfying a predetermined condition among the received reference signals to the base station.
  • the predetermined condition may be whether or not having a predetermined RSRP. Accordingly, the transmission beam through which the data signal is transmitted may correspond to one reference signal of one or more reference signals reported by the terminal to the base station.
  • the information reported by the terminal to the base station may be RSRP for each reference signal, or may include information about a RSRP for each reference signal and a reception beam of the terminal used to receive each reference signal.
  • the terminal information on the transmission beam set for transmitting the data signal of the transmission beam corresponding to the one or more reference signals from the base station And an optimal reception beam may be determined for each transmission beam included in the transmission beam set for data signal transmission.
  • the base station may provide the terminal with information about a transmission beam set to be used for data signal transmission to the terminal in advance. Thereafter, the data signal transmitted by the base station may be transmitted through one of the transmission beams included in the transmission beam set for transmitting the data signal.
  • the information on the transmission beam set for transmitting the data signal may include one or more transmission beam indexes for transmitting the data signal and channel state information reference signals corresponding to the one or more transmission beams for transmitting the data signal.
  • Reference Signal, CSI-RS may be included.
  • the terminal may transmit acknowledgment information about the data signal received from the base station to the base station.
  • the terminal may transmit the acknowledgment information in a specific beam direction.
  • the terminal includes a reception beam of the terminal corresponding to the transmission beam of the base station configured through RRC (Remote Radio Control) signaling; A reception beam of the terminal corresponding to the transmission beam of the base station indicated by the scheduling information for the data signal; A reception beam used to receive scheduling information for the data signal; Or a reception beam used to receive the data signal;
  • the acknowledgment information may be transmitted to the base station using the transmission beam of the terminal corresponding to the reception beam of one of the terminals.
  • a method for transmitting a data signal to a terminal including a plurality of antenna elements by a base station including at least one transmission reception point (TRP) in a wireless communication system the data signal is transmitted Transmitting information about a transmission beam to the terminal; And transmitting the data signal to the terminal using the transmission beam.
  • TRP transmission reception point
  • a base station including one or more Transmission Reception Point (TRP) for transmitting a data signal to a terminal including a plurality of antenna elements in a wireless communication system
  • the base station comprising: a transmitter; Receiving unit; And a processor operating in connection with the transmitter and the receiver, wherein the processor comprises: transmitting information about a transmission beam through which the data signal is transmitted to the terminal; And transmit the data signal to the terminal using the transmission beam.
  • TRP Transmission Reception Point
  • the base station and the terminal may determine an optimal transmission beam / receive beam that enables data transmission and reception with high reliability using an analog beamforming method.
  • the terminal can efficiently obtain information about the transmission beam to which the data signal is transmitted from the base station, and can receive the data signal using the optimal reception beam determined based on this.
  • the terminal may reliably transmit acknowledgment information about the data signal to the base station.
  • 1 is a diagram illustrating a physical channel and a signal transmission method using the same.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a structure of a radio frame.
  • 3 is a diagram illustrating a resource grid for a downlink slot.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a structure of an uplink subframe.
  • 5 is a diagram illustrating an example of a structure of a downlink subframe.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a self-contained subframe structure applicable to the present invention.
  • FIG. 7 and 8 illustrate exemplary connection schemes of a TXRU and an antenna element.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating elements of a parity check matrix of a low density parity check (LDPC) code.
  • LDPC low density parity check
  • 11 is a diagram illustrating an example of a parity check matrix applicable to an LDPC code.
  • TRPs base stations
  • DPS CoMP Coordinatd Multi Point
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of transmitting data by a dynamic beam selection operation in a single TRP.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a terminal and a base station in which the proposed embodiments can be implemented.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some of the components 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 components or features of one embodiment may be included in another embodiment, or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • the base station is meant as a terminal node of a network that directly communicates with a mobile station.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • various operations performed for communication with a mobile station in a network consisting of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or network nodes other than the base station.
  • the 'base station' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an advanced base station (ABS), or an access point.
  • a terminal may be a user equipment (UE), a mobile station (MS), a subscriber station (SS), or a mobile subscriber station (MSS). It may be replaced with terms such as a mobile terminal or an advanced mobile station (AMS).
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • SS subscriber station
  • MSS mobile subscriber station
  • AMS advanced mobile station
  • the transmitting end refers to a fixed and / or mobile node that provides a data service or a voice service
  • the receiving end refers to a fixed and / or mobile node that receives a data service or a voice service. Therefore, in uplink, a mobile station may be a transmitting end and a base station may be a receiving end. Similarly, in downlink, a mobile station may be a receiving end and a base station may be a transmitting end.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the IEEE 802.xx system, the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) system, the 3GPP LTE system, and the 3GPP2 system, which are wireless access systems, and in particular, the present invention.
  • Embodiments of the may be supported by 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 and 3GPP TS 36.331 documents. That is, obvious steps or portions not described among the embodiments of the present invention may be described with reference to the above documents.
  • all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • Transmission Opportunity Period may be used in the same meaning as the term transmission period, transmission burst (Tx burst) or RRP (Reserved Resource Period).
  • LBT process may be performed for the same purpose as a carrier sensing process, a clear channel access (CCA), and a channel access procedure (CAP) for determining whether a channel state is idle.
  • CCA clear channel access
  • CAP channel access procedure
  • 3GPP LTE / LTE-A system will be described as an example of a wireless access system in which embodiments of the present invention can be used.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3GPP Long Term Evolution (LTE) is part of an Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A (Advanced) system is an improved system of the 3GPP LTE system.
  • embodiments of the present invention will be described based on the 3GPP LTE / LTE-A system, but can also be applied to IEEE 802.16e / m system and the like.
  • a terminal receives information from a base station through downlink (DL) and transmits information to the base station through uplink (UL).
  • the information transmitted and received by the base station and the terminal includes general data information and various control information, and various physical channels exist according to the type / use of the information they transmit and receive.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining physical channels that can be used in embodiments of the present invention and a signal transmission method using the same.
  • the initial cell search operation such as synchronizing with the base station is performed in step S11.
  • the UE receives a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from the base station, synchronizes with the base station, and obtains information such as a cell ID.
  • P-SCH Primary Synchronization Channel
  • S-SCH Secondary Synchronization Channel
  • the terminal may receive a physical broadcast channel (PBCH) signal from the base station to obtain broadcast information in a cell.
  • PBCH physical broadcast channel
  • the terminal may receive a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step to confirm the downlink channel state.
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE After completing the initial cell search, the UE receives a physical downlink control channel (PDCCH) and a physical downlink control channel (PDSCH) according to the physical downlink control channel information in step S12. Specific system information can be obtained.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink control channel
  • the terminal may perform a random access procedure as in steps S13 to S16 to complete the access to the base station.
  • the UE transmits a preamble through a physical random access channel (PRACH) (S13), a response message to the preamble through a physical downlink control channel and a corresponding physical downlink shared channel. Can be received (S14).
  • PRACH physical random access channel
  • the UE may perform contention resolution such as transmitting an additional physical random access channel signal (S15) and receiving a physical downlink control channel signal and a corresponding physical downlink shared channel signal (S16). Procedure).
  • the UE After performing the above-described procedure, the UE subsequently receives a physical downlink control channel signal and / or a physical downlink shared channel signal (S17) and a physical uplink shared channel (PUSCH) as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • a transmission (Uplink Shared Channel) signal and / or a Physical Uplink Control Channel (PUCCH) signal may be transmitted (S18).
  • UCI uplink control information
  • HARQ-ACK / NACK Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement / Negative-ACK
  • SR Scheduling Request
  • CQI Channel Quality Indication
  • PMI Precoding Matrix Indication
  • RI Rank Indication
  • UCI is generally transmitted periodically through the PUCCH, but may be transmitted through the PUSCH when control information and traffic data should be transmitted at the same time.
  • the UCI may be aperiodically transmitted through the PUSCH by the request / instruction of the network.
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame used in embodiments of the present invention.
  • the type 1 frame structure can be applied to both full duplex Frequency Division Duplex (FDD) systems and half duplex FDD systems.
  • FDD Frequency Division Duplex
  • One subframe is defined as two consecutive slots, and the i-th subframe includes slots corresponding to 2i and 2i + 1. That is, a radio frame consists of 10 subframes.
  • the time taken to transmit one subframe is called a transmission time interval (TTI).
  • the slot includes a plurality of OFDM symbols or SC-FDMA symbols in the time domain and a plurality of resource blocks in the frequency domain.
  • One slot includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in the time domain. Since 3GPP LTE uses OFDMA in downlink, the OFDM symbol is for representing one symbol period. The OFDM symbol may be referred to as one SC-FDMA symbol or symbol period.
  • a resource block is a resource allocation unit and includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot.
  • 10 subframes may be used simultaneously for downlink transmission and uplink transmission during each 10ms period. At this time, uplink and downlink transmission are separated in the frequency domain.
  • the terminal cannot transmit and receive at the same time.
  • the structure of the radio frame described above is just one example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • the type 2 frame includes a special subframe consisting of three fields: a downlink pilot time slot (DwPTS), a guard period (GP), and an uplink pilot time slot (UpPTS).
  • DwPTS downlink pilot time slot
  • GP guard period
  • UpPTS uplink pilot time slot
  • the DwPTS is used for initial cell search, synchronization or channel estimation in the terminal.
  • UpPTS is used for channel estimation at the base station and synchronization of uplink transmission of the terminal.
  • the guard period is a period for removing interference generated in the uplink due to the multipath delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • Table 1 below shows the structure of the special frame (length of DwPTS / GP / UpPTS).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a resource grid for a downlink slot that can be used in embodiments of the present invention.
  • one downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain.
  • one downlink slot includes seven OFDM symbols, and one resource block includes 12 subcarriers in a frequency domain, but is not limited thereto.
  • Each element on the resource grid is a resource element, and one resource block includes 12 ⁇ 7 resource elements.
  • the number NDL of resource blocks included in the downlink slot depends on the downlink transmission bandwidth.
  • the structure of the uplink slot may be the same as the structure of the downlink slot.
  • FIG. 4 shows a structure of an uplink subframe that can be used in embodiments of the present invention.
  • an uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • the control region is allocated a PUCCH carrying uplink control information.
  • a PUSCH carrying user data is allocated.
  • one UE does not simultaneously transmit a PUCCH and a PUSCH.
  • the PUCCH for one UE is allocated an RB pair in a subframe. RBs belonging to the RB pair occupy different subcarriers in each of the two slots.
  • the RB pair assigned to this PUCCH is said to be frequency hopping at the slot boundary.
  • FIG. 5 shows a structure of a downlink subframe that can be used in embodiments of the present invention.
  • up to three OFDM symbols from the OFDM symbol index 0 in the first slot in the subframe are control regions to which control channels are allocated, and the remaining OFDM symbols are data regions to which the PDSCH is allocated. to be.
  • a downlink control channel used in 3GPP LTE includes a Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), a PDCCH, and a Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH).
  • PCFICH Physical Control Format Indicator Channel
  • PDCCH Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel
  • PHICH Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel
  • the PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and carries information about the number of OFDM symbols (ie, the size of the control region) used for transmission of control channels within the subframe.
  • the PHICH is a response channel for the uplink and carries an ACK (Acknowledgement) / NACK (Negative-Acknowledgement) signal for a hybrid automatic repeat request (HARQ).
  • Control information transmitted through the PDCCH is called downlink control information (DCI).
  • the downlink control information includes uplink resource allocation information, downlink resource allocation information or an uplink transmission (Tx) power control command for a certain terminal group.
  • MTC Massive Machine Type Communications
  • New RAT for convenience. Name it.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a self-contained subframe structure applicable to the present invention.
  • an independent subframe structure as shown in FIG. 6 is proposed in order to minimize data transmission delay in a TDD system.
  • the feature of this structure is to sequentially perform DL transmission and UL transmission in one subframe, and can also transmit and receive DL data and UL ACK / NACK for this in one subframe. As a result, this structure reduces the time taken to retransmit data in the event of a data transmission error, thereby minimizing the delay of the final data transfer.
  • a time gap is required for a base station and a UE to switch from a transmission mode to a reception mode or to switch from a reception mode to a transmission mode.
  • some OFDM symbols at the time of switching from DL to UL in an independent subframe structure may be set to a guard period (GP).
  • the self-contained subframe structure includes a case in which both the DL control region and the UL control region are included.
  • the control regions may be selectively included in the independent subframe structure.
  • the independent subframe structure according to the present invention may include not only a case in which both the DL control region and the UL control region are included as shown in FIG. 6, but also a case in which only the DL control region or the UL control region is included.
  • the above-described frame structure is collectively referred to as a subframe, but a corresponding configuration may be named as a frame or a slot.
  • a slot one unit composed of a plurality of symbols
  • a subframe or a frame may be replaced with the slot described above.
  • the New RAT system uses an OFDM transmission scheme or a similar transmission scheme. At this time, the New RAT system may have an OFDM numerology as shown in Table 2.
  • the New RAT system uses an OFDM transmission scheme or a similar transmission scheme and may use OFDM numerology selected from a plurality of OFDM numerologies as shown in Table 3. Specifically, as disclosed in Table 3, the New RAT system has OFDM based on 30, 60, and 120 kHz subcarrier spacing in a multiple of the 15 kHz subcarrier spacing based on the 15 kHz subcarrier spacing used in the LTE system. Numerology can be used.
  • the cyclic prefix (System Cyclic Prefix), the system bandwidth (System BW), and the number of available subcarriers (available subcarriers) disclosed in Table 3 is only one example applicable to the New RAT system according to the present invention, depending on the implementation method
  • the values can be modified.
  • the system bandwidth may be set to 100MHz, and in this case, the number of available subcarriers may exceed 1500 and have a value less than 1666.
  • the subframe length and the number of OFDM symbols per subframe disclosed in Table 3 are also just examples applicable to the New RAT system according to the present invention, and the values may be modified according to an implementation scheme.
  • millimeter wave the short wavelength allows the installation of multiple antenna elements in the same area. That is, since the wavelength is 1 cm in the 30 GHz band, a total of 100 antenna elements can be installed in a 2-dimension array at 0.5 lambda intervals on a 5 * 5 cm panel. Accordingly, in millimeter wave (mmW), a plurality of antenna elements may be used to increase beamforming (BF) gain to increase coverage or to increase throughput.
  • BF beamforming
  • each antenna element may include a TXRU (Transceiver Unit) to enable transmission power and phase adjustment for each antenna element.
  • TXRU Transceiver Unit
  • each antenna element may perform independent beamforming for each frequency resource.
  • hybrid beamforming having B TXRUs which is smaller than Q antenna elements, may be considered as an intermediate form between digital beamforming and analog beamforming.
  • the direction of the beam that can be transmitted simultaneously may be limited to B or less.
  • the TXRU virtualization model represents the relationship between the output signal of the TXRU and the output signal of the antenna element.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating how a TXRU is connected to a sub-array. In the case of FIG. 7, the antenna element is connected to only one TXRU.
  • FIG. 8 shows how TXRU is connected to all antenna elements.
  • the antenna element is connected to all TXRUs.
  • the antenna element requires a separate adder as shown in FIG. 8 to be connected to all TXRUs.
  • W represents the phase vector multiplied by an analog phase shifter.
  • W is a main parameter that determines the direction of analog beamforming.
  • the mapping between the CSI-RS antenna port and the TXRUs may be 1: 1 or 1: 1-to-many.
  • the beamforming focusing is difficult, but there is an advantage that the entire antenna configuration can be configured at a low cost.
  • a user equipment has been defined to report channel state information (CSI) to a base station (BS or eNB).
  • CSI channel state information
  • BS base station
  • eNB base station
  • the channel state information collectively refers to information representing the quality of a radio channel (or link) formed between the UE and the antenna port.
  • the channel state information may include a rank indicator (RI), a precoding matrix indicator (PMI), a channel quality indicator (CQI), and the like.
  • RI rank indicator
  • PMI precoding matrix indicator
  • CQI channel quality indicator
  • RI represents rank information of a corresponding channel, which means the number of streams received by the UE through the same time-frequency resource. This value is determined dependent on the long term fading of the channel.
  • the RI may then be fed back to the BS by the UE in a period longer than PMI and CQI.
  • PMI is a value reflecting channel spatial characteristics and indicates a precoding index preferred by the UE based on a metric such as SINR.
  • CQI is a value indicating the strength of a channel and generally refers to a reception SINR obtained when a BS uses PMI.
  • the base station may configure a plurality of CSI processes to the UE, and may receive a CSI report for each process from the UE.
  • the CSI process is composed of CSI-RS for signal quality specification from a base station and CSI-interference measurement (CSI-IM) resources for interference measurement.
  • CSI-IM CSI-interference measurement
  • the transmitting end encodes and transmits the information using an error correcting code, which is called channel coding.
  • the receiver demodulates the received signal and then decodes the error correction code and restores the information sent by the transmitter. That is, the receiving end corrects an error on the received signal generated in the wireless channel during the decoding process.
  • error correcting codes for example, turbo code and Low Density Parity Check (LDPC) code.
  • the turbo code is implemented with a recursive systematic convolution encoder and an interleaver.
  • the turbo code includes an interleaver to facilitate parallel decoding. Interleaving by the interleaver is intended to reduce the effects of burst errors that occur when transmitting signals over a wireless channel.
  • An example of an interleaver is a quadratic polynomial permutation (QPP) interleaver.
  • turbo code is known to increase as the data block size increases.
  • a data block of a certain size or more is divided into a plurality of small data blocks and then encoded for convenience of implementation.
  • the coding scheme of the turbo encoder 900 includes parallel convolution with two eight-state element encoders 910, 920 and one turbo code internal interleaver 930.
  • Code Parallel Concatenated Convolutional Code, PCCC.
  • the turbo encoder 900 is composed of a first constituent encoder 910, a second element encoder 920, and a turbo code internal interleaver 930.
  • the first element encoder 910 and the second element encoder 920 are eight-state element encoders.
  • the first element encoder 910 and the second element encoder 920 each have a structure similar to that of the RSC encoder of FIG. 3.
  • the first element encoder 910 and the second element encoder 920 include three delayers 911, 912, 913, 921, 922, and 923, respectively.
  • D is a value determined according to a coding scheme.
  • c k is the input to the turbo encoder 900.
  • the outputs from the first element encoder 910 and the second element encoder 920 are denoted as z k and z ' k , respectively.
  • the value output from the turbo code internal interleaver 930 is denoted by c ' k .
  • the delays 911, 912, 913, 921, 922, and 923 may delay the input value by one clock.
  • the delays 911, 912, 913, 921, 922, 923 can be configured to delay the value input for more than one clock, depending on the internal settings.
  • the delayers 911, 912, 913, 921, 922, and 923 may be configured as shift registers, and may be configured to delay the input bits by a predetermined clock and then output the input bits to the next delayers 911, 912, 913, 921, 922 and 923.
  • the turbo code internal interleaver 930 may reduce the effects of burst errors that may occur when transmitting signals over a wireless channel.
  • the turbo code internal interleaver 930 may be a quadratic polynomial permutation (QPP) interleaver.
  • QPP quadratic polynomial permutation
  • Turbo codes are high performance forward error correction (FEC) codes and are used in LTE communication systems.
  • a data block coded by turbo code may consist of three subblocks.
  • One subblock may correspond to m-bit payload data.
  • Another subblock may consist of n / 2 bits of parity bits for the payload, calculated using a recursive systematic convolution (RSC) code.
  • the remaining sub-blocks may be composed of n / 2 bits of parity bits for permutation of payload data, calculated using an RSC code.
  • the above-described permutation may be performed by an interleaver.
  • two subblocks of parity bits different from each other with the payload may be configured as one block. For example, if m is equal to n / 2, one block has a code rate of 1/3.
  • a process of reaching the input bit z k by the input c k may be divided into two paths.
  • the two paths are a first path connected without input feedback from the input to the output and a second path fed back from the input to the input.
  • c k is input, input via a delay unit 911, a rough input c k, and the retarder (911, 912, and 913), c k is applied to the output stage.
  • the relationship between the input end and the output end of the first path may be expressed by a polynomial.
  • the polynomial for the first path is called a forward generator polynomial and may be expressed as g1 of the following equation.
  • a rough input c k is fed back to the input end.
  • the polynomial for the second path is called a recursive generator polynomial and can be expressed as g0 in the following equation.
  • Equations 1 and 2 "+” means exclusive OR (XOR), and 1 means that the input goes through 0 delays.
  • D n means that the input goes through n delays.
  • the low density parity check code (LDPC) code is a linear block code and is used in IEEE 802.11n, 802.11ac, and digital video broadcasting (DVB).
  • the LDPC code may be composed of a generation matrix and a parity check matrix.
  • data may be encoded through a product operation on message bits and a generation matrix.
  • a parity check matrix may be used instead of a generation matrix. For example, encoding of data may be performed using a parity check matrix.
  • the linear block code may be generated based on the generation matrix G or the parity check matrix H.
  • the characteristic of the linear block code is that the code is configured such that for all codewords c, Hc t has a value of zero.
  • the LDPC code may also be performed by checking whether the product of the parity check matrix H and the codeword c becomes '0' like other linear block codes. For example, the decoding of the LDPC code may be performed by determining whether the product (ie, Hc t ) of the transpose matrix and the parity check matrix of the codeword c is 0.
  • the parity check matrix is defined in a non-systematic form, and a uniform weight is applied to the rows and columns of the parity check matrix. The weight may mean the number of 1s included in a row or column.
  • the density of nonzero elements on the parity check matrix H of the LDPC code is low.
  • the LDPC code has a low decoding complexity and performance close to Shannon's theoretical limit. Due to the high error correction performance and low decoding complexity of the LDPC code, the LDPC code has characteristics suitable for high speed wireless communication.
  • the parity check matrix H may be used to generate the LDPC code.
  • the H matrix contains many zeros and one less.
  • the size of the H matrix may be 10 5 bits or more, and a lot of memory may be consumed to represent the H matrix.
  • the elements of the H matrix may be represented as sub-blocks of constant size, as shown in FIG. In FIG. 10, each element of the matrix H represents one subblock.
  • 11 is a diagram illustrating an example of a parity check matrix applicable to an LDPC code.
  • the parity check matrix may consist of five sub-matrices (A, B, C, D, E).
  • A corresponds to systematic bits
  • B corresponds to parity bits in a square structure.
  • the first or last column may have a weight of 1.
  • a non-zero value is located in the last row of B, which row may have a weight of one.
  • the remaining columns may include a square matrix where the first column has a weight 3.
  • the columns after the weight column 3 may have a dual diagonal structure.
  • B may consist only of a square matrix whose first column has a weight 3.
  • the columns after the weight column 3 may have a dual diagonal structure.
  • C is a zero matrix and E is an identify matrix.
  • the present invention proposes a method of forming a Rx beam by analog beamforming with a plurality of antenna elements based on the above-described matters. Specifically, the present invention proposes a dynamic point selection (DPS) operation in which the UE dynamically changes the reception beam according to the transmission beam change of the transmission base station when the UE receives a signal from the base station.
  • DPS dynamic point selection
  • TRPs base stations
  • DPS CoMP Coordinatd Multi Point
  • the CoMP (Coordinated Multi-point) method according to the DPS method may be an effective transmission method for improving connection reliability and load balancing between TRPs. Accordingly, as illustrated in FIG. 12, transmission efficiency may be improved by allowing a TRP having a better channel condition to transmit a signal to the UE or a TRP having a lower load to transmit a signal to the UE among the base stations TRP1 and TRP2.
  • whether a TRP transmits a signal may be dynamically changed in SF (Subframe) units. In this case, the transmission efficiency can be maximized.
  • the UE may change the direction of the optimal reception beam of the UE according to which TRP transmits a signal.
  • the UE may simultaneously receive signals of two TRPs or beams having different directions. Can't.
  • the UE needs to know in advance which TRP transmits a signal.
  • the problem may be in conflict with the requirement for dynamically changing the transmission TRP in SF units.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of transmitting data by a dynamic beam selection operation in a single TRP.
  • the base station transmits a signal in a transmission beam (Tx beam) having a better channel state among beams 1 and 2 or signals in a transmission beam selected in consideration of multiplexing with a signal transmitted to another UE.
  • Tx beam transmission beam
  • the transmission efficiency can be increased.
  • whether or not in which beam direction the base station transmits a signal may be dynamically changed in units of SF, thereby increasing transmission efficiency to the maximum.
  • the UE may change the direction of the optimal reception beam according to the beam direction in which the base station transmits a signal.
  • the base station may mean a TRP for directly transmitting a signal, and may be a TRP for controlling the operation of one or more TRPs or an upper configuration for controlling the TRPs.
  • the base station according to the present invention may be a serving TRP among a plurality of TRPs, or may be configured to control operations of the plurality of TRPs.
  • the UE measures RSRP (Reference Signal Received Power) with respect to a Beamformed Reference Signal (B-RS) in advance, and the base station for a plurality of beam states having a good link or a strong link state.
  • RSRP Reference Signal Received Power
  • B-RS Beamformed Reference Signal
  • the TRP may transmit one B-RS per transmission beam direction. That is, when the TRP transmits signals in N transmission beam directions, the TRS may transmit N B-RSs in each transmission beam direction.
  • the N B-RSs can be distinguished by setting or allocating port indexes differently.
  • the UE measures RSRP for B-RSs transmitted from serving TRPs and neighbor TRPs, and transmits the RSRP measured for one or more B-RSs that satisfy certain conditions. You can report to
  • the UE may determine the direction of the corresponding reception beam for each B-RS in order to measure the RSRP for the B-RSs.
  • the UE when a UE according to the present invention reports some or all of the measured RSRPs to a base station, the UE receives which B-RS (or which transmission beam) the RSRP it reports is and which received beams it receives. It can report to the base station whether the RSRP. In other words, the UE according to the present invention may report (B-RS index, Rx beam index, RSRP) for one or more B-RSs satisfying a predetermined condition among the plurality of measured B-RSs to the base station. Accordingly, the base station may determine whether the UE uses different reception beams or the same reception beam to receive the plurality of transmission beams through the reported Rx beam indexes.
  • the base station may then determine the TRP and the set of transmit beams of the selected TRP to participate in data transmission for that UE based on the reported RSRP.
  • the beams in the Tx beam set may be beams transmitted in the same TRP or beams transmitted in another TRP.
  • the transmission beam set thus determined may be delivered directly or indirectly to the UE through the following method.
  • the base station can directly inform the UE of the information on the transmission beam set using RRC signaling.
  • the UE may determine an optimized reception beam for each transmission beam included in the transmission beam set using the information.
  • the UE may determine a reception beam capable of optimally receiving a B-RS corresponding to the transmission beam included in the transmission beam set.
  • the base station may set the CSI-RS corresponding to each transmission beam included in the transmission beam set to the UE. For example, when K transmission beams are included in the transmission beam set, the base station may inform the UE of K CSI-RS configurations. Thereafter, the UE may determine a reception beam capable of optimally receiving each CSI-RS for each CSI-RS configured using the information.
  • the base station may configure a beam refinement RS (BR-RS) corresponding to each transmission included in the transmission beam set to the UE.
  • BR-RS beam refinement RS
  • the UE may determine a reception beam capable of optimally receiving each BR-RS for each set BR-RS.
  • the transmission beams of the base station or the plurality of TRPs and the reception beams of the UE may be paired.
  • the base station when the base station switches the transmission beam in order to enable the UE to receive a signal with the optimal reception beam, the base station can dynamically inform whether or not the switching through the following methods.
  • the base station may designate a transmission beam for the corresponding PDSCH through the PDCCH. That is, the base station transmits a beam index (or corresponding information, for example, a B-RS port index or a CSI-RS configuration index or a BR-RS port) that transmits a corresponding PDSCH in a DCI transmitted through a PDCCH. Index) and the DCI may be transmitted to the UE.
  • a beam index or corresponding information, for example, a B-RS port index or a CSI-RS configuration index or a BR-RS port
  • the UE is used to receive the corresponding B-RS port (or corresponding CSI-RS, or corresponding BR-RS).
  • the PDSCH may be received using a beam.
  • a gap of a predetermined time may be necessary between the end point of the PDCCH transmission and the start point of the PDSCH transmission.
  • the UE completes DCI decoding during a gap time to obtain information on a reception beam, so that a subsequent PDSCH can be received using an optimal reception beam.
  • the reception beam setting method of the UE for PDCCH reception may be configured according to the following methods.
  • the PDCCH may be transmitted in a fixed (or preset) transmission beam of a fixed (or preset) TRP. That is, a serving transmission beam for transmitting the PDCCH may be designated in advance.
  • the PDCCH may be set to be transmitted as the first transmission beam in the transmission beam set. Accordingly, the UE may receive the PDCCH using the received beam paired with the set transmission beam.
  • the UE may receive the PDCCH using a wide Rx beam.
  • the UE may receive a PDCCH by forming a multi-beam to receive all signals received in a reception beam direction paired with transmission beams included in the transmission beam set.
  • the UE may receive the PDCCH by differently receiving beams for each receiving antenna port during the PDCCH reception interval. For example, if the UE includes two receive antenna ports and there are two transmit beams in the transmit beam set, the UE receives the PDCCH signal by applying the receive beam 1 paired with the transmit beam 1 for the receive antenna port 1. The PDCCH signal may be received by applying the reception beam 2 paired with the transmission beam 2 to the reception antenna port 2. Through this, the UE may receive the PDCCH signal in a different beam direction for each antenna panel.
  • the UE may determine a DL Tx beam and a corresponding reception beam according to the SF by dividing the SF set.
  • the base station divides SF into an even number SF set and an odd number SF set, and in the even SF set, PDCCH and PDSCH In the odd SF set, the PDCCH and the PDSCH may be transmitted in the transmission beam 2.
  • the UE may receive the PDCCH signal using the reception beam 1 paired with the transmission beam 1 in the even SF set, and the PDCCH signal using the reception beam 2 paired with the transmission beam 2 in the odd SF set.
  • the base station may use the same transmission beam for PDCCH and PDSCH transmission in successive SFs. That is, when a signal is transmitted in burst form in SFs in which PDCCHs and PDSCHs are consecutive, the base station determines whether the first SF of the burst is included in which SF set the burst beam for transmitting the PDCCHs and PDSCHs is included in. You can decide.
  • the UE when the UE has PDCCH and PDSCH transmissions in all SFs, the UE assumes that the same transmission beams used in the previous SFs are used in the current SFs, and the PDCCH or the like is received using the reception beams paired with the corresponding transmission beams. It can receive the signal of.
  • the base station can stop data transmission for a specific UE during one SF to change the transmission beam.
  • the base station may instruct the UE in advance whether to change the TRP (changing) through the DCI.
  • the base station may indicate a transmission beam to transmit the PDCCH and the PDSCH from several SFs after the SF on which the PDCCH is transmitted through the DCI transmitted through the PDCCH. That is, the base station may transmit a signal by applying the transmission beam informed to the UE in the nth SF from the (n + k) th SF.
  • the base station divides the SF into groups, and typically, the SFs for 10 ms into one group, and the base station may inform the UE of the transmission beam used during the next SF group through the DCI.
  • the UE may not successfully decode the DCI including the Tx beam indicator. Accordingly, the UE may not properly set up a reception beam for the next PDCCH reception, and thus a continuous DCI reception error may occur.
  • the base station may designate a fallback SF at regular intervals and transmit the PDCCH and PDSCH only in the serving Tx beam in the corresponding SF.
  • the UE may receive the PDCCH and the PDSCH by using the reception beam paired with the serving transmission beam in the fallback SF set at a predetermined interval.
  • the PDCCH carrying the PDSCH and the scheduling DCI therefor may be classified into a method of transmitting by the same transmission beam and a method of transmitting by another transmission beam in the same TRP.
  • the UE may report HARQ ACK / NACK feedback information to the base station through PUCCH for information on whether decoding is successful.
  • one of the following methods may be applied to the transmission beam that the UE will use for PUCCH transmission.
  • the UE may use the reception beam of the UE paired with the transmission beam of the TRP designated by RRC signaling as a transmission beam of the UE for PUCCH transmission. That is, the UE determines the reception beam of the UE paired with the transmission beam of the TRP designated by RRC signaling, and has the same beam direction as the reception beam of the UE or is determined to correspond to the reception beam of the UE according to a predetermined rule.
  • PUCCH may be transmitted using the transmission beam of the UE.
  • the UE may use the reception beam of the UE paired with the transmission beam of the TRP specified in the scheduling DCI for the PDSCH as the transmission beam for PUCCH transmission. That is, the UE determines a reception beam of the UE paired with a transmission beam of a designated TRP through a scheduling DCI scheduling a PDSCH, and has the same beam direction as the reception beam of the UE or receives the UE according to a predetermined rule.
  • the PUCCH may be transmitted using the transmission beam of the UE determined to correspond to the beam.
  • the UE may use the reception beam of the UE used to receive the scheduling DCI for the PDSCH as a transmission beam for PUCCH transmission. That is, the UE has the same beam direction as the reception beam of the UE used to receive the scheduling DCI (or PDCCH including the scheduling DCI) for scheduling the PDSCH by itself, or according to a predetermined rule.
  • the PUCCH may be transmitted using the transmission beam of the UE determined to correspond to.
  • the UE may use the reception beam of the UE used to receive the PDSCH as a transmission beam for PUCCH transmission. That is, the UE may transmit the PUCCH by using the transmission beam of the UE determined to have the same beam direction as the reception beam of the UE used for receiving the PDSCH by itself or to correspond to the reception beam of the UE according to a predetermined rule. have.
  • a UE comprising a plurality of antenna elements may receive a data signal from a base station comprising one or more TRPs.
  • the data signal may be transmitted by applying an analog beamforming method.
  • the UE receives information on a transmission beam in which a data signal is transmitted from a base station.
  • information on the transmission beam through which the data signal is transmitted may be transmitted through a PDCCH corresponding to the PDSCH through which the data signal is transmitted.
  • the information on the transmission beam through which the data signal is transmitted may include one or more of a beam index of the transmission beam and a reference signal index corresponding to the transmission beam.
  • the PDCCH may be transmitted in a transmission beam of a preset (or fixed) base station, and the UE may receive the PDCCH using a reception beam of a UE corresponding to the transmission beam of the preset base station.
  • the configuration information may be designated through RRC signaling.
  • the UE may receive the PDCCH using a wide Rx beam.
  • the UE may receive a PDCCH by forming a multi-beam to receive all signals transmitted through a plurality of transmission beams transmitted by the base station.
  • the UE may receive the PDCCH signal by differently applying the reception beams of the UE corresponding to the transmission beams of the plurality of base stations per antenna port (or per antenna panel) during the PDCCH period.
  • the UE may receive the PDCCH signal in different reception beam directions per antenna port (or per antenna panel).
  • the base station may transmit a PDCCH signal in each of a plurality of transmission beam directions or a PDCCH signal in a part of the plurality of transmission beam directions, and the UE may receive such a PDCCH signal without problems.
  • the UE determines a reception beam for receiving the PDSCH through PDCCH decoding.
  • a gap of a predetermined time length is included between the transmission end time of the PDCCH and the transmission start time of the PDSCH. Can be.
  • the UE receives the PDCCH using one or more of the various methods as described above, and when decoding of the PDCCH is completed, determines the optimal reception beam for receiving the PDSCH, and uses the determined reception beam to determine the PDSCH. Can be received.
  • the UE may receive information indicating a transmission beam for each subframe set as information on a transmission beam through which a data signal is transmitted from a base station.
  • the information may be delivered through RRC signaling or DCI, or may be a value promised in advance between the base station and the UE.
  • the UE determines a subframe set including a subframe in which a data signal (eg, PDSCH) is scheduled.
  • the PDSCH may be received using a reception beam of the UE corresponding to the determined subframe set.
  • the UE receives a plurality of transmit beam-specific reference signals (eg, B-RSs) of the base station, and receives the received reference.
  • B-RSs transmit beam-specific reference signals
  • Information about one or more reference signals satisfying a predetermined condition among the signals may be reported to the base station.
  • the UE may determine a reception beam for each B-RS in order to receive a B-RS set for each transmission beam of a base station, and receive each B-RS using a corresponding reception beam.
  • the UE may measure RSRP for each B-RS.
  • the UE may report the measured RSRP to the base station.
  • the UE may report the RSRP of some of the B-RSs to the base station, rather than all RS-BRP RSRPs.
  • the partial B-RS may be a reference signal corresponding to some transmit beams (or receive beams) having good channel conditions.
  • the base station may obtain information (eg, RSRP) about one or more transmission beams having a good channel state with the UE among the plurality of transmission beams.
  • the information may also include information on the reception beam of the UE for receiving the one or more transmission beams.
  • the base station and the UE may determine an optimal transmit beam / receive beam for transmitting and receiving data signals, but additionally, the base station may transmit (or transmit) a beam to participate in data transmission to the UE based on the RSRP reported from the UE. TRP) set can be determined, and information about this can be informed to the UE.
  • the UE may determine an optimal reception beam for each transmission beam.
  • the information transmitted to the UE refers to one or more transmission beam indexes for data signal transmission and channel state information corresponding to the one or more transmission beams for data signal transmission. It may include one or more of a channel state information reference signal (CSI-RS).
  • CSI-RS channel state information reference signal
  • the UE may transmit acknowledgment information (eg, HARQ ACK / NACK information) for the data signal received from the base station to the base station.
  • acknowledgment information eg, HARQ ACK / NACK information
  • the UE may determine the transmission beam of the UE for transmitting the acknowledgment information as one of the following, due to the characteristics of analog beamforming.
  • the UE may use the reception beam of the UE corresponding to the transmission beam of the base station configured through RRC signaling as a transmission beam of the UE for transmitting the acknowledgment information. That is, the UE transmits the acknowledgment information to the base station by using the transmission beam of the UE having the same beam direction as the reception beam of the UE determined by RRC signaling or corresponding to the reception beam of the UE according to a predetermined rule. Can be.
  • the UE may use the reception beam of the UE corresponding to the transmission beam of the base station indicated by the scheduling information for the data signal as the transmission beam of the UE for transmitting the acknowledgment information.
  • the UE may have the same beam direction as the reception beam of the UE determined based on the transmission beam of the base station indicated by the scheduling DCI for the PDSCH or correspond to the reception beam of the UE according to a predetermined rule.
  • the acknowledgment information may be transmitted to the base station using a transmission beam.
  • the UE may use the reception beam of the UE used to receive scheduling information on the data signal as a transmission beam of the UE for transmitting the acknowledgment information.
  • the UE transmits the UE determined to have the same beam direction as the reception beam of the UE used to receive the scheduling DCI (or PDCCH including the PDSCH) for the PDSCH or to correspond to the reception beam of the UE according to a predetermined rule.
  • the acknowledgment information may be transmitted to a base station using a beam.
  • the UE may use the reception beam of the UE used to receive the data signal as a transmission beam of the UE for transmitting the acknowledgment information.
  • the UE transmits the acknowledgment information to the base station by using the transmission beam of the UE having the same beam direction as the reception beam of the UE used to receive the PDSCH or corresponding to the reception beam of the UE according to a predetermined rule. Can be sent.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating the configuration of a terminal and a base station in which the proposed embodiment can be implemented.
  • the terminal and the base station shown in FIG. 14 operate to implement the above-described embodiments of the method for transmitting and receiving data signals between the terminal and the base station.
  • a UE (UE) 1 may operate as a transmitting end in uplink and a receiving end in downlink.
  • UE UE 1
  • e-Node B (eNB) 100 may operate as a receiving end in uplink and a transmitting end in downlink.
  • the terminal and the base station may include transmitters 10 and 110 and receivers 20 and 120, respectively, to control transmission and reception of information, data and / or messages.
  • the antenna may include antennas 30 and 130 for transmitting and receiving messages.
  • the terminal and the base station may each include a processor 40 and 140 for performing the above-described embodiments of the present invention, and memories 50 and 150 capable of temporarily or continuously storing the processing of the processor. Can be.
  • the base station 100 configured as described above is configured to transmit information on a transmission beam through which the data signal is transmitted to the terminal 1 through the transmitter 110, by using the transmission beam through the transmitter 110. It may be configured to transmit a data signal to the terminal (1).
  • the data signal may be transmitted through a PDSCH, and information about the transmission beam may be transmitted through a PDCCH scheduling the PDSCH.
  • the base station may start the transmission of the PDSCH after a predetermined length of time from when the transmission of the PDCCH is terminated when the PDSCH transmission.
  • the terminal 1 is configured to receive information on a transmission beam through which the data signal is transmitted from the base station 100 through the receiver 20, and the receiver 20. It may be configured to receive the data signal from the base station using a reception beam corresponding to the transmission beam through.
  • the data signal may be transmitted through a PDSCH, and information about the transmission beam may be transmitted through a PDCCH scheduling the PDSCH.
  • the UE may decode the PDCCH to determine an optimal reception beam and then receive a PDSCH using the optimal reception beam according to a transmission time of the PDSCH.
  • the transmitter and the receiver included in the terminal and the base station include a packet modulation and demodulation function, a high speed packet channel coding function, an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) packet scheduling, and a time division duplex (TDD) for data transmission. Packet scheduling and / or channel multiplexing may be performed.
  • the terminal and the base station of FIG. 14 may further include a low power radio frequency (RF) / intermediate frequency (IF) unit.
  • RF radio frequency
  • IF intermediate frequency
  • the terminal is a personal digital assistant (PDA), a cellular phone, a personal communication service (PCS) phone, a GSM (Global System for Mobile) phone, a WCDMA (Wideband CDMA) phone, an MBS.
  • PDA personal digital assistant
  • PCS personal communication service
  • GSM Global System for Mobile
  • WCDMA Wideband CDMA
  • MBS Multi Mode-Multi Band
  • a smart phone is a terminal that combines the advantages of a mobile communication terminal and a personal portable terminal, and may mean a terminal incorporating data communication functions such as schedule management, fax transmission and reception, which are functions of a personal mobile terminal, in a mobile communication terminal.
  • a multimode multiband terminal can be equipped with a multi-modem chip to operate in both portable Internet systems and other mobile communication systems (e.g., code division multiple access (CDMA) 2000 systems, wideband CDMA (WCDMA) systems, etc.). Speak the terminal.
  • CDMA code division multiple access
  • WCDMA wideband CDMA
  • Embodiments of the invention may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), Field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors and the like can be implemented.
  • 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 can be implemented.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above.
  • software code may be stored in the memory units 50 and 150 and driven by the processors 40 and 140.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • Embodiments of the present invention can be applied to various wireless access systems.
  • various radio access systems include 3rd Generation Partnership Project (3GPP) or 3GPP2 systems.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • Embodiments of the present invention can be applied not only to the various wireless access systems, but also to all technical fields to which the various wireless access systems are applied.
  • the proposed method can be applied to mmWave communication system using ultra high frequency band.

Landscapes

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

Abstract

본 발명에서는 기지국과 단말이 데이터 신호를 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치를 개시한다. 보다 구체적으로, 본 발명에서는 아날로그 빔포밍 (analog beamforming) 방법에 따라 단말과 기지국 간 데이터 신호를 송수신하는 경우, 상기 단말과 기지국 간 신뢰성 높게 데이터 신호를 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치들을 개시한다.

Description

무선 통신 시스템에서 기지국과 단말이 데이터 신호를 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 무선 통신 시스템에서 단말과 기지국간 데이터 신호를 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치들에 대한 것이다.
보다 구체적으로, 이하의 설명은 아날로그 빔포밍 (analog beamforming) 방법에 따라 단말과 기지국 간 데이터 신호를 송수신하는 경우, 상기 단말이 기지국에서 데이터 신호를 전송하는 전송 빔 (transmission beam)에 따라 최적의 수신 빔 (reception beam)을 이용하여 상기 데이터 신호를 수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치들에 대한 것이다.
무선 접속 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 접속 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 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 등이 있다.
본 발명의 목적은 기지국과 단말이 효율적으로 데이터 신호를 송수신하는 방법을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 기지국 및 단말 간 아날로그 빔포밍 (analog beamforming) 방법에 따라 단말과 기지국 간 데이터 신호를 송수신하는 경우, 기지국 과 단말이 신뢰성 높게 서로간 데이터 신호를 송수신하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시 예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 기지국과 단말이 데이터 신호를 송수신하는 방법 및 장치들을 제공한다.
본 발명의 일 양태로서, 무선 통신 시스템에서 복수의 안테나 요소(element)를 포함하는 단말이 하나 이상의 TRP (Transmission Reception Point)를 포함하는 기지국으로부터 데이터 신호를 수신하는 방법에 있어서, 상기 기지국으로부터 상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔(transmission beam)에 대한 정보를 수신; 및 상기 전송 빔에 대응하는 수신 빔(reception beam)을 이용하여 상기 기지국으로부터 상기 데이터 신호를 수신;하는 것을 포함하는, 데이터 신호 수신 방법을 제안한다.
본 발명의 또 다른 양태로서, 무선 통신 시스템에서 하나 이상의 TRP (Transmission Reception Point)를 포함하는 기지국으로부터 데이터 신호를 수신하는 복수의 안테나 요소(element)를 포함하는 단말에 있어서, 상기 단말은 송신부; 수신부; 및 상기 송신부 및 수신부와 연결되어 동작하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 기지국으로부터 상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔(transmission beam)에 대한 정보를 수신; 및 상기 전송 빔에 대응하는 수신 빔(reception beam)을 이용하여 상기 기지국으로부터 상기 데이터 신호를 수신;하도록 구성되는, 단말을 제안한다.
일 예로, 상기 데이터 신호는 물리 하향링크 공유 채널 (Physical Downlink Shared Channel, PDSCH)을 통해 전송되고, 상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔에 대한 정보는 상기 PDSCH에 대응하는 물리 하향링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channel, PDCCH)을 통해 전송될 수 있다.
이때, 상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔에 대한 정보는, 상기 전송 빔에 대한 빔 인덱스(beam index), 상기 전송 빔에 대응하는 참조 신호(Reference Signal) 인덱스 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 PDCCH의 전송 종료 시점과 상기 PDSCH의 전송 시작 시점 사이에는 일정 시간 길이의 갭(gap)이 포함될 수 있다.
여기서, 상기 단말은 상기 PDCCH를 수신하기 위해 다양한 수신 빔을 이용하여 상기 PDSCH를 수신할 수 있다. 일 예로, 상기 단말은 미리 설정된 전송 빔에 대응하는 수신 빔을 이용하여 상기 PDCCH를 수신할 수 있다.
다른 예로, 상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔에 대한 정보는 서브프레임 세트별 전송 빔을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 단말은 상기 데이터 신호가 전송되는 서브프레임이 포함되는 서브프레임 세트에 대응하는 전송 빔에 대응하는 수신 빔을 이용하여 상기 데이터 신호를 수신할 수 있다.
추가적으로, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 복수의 전송 빔 별 참조 신호(Reference Signal)을 수신하고, 수신된 참조 신호들 중 일정 조건을 만족하는 하나 이상의 참조 신호에 대한 정보를 상기 기지국으로 보고할 수 있다. 이때, 일정 조건은 일정 이상의 RSRP를 갖는지 여부일 수 있다. 이에 따라, 상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔은 상기 단말이 상기 기지국으로 보고한 하나 이상의 참조 신호 중 하나의 참조 신호에 대응할 수 있다.
여기서, 상기 단말이 기지국으로 보고하는 정보는 각 참조 신호 별 RSRP 이거나, 각 참조 신호 별 RSRP 및 각 참조 신호를 수신하기 위해 이용한 단말의 수신 빔에 대한 정보를 포함할 수 있다.
추가적으로, 상기 기지국의 전송 빔과 단말의 수신 빔의 페어링(pairing) 동작을 위해, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 상기 하나 이상의 참조 신호에 대응하는 전송 빔 중 상기 데이터 신호 전송을 위한 전송 빔 세트에 대한 정보를 수신하고, 상기 데이터 신호 전송을 위한 전송 빔 세트에 포함되는 전송 빔 별로 최적의 수신 빔을 결정할 수 있다. 다시 말해, 기지국은 상기 단말로의 데이터 신호 전송을 위해 사용할 전송 빔 세트에 대한 정보를 미리 상기 단말에게 제공할 수 있다. 이후, 상기 기지국이 전송하는 데이터 신호는 상기 데이터 신호 전송을 위한 전송 빔 세트에 포함되는 전송 빔 중 하나의 전송 빔을 통해 전송될 수 있다.
여기서, 상기 데이터 신호 전송을 위한 전송 빔 세트에 대한 정보는, 상기 데이터 신호 전송을 위한 하나 이상의 전송 빔 인덱스, 상기 데이터 신호 전송을 위한 하나 이상의 전송 빔에 대응하는 채널 상태 정보 참조 신호 (Channel State Information Reference Signal, CSI-RS) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
추가적으로, 상기 단말은 기지국으로부터 수신된 데이터 신호에 대한 확인 응답 정보를 상기 기지국으로 전송할 수 있다. 이때, 앞서 데이터 신호를 수신한 방법과 유사하게, 상기 단말은 특정 빔 방향으로 상기 확인 응답 정보를 전송할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 단말은 RRC (Remote Radio Control) 시그널링을 통해 설정된 기지국의 전송 빔에 대응하는 단말의 수신 빔; 상기 데이터 신호에 대한 스케줄링 정보가 지시하는 기지국의 전송 빔에 대응하는 단말의 수신 빔; 상기 데이터 신호에 대한 스케줄링 정보를 수신하기 위해 이용한 수신 빔; 또는 상기 데이터 신호를 수신하기 위해 이용한 수신 빔; 중 하나의 단말의 수신 빔에 대응하는 단말의 전송 빔을 이용하여 상기 확인 응답 정보를 상기 기지국으로 전송할 수 있다.
본 발명의 다른 양태로서, 무선 통신 시스템에서 하나 이상의 TRP (Transmission Reception Point)를 포함하는 기지국이 복수의 안테나 요소(element)를 포함하는 단말로 데이터 신호를 전송하는 방법에 있어서, 상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔(transmission beam)에 대한 정보를 상기 단말에게 전송; 및 상기 전송 빔을 이용하여 상기 데이터 신호를 상기 단말에게 전송;하는 것을 포함하는, 데이터 신호 전송 방법을 제안한다.
본 발명의 또 다른 양태로서, 무선 통신 시스템에서 복수의 안테나 요소(element)를 포함하는 단말로 데이터 신호를 전송하는 하나 이상의 TRP (Transmission Reception Point)를 포함하는 기지국에 있어서, 상기 기지국은 송신부; 수신부; 및 상기 송신부 및 수신부와 연결되어 동작하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔(transmission beam)에 대한 정보를 상기 단말에게 전송; 및 상기 전송 빔을 이용하여 상기 데이터 신호를 상기 단말에게 전송;하도록 구성되는, 기지국을 제안한다.
상술한 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 기지국과 단말은 아날로그 빔포밍 방법을 이용하여 서로 간 신뢰성 높게 데이터 송수신을 가능케 하는 최적의 전송 빔/수신 빔을 결정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 단말은 기지국으로부터 데이터 신호가 전송되는 전송 빔에 대한 정보를 효율적으로 획득하고, 이에 기반하여 결정된 최적의 수신 빔을 이용하여 상기 데이터 신호를 수신할 수 있다.
추가적으로, 본 발명에 따르면, 단말은 상기 데이터 신호에 대한 확인 응답 정보를 상기 기지국으로 신뢰성 높게 전송할 수도 있다.
본 발명의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 무선 프레임의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 4는 상향링크 서브 프레임의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 하향링크 서브 프레임의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 적용 가능한 서브프레임 구조 (Self-contained subframe structure)를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 TXRU와 안테나 요소 (element)의 대표적인 연결 방식을 나타낸 도면이다.
도 9는 터보 부호화기(encoder)를 나타낸 도면이다.
도 10은 LDPC (Low Density Parity Check) 코드의 패리티 체크 행렬의 각 요소들을 나타낸 도면이다.
도 11은 LDPC 코드에 적용 가능한 패리티 체크 행렬의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 2개의 기지국(TRP, Transmission Reception Point)와 UE가 DPS CoMP (Coordinated Multi Point) 동작을 하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 단일의 TRP에서 동적 빔 선택 (dynamic beam selection) 동작에 의해 데이터를 전송하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 제안하는 실시 예들이 구현될 수 있는 단말 및 기지국의 구성을 도시하는 도면이다.
이하의 실시 예들은 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 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 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.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 발전된 기지국(ABS: Advanced Base Station) 또는 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서 단말(Terminal)은 사용자 기기(UE: User Equipment), 이동국(MS: Mobile Station), 가입자 단말(SS: Subscriber Station), 이동 가입자 단말(MSS: Mobile Subscriber Station), 이동 단말(Mobile Terminal) 또는 발전된 이동단말(AMS: Advanced Mobile Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있으며, 특히, 본 발명의 실시예들은 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 및 3GPP TS 36.331 문서들에 의해 뒷받침 될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
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(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
예를 들어, 전송기회구간(TxOP: Transmission Opportunity Period)라는 용어는 전송구간, 전송 버스트(Tx burst) 또는 RRP(Reserved Resource Period)라는 용어와 동일한 의미로 사용될 수 있다. 또한, LBT(Listen Before Talk) 과정은 채널 상태가 유휴인지 여부를 판단하기 위한 캐리어 센싱 과정, CCA(Clear Channel Accessment), 채널 접속 과정(CAP: Channel Access Procedure)과 동일한 목적으로 수행될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예들이 사용될 수 있는 무선 접속 시스템의 일례로 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 대해서 설명한다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 적용될 수 있다.
CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다.
UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced) 시스템은 3GPP LTE 시스템이 개량된 시스템이다. 본 발명의 기술적 특징에 대한 설명을 명확하게 하기 위해, 본 발명의 실시예들을 3GPP LTE/LTE-A 시스템을 위주로 기술하지만 IEEE 802.16e/m 시스템 등에도 적용될 수 있다.
1. 3GPP LTE / LTE _A 시스템
무선 접속 시스템에서 단말은 하향링크(DL: Downlink)를 통해 기지국으로부터 정보를 수신하고, 상향링크(UL: Uplink)를 통해 기지국으로 정보를 전송한다. 기지국과 단말이 송수신하는 정보는 일반 데이터 정보 및 다양한 제어 정보를 포함하고, 이들이 송수신 하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 S11 단계에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주동기 채널 (P-SCH: Primary Synchronization Channel) 및 부동기 채널 (S-SCH: Secondary Synchronization Channel)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다.
그 후, 단말은 기지국으로부터 물리방송채널 (PBCH: Physical Broadcast Channel) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다.
한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (DL RS: Downlink Reference Signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 S12 단계에서 물리하향링크제어채널 (PDCCH: Physical Downlink Control Channel) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널 (PDSCH: Physical Downlink Control Channel)을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S13 내지 단계 S16과 같은 임의 접속 과정 (Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리임의접속채널 (PRACH: Physical Random Access Channel)을 통해 프리앰블 (preamble)을 전송하고(S13), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S14). 경쟁 기반 임의 접속의 경우, 단말은 추가적인 물리임의접속채널 신호의 전송(S15) 및 물리하향링크제어채널 신호 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 신호의 수신(S16)과 같은 충돌해결절차 (Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널 신호 및/또는 물리하향링크공유채널 신호의 수신(S17) 및 물리상향링크공유채널 (PUSCH: Physical Uplink Shared Channel) 신호 및/또는 물리상향링크제어채널 (PUCCH: Physical Uplink Control Channel) 신호의 전송(S18)을 수행할 수 있다.
단말이 기지국으로 전송하는 제어정보를 통칭하여 상향링크 제어정보(UCI: Uplink Control Information)라고 지칭한다. UCI는 HARQ-ACK/NACK (Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR (Scheduling Request), CQI (Channel Quality Indication), PMI (Precoding Matrix Indication), RI (Rank Indication) 정보 등을 포함한다.
LTE 시스템에서 UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 주기적으로 전송되지만, 제어정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2(a)는 타입 1 프레임 구조(frame structure type 1)를 나타낸다. 타입 1 프레임 구조는 전이중(full duplex) FDD(Frequency Division Duplex) 시스템과 반이중(half duplex) FDD 시스템 모두에 적용될 수 있다.
하나의 무선 프레임(radio frame)은 Tf = 307200*Ts = 10ms의 길이를 가지고, Tslot = 15360*Ts = 0.5ms의 균등한 길이를 가지며 0부터 19의 인덱스가 부여된 20개의 슬롯으로 구성된다. 하나의 서브프레임은 2개의 연속된 슬롯으로 정의되며, i 번째 서브프레임은 2i 와 2i+1에 해당하는 슬롯으로 구성된다. 즉, 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 하나의 서브프레임을 전송하는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. 여기서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block)을 포함한다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함한다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 블록(resource block)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함한다.
전이중 FDD 시스템에서는 각 10ms 구간 동안 10개의 서브프레임은 하향링크 전송과 상향링크 전송을 위해 동시에 이용될 수 있다. 이때, 상향링크와 하향링크 전송은 주파수 영역에서 분리된다. 반면, 반이중 FDD 시스템의 경우 단말은 전송과 수신을 동시에 할 수 없다.
상술한 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 서브 프레임의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2(b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다. 타입 2 프레임 구조는 TDD 시스템에 적용된다. 하나의 무선 프레임(radio frame)은 Tf = 307200*Ts = 10ms의 길이를 가지며, 153600*Ts = 5ms 길이를 가지는 2개의 하프프레임(half-frame)으로 구성된다. 각 하프프레임은 30720*Ts = 1ms의 길이를 가지는 5개의 서브프레임으로 구성된다. i 번째 서브프레임은 2i 와 2i +1에 해당하는 각 Tslot = 15360*Ts = 0.5ms의 길이를 가지는 2개의 슬롯으로 구성된다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다.
타입 2 프레임에는 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)인 3가지의 필드로 구성되는 특별 서브프레임을 포함한다. 여기서, DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
다음 표 1는 특별 프레임의 구성(DwPTS/GP/UpPTS의 길이)을 나타낸다.
Figure PCTKR2017004642-appb-T000001
도 3은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)하고, 하나의 자원 블록은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 NDL은 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH가 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH가 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 RB 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이러한 PUCCH에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 OFDM 심볼 인덱스 0부터 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH, PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다.
PCFICH는 서브 프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative-Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.
2. 새로운 무선 접속 기술 (New Radio Access Technology) 시스템
더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 무선 접속 기술 (radio access technology, RAT)에 비해 향상된 단말 광대역 (mobile broadband) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 매시브 (massive) MTC (Machine Type Communications) 역시 고려되고 있다. 뿐만 아니라 신뢰성 (reliability) 및 지연 (latency) 에 민감한 서비스/UE 를 고려한 통신 시스템 디자인 또한 논의되고 있다.
이와 같이 향상된 단말 광대역 통신 (enhanced mobile broadband communication), 매시브 MTC, URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 새로운 무선 접속 기술의 도입이 논의되고 있으며, 본 발명에서는 편의상 해당 기술을 New RAT이라 명명한다.
2.1 자립적 서브프레임 구조 (Self-contained subframe structure)
도 6은 본 발명에 적용 가능한 자립적 서브프레임 구조 (Self-contained subframe structure)를 나타낸 도면이다.
본 발명이 적용 가능한 New RAT 시스템에서는 TDD 시스템에서 데이터 전송 지연을 최소화하기 위해 도 6과 같은 자립적 서브프레임 구조를 제안한다.
도 6에서 빗금친 영역 (예: symbol index =0)은 하향링크 제어 (downlink control) 영역을 나타내고, 검정색 영역 (예: symbol index =13)은 상향링크 제어 (uplink control) 영역을 나타낸다. 이외 영역 (예: symbol index = 1 ~ 12)은 하향링크 데이터 전송을 위해 사용될 수도 있고, 상향링크 데이터 전송을 위해 사용될 수도 있다.
이러한 구조의 특징은 한 개의 서브프레임 내에서 DL 전송과 UL 전송을 순차적으로 진행할 수 있으며, 상기 하나의 서브프레임 내에서 DL 데이터를 송수신하고 이에 대한 UL ACK/NACK도 송수신할 수 있다. 결과적으로 이러한 구조는 데이터 전송 에러 발생시에 데이터 재전송까지 걸리는 시간을 줄이게 되며, 이로 인해 최종 데이터 전달의 지연을 최소화할 수 있다.
이와 같은 자립적 서브프레임 (self-contained subframe) 구조에서 기지국과 UE가 송신 모드에서 수신모드로 전환 또는 수신모드에서 송신모드로 전환을 위해서는 일정 시간 길이의 타입 갭(time gap)이 필요하다. 이를 위하여 자립적 서브프레임 구조에서 DL에서 UL로 전환되는 시점의 일부 OFDM 심볼은 가드 구간 (guard period, GP)로 설정될 수 있다.
앞서 상세한 설명에서는 자립적 서브프레임 (self-contained subframe) 구조가 DL 제어 영역 및 UL 제어 영역을 모두 포함하는 경우를 설명하였으나, 상기 제어 영역들은 상기 자립적 서브프레임 구조에 선택적으로 포함될 수 있다. 다시 말해, 본 발명에 따른 자립적 서브프레임 구조는 도 6과 같이 DL 제어 영역 및 UL 제어 영역을 모두 포함하는 경우 뿐만 아니라 DL 제어 영역 또는 UL 제어 영역만을 포함하는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 설명의 편의상 상기와 같은 프레임 구조를 서브프레임으로 통칭하였으나, 해당 구성은 프레임 또는 슬롯 등으로 달리 명명될 수도 있다. 일 예로, New RAT 시스템에서는 복수의 심볼들로 구성된 하나의 단위를 슬롯이라고 명명할 수 있고, 이하 설명에서 서브프레임 또는 프레임은 앞서 설명한 슬롯으로 대체될 수 있다.
2.2 OFDM 수비학 (numerology)
New RAT 시스템은 OFDM 전송 방식 또는 이와 유사한 전송 방식을 사용한다. 이때, New RAT 시스템은 대표적으로 표 2와 같은 OFDM 수비학을 가질 수 있다.
Figure PCTKR2017004642-appb-T000002
또는 New RAT 시스템은 OFDM 전송 방식 또는 이와 유사한 전송 방식을 사용하며 표 3과 같은 다수의 OFDM 수비학 중에서 선택된 OFDM 수비학을 사용할 수 있다. 구체적으로, 표 3에서 개시된 바와 같이, New RAT 시스템은 LTE시스템에서 사용되었던 15kHz 부반송파 스페이싱 (subcarrier-spacing)을 기본으로 상기 15kHz 부반송파 스페이싱의 배수 관계에 있는 30, 60, 120 kHz 부반송파 스페이싱을 갖는 OFDM 수비학을 사용할 수 있다.
이때, 표 3에 개시된 순환 전치 (Cyclic Prefix) 및 시스템 대역폭 (System BW), 그리고 이용 가능한 부반송파 (available subcarriers) 개수는 본 발명에 따른 New RAT 시스템에 적용 가능한 일 예에 불과하며, 구현 방식에 따라 상기 값들은 변형될 수 있다. 대표적으로 60kHz 부반송파 스페이싱의 경우 시스템 대역폭은 100MHz로 설정될 수 있으며, 이 경우 이용 가능한 부반송파 개수는 1500을 초과하여 1666보다 작은 값을 가질 수 있다. 또한 표 3에서 개시된 서브프레임 길이 (Subframe length) 및 서브프레임 당 OFDM 심볼 개수 또한 본 발명에 따른 New RAT 시스템에 적용 가능한 일 예에 불과하며, 구현 방식에 따라 상기 값들은 변형될 수 있다.
Figure PCTKR2017004642-appb-T000003
2.3 아날로그 빔포밍 (Analog beamforming)
밀리미터 파 (Millimeter Wave, mmW)에서는 파장이 짧아 동일 면적에 다수개의 안테나 요소(element)의 설치가 가능하다. 즉, 30GHz 대역에서 파장은 1cm이므로, 5 * 5 cm의 패널(panel)에 0.5 lambda(파장) 간격으로 2-차원 (2-dimension) 배열을 하는 경우 총 100개의 안테나 요소를 설치할 수 있다. 이에 따라, 밀리미터 파 (mmW)에서는 다수개의 안테나 요소를 사용하여 빔포밍 (beamforming, BF) 이득을 높여 커버리지를 증가시키거나, 쓰루풋 (throughput)을 높일 수 있다.
이때, 안테나 요소 별로 전송 파워 및 위상 조절이 가능하도록 각 안테나 요소는 TXRU(Transceiver Unit)을 포함할 수 있다. 이를 통해, 각 안테나 요소는 주파수 자원 별로 독립적인 빔포밍을 수행할 수 있다.
그러나 100여개의 안테나 요소 모두에 TXRU를 설치하기에는 가격측면에서 실효성이 떨어지는 문제를 갖게 된다. 그러므로 하나의 TXRU에 다수개의 안테나 요소를 매핑하고 아날로그 위상 시프터 (analog phase shifter)로 빔(beam)의 방향을 조절하는 방식이 고려되고 있다. 이러한 아날로그 빔포밍 방식은 전 대역에 있어서 하나의 빔 방향만을 만들 수 있어 주파수 선택적 빔포밍이 어렵다는 단점을 갖는다.
이에 대한 해결 방안으로, 디지털 빔포밍과 아날로크 빔포밍의 중간 형태로 Q개의 안테나 요소보다 적은 개수인 B개의 TXRU를 갖는 하이브리드 빔포밍 (hybrid BF)를 고려할 수 있다. 이 경우에 B개의 TXRU와 Q개의 안테나 요소의 연결 방식에 따라서 차이는 있지만, 동시에 전송할 수 있는 빔(beam)의 방향은 B개 이하로 제한될 수 있다.
도 7 및 도 8은 TXRU와 안테나 요소 (element)의 대표적인 연결 방식을 나타낸 도면이다. 여기서 TXRU 가상화 (virtualization) 모델은 TXRU의 출력 신호와 안테나 요소의 출력 신호의 관계를 나타낸다.
도 7은 TXRU가 서브 어레이 (sub-array)에 연결된 방식을 나타낸 도면이다. 도 7의 경우, 안테나 요소는 하나의 TXRU에만 연결된다.
반면, 도 8은 TXRU가 모든 안테나 요소에 연결된 방식을 나타낸 도면이다. 도 8의 경우, 안테나 요소는 모든 TXRU에 연결된다. 이때, 안테나 요소가 모든 TXRU에 연결되기 위하여 도 8에 도시된 바와 같이 별도의 덧셈기를 필요로 한다.
도 7 및 도 8에서, W는 아날로그 위상 시프터 (analog phase shifter)에 의해 곱해지는 위상 벡터를 나타낸다. 즉, W는 아날로그 빔포밍의 방향을 결정하는 주요 파라미터이다. 여기서 CSI-RS 안테나 포트와 TXRU들과의 매핑은 1:1 또는 1:다(多) (1-to-many) 일 수 있다.
도 7의 구성에 따르면, 빔포밍의 포커싱이 어려운 단점이 있으나, 전체 안테나 구성을 적은 비용으로 구성할 수 있다는 장점이 있다.
도 8의 구성에 따르면, 빔포밍의 포커싱이 쉽다는 장점이 있다. 다만, 모든 안테나 요소에 TXRU가 연결되는 바, 전체 비용이 증가한다는 단점이 있다.
2.4. CSI 피드백
3GPP LTE 또는 LTE-A 시스템에서는, 사용자 기기(UE)가 채널 상태 정보(CSI)를 기지국(BS 또는 eNB)으로 보고하도록 정의되었다. 여기서, 채널 상태 정보(CSI)는 UE와 안테나 포트 사이에 형성되는 무선 채널(또는 링크)의 품질을 나타내는 정보를 통칭한다.
예를 들어, 상기 채널 상태 정보 (CSI)는 랭크 지시자(rank indicator, RI), 프리코딩 행렬 지시자(precoding matrix indicator, PMI), 채널 품질 지시자(channel quality indicator, CQI) 등을 포함할 수 있다.
여기서, RI는 해당 채널의 랭크(rank) 정보를 나타내며, 이는 UE가 동일 시간-주파수 자원을 통해 수신하는 스트림의 개수를 의미한다. 이 값은 채널의 롱 텀 페이딩(Long Term Fading)에 의해 종속되어 결정된다. 이어, 상기 RI는 PMI, CQI보다 보통 더 긴 주기로 상기 UE에 의해 BS로 피드백될 수 있다.
PMI는 채널 공간 특성을 반영한 값으로 SINR 등의 메트릭(metric)을 기준으로 UE가 선호하는 프리코딩 인덱스를 나타낸다.
CQI는 채널의 세기를 나타내는 값으로 일반적으로 BS가 PMI를 이용했을 때 얻을 수 있는 수신 SINR을 의미한다.
3GPP LTE 또는 LTE-A 시스템에서 기지국은 다수개의 CSI 프로세스를 UE에게 설정해 주고, 각 프로세스에 대한 CSI를 UE로부터 보고 받을 수 있다. 여기서 CSI 프로세스는 기지국으로부터의 신호 품질 특정을 위한 CSI-RS와 간섭 측정을 위한 CSI 간섭 측정 (CSI-interference measurement, CSI-IM) 자원으로 구성된다.
2.5. 채널 코딩
무선통신 시스템에서는 무선 채널을 통해 신호가 전송되므로 오류 발생 확률이 높다. 따라서, 무선 채널에서 발생하는 오류를 수신단에서 정정할 수 있도록 하기 위해, 전송단에서는 정보를 오류정정부호를 사용하여 부호화한 후 전송하는데, 이를 채널 코딩(channel coding)이라 한다. 수신단에서는 수신 신호를 복조한 후 오류정정부호의 복호 과정을 거친 후 전송단이 보낸 정보를 복원한다. 즉, 수신단은 복호화 과정에서 무선 채널에서 생긴 수신 신호 상의 오류를 정정하게 된다. 오류정정부호에는 다양한 종류가 있는데 일 예로, 터보　코드(turbo code) 및 LDPC (Low Density Parity Check) 코드가 있다.
2.5.1. 터보 코드 (Turbo code)
터보　코드는 재귀 시스템적인 컨벌루션 부호기(recursive systematic convolution encoder)와 인터리버(interleaver)로 구현된다.　터보　코드는 병렬 복호화를 용이하게 하기 위한 인터리버가 포함된다. 인터리버에 의한 인터리빙은 무선 채널로 신호를 전송할 때 발생하는 버스트 오류(burst error)의 영향을 줄이기 위함이다. 인터리버의 일 예로는 QPP(quadratic polynomial permutation) 인터리버가 있다.
한편,　터보　코드의 성능은 데이터 블록 크기가 증가할수록 좋은 것으로 알려져 있다. 실제 통신 시스템에서는 구현의 편의성을 위해 일정 크기 이상의 데이터 블록을 여러 개의 작은 데이터 블록으로 분할한 후 나누어 인코딩한다.
도 9는 터보 부호화기(encoder)를 도시한다.
터보 부호화기(900)의 코딩 방식(scheme)은 2개의 8-상태 요소 부호화기(910, 920)들(constituent encoders)과 하나의 터보 코드 내부 인버리버(internal interleaver)(930)를 갖는 병렬 연접 컨벌루션 코드(Parallel Concatenated Convolutional Code, PCCC)이다.
도 9에서, 터보 부호화기(900)은 제1 요소 부호화기(constituent encoder)(910), 제2 요소 부호화기(920), 및 터보 코드 내부 인터리버(internal interleaver)(930)로 구성된다. 제1 요소 부호화기(910) 및 제2 요소 부호화기(920)는 8-상태(state) 요소 부호화기들이다. 제1 요소 부호화기(910) 및 제2 요소 부호화기(920)는 각각 도 3의 RSC 부호화기와 유사한 구조로 구성된다. 제1 요소 부호화기(910) 및 제2 요소 부호화기(920)는 각각 3개의 지연기(911, 912, 913, 921, 922, 923)를 포함한다.
도 9에서, D는 코딩 방식(coding scheme)에 따라서 결정되는 값이다. ck는 터보 부호화기(900)로의 입력이다. 제1 요소 부호화기(910) 및 제2 요소 부호화기(920)로부터의 출력은 각각 zk와 z'k으로 표시된다(denoted). 터보 코드 내부 인터리버(930)로부터 출력되는 값은 c'k로 표시된다. 일반적으로, 지연기(911,912,913,921,922,923)는 입력된 값을 1 클록씩 지연시킬 수 있다. 그러나, 지연기(911,912,913,921,922,923)는 내부 설정에 따라 1 클록 이상 동안 입력된 값을 지연시키도록 구성될 수 있다. 지연기(911,912,913,921,922,923)는 쉬프트 레지스터(shift register)로 구성될 수 있으며, 기설정된 클록만큼 입력된 비트를 지연시킨 뒤 입력된 비트를 다음 지연기(911,912,913,921,922,923)로 출력하도록 구성될 수 있다.
터보 코드 내부 인터리버(930)는 무선 채널로의 신호 송신시 발생할 수 있는 버스트 오류(burst error)의 영향을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 터보 코드 내부 인터리버(930)는 QPP(Quadratic Polynomial Permutation) 인터리버일 수도 있다.
터보 코드는 고성능 순방향 오류 정정 (forward error correction, FEC) 코드로서, LTE 통신 시스템에서 이용되고 있다. 예를 들어, 터보 코드에 의하여 코딩된 데이터 블록은 3개의 서브블록들로 구성될 수도 있다. 하나의 서브블록은 m 비트의 페이로드(payload) 데이터에 대응할 수 있다. 다른 서브블록은, RSC(recursive systematic convolution) 코드를 이용하여 계산된, 페이로드에 대한 n/2 비트의 패리티(parity) 비트들로 구성될 수 있다. 또한, 나머지 서브 블록은 RSC 코드를 이용하여 계산된, 페이로드 데이터의 퍼뮤테이션(permutation)에 대한 n/2 비트의 패리티 비트들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상술한 퍼뮤테이션은 인터리버(interleaver)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 페이로드와 함께 서로 상이한 패리티 비트의 2개의 서브블록들이 하나의 블록으로서 구성될 수 있다. 예를 들어, m이 n/2와 동일한 경우, 하나의 블록은 1/3의 부호율(code rate)을 갖는다.
제1 요소 부호화기(910)에서, 입력 ck가 부호화된 비트 zk에 도달하는 과정은 두 개의 경로로 구분될 수 있다. 두 개의 경로는 입력단으로부터 출력단으로 출력 피드백 없이 연결된 제1 경로와 입력단으로부터 다시 입력단으로 피드백되는 제2 경로이다.
제1 경로에서, 입력 ck, 지연기(911)을 거친 입력 ck, 및 지연기들(911, 912, 및 913)을 거친 입력 ck가 출력단에 인가된다. 제1 경로에 대한 입력단 출력단 사이의 관계는 다항식으로 표현될 수 있다. 제1 경로에 대한 다항식은 순방향 생성기 다항식(forward generator polynomial)으로 호칭되고, 하기의 수학식의 g1과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2017004642-appb-M000001
한편, 제2 경로에서, 입력 ck, 지연기들(911 및 912)을 거친 입력 ck, 및 지연기들(911, 912, 및 913)을 거친 입력 ck가 입력단에 피드백된다. 제2 경로에 대한 다항식은 재귀적 생성기 다항식(recursive generator polynomial)으로 호칭되고, 하기의 수학식의 g0와 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2017004642-appb-M000002
상기 수학식 1 및 2에서, "+"는 배타적 논리합(exclusive OR, XOR)을 의미하며, 1은 입력이 0번의 지연을 거침을 의미한다. 또한, Dn은 입력이 n번의 지연을 거침을 의미한다.
2.5.2. LDPC (Low Density Parity Check) 코드
LDPC　(low density parity check code) 코드는 선형 블록 코드(linear block code)로서, IEEE 802.11n, 802.11ac 및 디지털 비디오 브로드캐스팅(Digital Video Broadcasting, DVB) 등에서 활용된다. LDPC 코드는 생성 행렬(generation matrix)과 패리티 검사 행렬(parity check matrix)로 구성될 수 있다. LDPC 코드에서, 데이터는 메시지 비트들(message bits)과 생성 행렬에 대한 곱 연산을 통하여 부호화될 수 있다. 일반적으로 LDPC 코드를 이용하는 통신 표준에서는, 생성 행렬 대신에 패리티 검사 행렬이 이용될 수 있다. 예를 들어, 패리티 검사 행렬을 이용하여 데이터의 부호화가 수행될 수 있다.
선형 블록 코드는 생성행렬 G 또는 패리티 체크 행렬 H에 기초하여 생성될 수 있다. 선형 블록 코드의 특징은 모든 코드워드 c에 대하여, Hct가 0의 값을 갖도록 코드가 구성된다. LDPC 코드 또한, 다른 선형 블록 코드와 동일하게, 패리티 검사 행렬 H와 코드워드 c의 곱이 '0'이 되는지를 확인함으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 코드워드 c의 전치행렬과 패리티 검사 행렬에 대한 곱(즉, Hct)이 0인지를 판단함으로써 LDPC 코드의 복호화가 수행될 수 있다.
LDPC 코드에 있어서, 패리티 체크 행렬의 원소는 대부분 0으로 이루어지고, 0이 아닌 원소의 수는 코드의 길이에 비하여 적은 수를 가진다. 따라서, LDPC 부호는 확률에 기초한 반복적 복호가 가능하다. 초기에 제안된 LDPC 부호에서, 패리티 체크 행렬을 비체계적(non-systematic) 형태로 정의되고, 패리티 체크 행렬의 행(row)과 열(column)에 균일하게 적은 웨이트(weight)가 적용되었다. 웨이트는 행 또는 열에 포함된 1의 개수를 의미할 수 있다.
상술한 바와 같이, LDPC 코드의 패리티 체크 행렬 H 상에 0이 아닌 원소의 밀도가 낮다. 따라서, LDPC 코드는 낮은 복호 복잡도를 가지면서도 섀넌(Shannon)의 이론적 한계에 근접하는 성능을 갖는다. 이러한 LDPC 코드의 높은 오류 정정 성능과 낮은 복호 복잡도로 인하여, LDPC 코드는 고속 무선 통신에 적합한 특성을 갖는다.
이하에서, 구조화된(structured) LDPC 코드에 대하여 설명된다.
상술한 바와 같이, LDPC 코드의 생성을 위하여 패리티 체크 행렬 H가 이용될 수 있다. H 행렬은 많은 0과 적은 수의 1을 포함한다. H 행렬의 크기는 105 비트 이상의 크기를 가질 수 있으며, H 행렬을 표현하기 위하여 많은 메모리가 소모될 수 있다. 구조화된 LDPC 코드에서, H 행렬의 원소들은, 도 10에 도시된 바와 같이, 일정한 크기의 서브 블록(sub-block)들로 표현될 수 있다. 도 10에서, 행렬 H의 각각의 요소들은 하나의 서브블록을 나타낸다.
도 11은 LDPC 코드에 적용 가능한 패리티 체크 행렬의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 패리티 체크 행렬은 5개의 부 매트릭스 (A, B, C, D, E)로 구성될 수 있다. 여기서, A는 시스티메틱 비트 (systematic bits)에 대응하고, B는 정사각 (square) 구조로 패리티 비트 (parity bits)에 대응한다. 맨 처음 또는 맨 뒤의 열 (column)은 가중치 (weight) 1을 가질 수 있다. 0이 아닌 값은 B의 맨 마지막 행 (row)에 위치하고, 상기 행은 가중치 (weight) 1을 가질 수 있다.
만약 가중치 1 열이 존재하는 경우, 나머지 열들 (remaining columns)은 맨 처음 열이 가중치 3을 갖는 정사각 행렬을 포함할 수 있다. 상기 가중치 3 열 이후의 열들은 이중 대각 구조 (dual diagonal structure)을 가질 수 있다.
만약 가중치 1 열이 존재하지 않는 경우, B는 맨 처음 열이 가중치 3을 갖는 정사각 행렬로만 구성될 수 있다. 상기 가중치 3 열 이후의 열들은 이중 대각 구조 (dual diagonal structure)을 가질 수 있다.
또한, C는 0 (zero) 매트릭스이고, E는 단위 매트릭스 (identify matrix)이다.
3. 제안하는 실시예
이하, 본 발명에서는 앞서 상술한 사항에 기반하여 UE가 복수 개의 안테나 요소(element)를 가지고 아날로그 빔포밍에 의해 수신 빔(Rx beam)을 형성하는 방법에 대하여 제안한다. 구체적으로, 본 발명에서는 UE가 기지국으로부터의 신호를 수신하는 경우, 상기 UE가 전송 기지국의 전송 빔 변경에 따라서 수신 빔을 동적으로(dynamic) 변경하는 DPS(Dynamic point selection) 동작을 제안한다.
도 12는 2개의 기지국(TRP, Transmission Reception Point)와 UE가 DPS CoMP (Coordinated Multi Point) 동작을 하는 일 예를 나타낸 도면이다.
본 발명이 적용 가능한 mmW대역에서도 접속 신뢰성 (connection reliability) 향상 및 TRP간 부하 균형 (load balancing)을 위하여 DPS 방식에 따른 CoMP(Coordinated multi-point) 방식은 효과적인 전송 방식이 될 수 있다. 이에, 도 12에 도시된 바와 같이, 기지국 TRP1과 TRP2중에서 채널 상황이 더 좋은 TRP가 UE에게 신호를 전송하거나 또는 부하가 낮은 TRP가 UE에게 신호를 전송하도록 함으로써 전송 효율을 높일 수 있다.
이때, 어떤 TRP가 신호를 전송하는 지 여부는 SF(Subframe) 단위로 (SF by SF) 동적으로 변경될 수 있다. 이 경우 전송 효율은 최대로 높아질 수 있다.
이처럼, UE가 아날로그 빔포밍에 의해 수신 빔을 형성하여 기지국으로부터의 신호를 수신하는 경우, 도 12와 같이 UE는 어떤 TRP가 신호를 전송하는지 여부에 따라 UE의 최적 수신 빔의 방향을 바꿀 수 있다. 일 예로, UE가 2 포트 (예: 1개의 H (Horizontal) 슬랜트 및 1개의 V (Vertical) 슬랜트)만 포함하는 경우, 상기 UE는 동시에 방향이 다른 2 개의 TRP 또는 빔의 신호를 수신할 수 없다.
이에, UE는 사전에 어떤 TRP가 신호를 전송하는지 여부를 알아야 한다. 다만, 상기 문제는 SF 단위로 전송 TRP를 동적으로 변경하는 것에 대한 요구 사항과 상충될 수 있다.
도 13은 단일의 TRP에서 동적 빔 선택 (dynamic beam selection) 동작에 의해 데이터를 전송하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 기지국은 빔 1 및 빔 2 중 채널 상태가 더 좋은 전송 빔 (Tx beam)으로 신호를 전송하거나 또는 다른 UE에게 전송하는 신호와의 다중화를 고려하여 선택된 전송 빔으로 신호를 전송하여 전송 효율을 높일 수 있다. 이때, 상기 기지국이 어떤 빔 방향으로 신호를 전송하는지 여부는 SF 단위로 동적으로 변경할 수 있으며, 이를 통해 전송 효율을 최대로 높일 수 있다. 이 경우에도 도 13에 도시된 바와 같이, 기지국이 신호를 전송하는 빔 방향에 따라 UE는 최적 수신 빔의 방향을 바꿀 수 있다.
이하 설명에서 기지국이라 함은 신호를 직접 전송하는 TRP를 의미할 수도 있으며, 하나 이상의 TRP의 동작을 제어하는 TRP 또는 상기 TRP들을 제어하는 상위 구성일 수 있다. 일 예로, 본 발명에 따른 기지국은 복수의 TRP 중 서빙 TRP이거나, 상기 복수의 TRP의 동작을 제어하는 구성일 수 있다.
도 12 및 도 13의 동작을 위하여, UE는 사전에 B-RS(Beamformed Reference Signal)에 대한 RSRP (Reference Signal Received Power)를 측정하고 링크 상태가 좋은 또는 강력한(strong) 복수 개의 빔 방향에 대해서 기지국에 보고할 수 있다. 이를 위해, TRP는 전송 빔 방향마다 하나의 B-RS를 전송할 수 있다. 즉, TRP가 N개의 전송 빔 방향으로 신호를 전송하는 경우, 상기 TRS는 각 전송 빔 방향으로 N개의 B-RS를 전송할 수 있다. 여기서 N개의 B-RS는 포트 인덱스 (port index)를 달리 설정 또는 할당함으로써 구분될 수 있다.
본 발명에 따른 UE는 서빙 (serving) TRP와 인접(neighbor) TRP들로부터 전송되는 B-RS들에 대한 RSRP를 측정하고 이 중 일정 조건을 만족하는 하나 이상의 B-RS에 대해 측정된 RSRP를 기지국에 보고할 수 있다.
이때, UE는 B-RS들에 대한 RSRP를 측정하기 위해 각 B-RS별로 대응하는 수신 빔의 방향을 결정할 수 있다.
이에, 본 발명에 따른 UE가 측정된 RSRP중 일부 또는 전부를 기지국에 보고하는 경우, 상기 UE는 보고하는 RSRP가 어떤 B-RS (또는 어떤 전송 빔) 에 대한 RSRP인지, 그리고 어떤 수신 빔으로 수신된 RSRP인지에 대해 기지국으로 보고할 수 있다. 다시 말해, 본 발명에 따른 UE는 측정된 복수의 B-RS 중 일정 조건을 만족하는 하나 이상의 B-RS에 대한 (B-RS index, Rx beam index, RSRP)를 기지국으로 보고할 수 있다. 이에 따라, 기지국은 보고된 수신 빔 인덱스 (Rx beam index)들을 통해 UE가 복수의 전송 빔을 수신하기 위하여 서로 다른 수신 빔을 사용하는지 또는 동일한 수신 빔을 사용하는지를 판단할 수 있다.
이어, 기지국은 보고된 RSRP에 기반하여 해당 UE를 위해 데이터 전송에 참여할 TRP 및 선택된 TRP의 전송 빔들의 세트를 결정할 수 있다. 여기서, 전송 빔 세트 (Tx beam set) 내의 빔들은 동일한 TRP에서 전송되는 빔일 수도 있고 또는 다른 TRP에서 전송되는 빔일 수도 있다. 이렇게 결정된 전송 빔 세트는 UE에게 다음과 같은 방법을 통해 직간접적으로 전달될 수 있다.
3.1. 전송 빔 세트에 대한 정보의 전송 방법
3.1.1. 제1 전송 빔 세트에 대한 정보 전송 방법
기지국은 RRC 시그널링을 이용하여 전송 빔 세트에 대한 정보를 UE에게 직접적으로 알려줄 수 있다. 이때, UE는 상기 정보를 이용하여 전송 빔 세트에 포함되는 전송 빔 별로 최적화된 수신 빔을 결정할 수 있다. 다시 말해, UE는 전송 빔 세트에 포함되는 전송 빔에 대응하는 B-RS를 최적으로 수신할 수 있는 수신 빔을 결정할 수 있다.
3.1.2. 제2 전송 빔 세트에 대한 정보 전송 방법
기지국은 전송 빔 세트에 포함되는 전송 빔 별로 각각에 대응하는 CSI-RS를 UE에게 설정해 줄 수 있다. 일 예로, 전송 빔 세트에 K개의 전송 빔이 포함되는 경우, 기지국은 UE에게 K개의 CSI-RS 설정 (CSI-RS configuration)을 알려줄 수 있다. 이떄, UE는 상기 정보를 이용하여 설정된 CSI-RS별로 각각의 CSI-RS를 최적으로 수신할 수 있는 수신 빔을 결정할 수 있다.
또는 기지국은 전송 빔 세트에 포함되는 전송 별로 각각에 대응하는 BR-RS(beam refinement RS)를 UE에게 설정해 줄 수 있다. 이때, UE는 설정된 BR-RS별로 각각의 BR-RS를 최적으로 수신할 수 있는 수신 빔을 결정할 수 있다.
상기와 같은 방법을 통해 의해 기지국 또는 복수의 TRP의 전송 빔과 UE의 수신 빔은 페어링(pairing)될 수 있다. 여기서 UE가 최적 수신 빔으로 신호를 수신할 수 있도록 하기 위하여 기지국이 전송 빔을 스위칭하는 경우, 기지국은 다음의 방법들을 통해 상기 스위칭 여부를 동적으로 알려줄 수 있다.
3.2. 전송 빔 스위칭에 대한 정보 전송 방법
3.2.1. 제1 전송 빔 스위칭에 대한 정보 전송 방법
기지국은 PDCCH를 통해 대응하는 PDSCH에 대한 전송 빔을 지정해 줄 수 있다. 즉, 기지국은 PDCCH를 통해 전송되는 DCI내 대응하는 PDSCH를 전송하는 빔 인덱스 (또는 이에 대응하는 정보, 일 예로 동일한 전송 빔을 사용하는 B-RS 포트 인덱스 또는 CSI-RS 설정 인덱스 또는 BR-RS 포트 인덱스)에 대한 정보를 포함하여 상기 DCI를 UE에게 전송할 수 있다.
B-RS 포트 인덱스 (또는 CSI-RS 설정 인덱스 또는 BR-RS 포트 인덱스)가 지정된 경우, UE는 해당 B-RS port (또는 해당 CSI-RS, 또는 해당 BR-RS)를 수신할 때 사용하는 수신 빔을 이용하여 해당 PDSCH를 수신할 수 있다.
이와 같은 제안 방법에 있어 UE는 PDCCH 디코딩을 통해 PDSCH를 수신하기 위한 수신 빔을 결정하므로, 바람직하게는 PDCCH 전송 종료 시점과 PDSCH 전송 시작 시점 사이에 일정 시간의 갭(gap)이 필요할 수 있다. 다시 말해, UE는 갭 시간 (gap time) 동안 DCI 디코딩을 완료하여 수신 빔에 대한 정보를 획득함으로써 이후 전송되는 PDSCH는 최적 수신 빔을 이용하여 수신할 수 있다.
여기서, PDCCH 수신을 위한 UE의 수신 빔 설정 방법은 다음의 방법들에 따라 설정될 수 있다.
3.2.1.1. 제1-1 PDCCH 수신 빔 설정 방법
PDCCH는 고정된(또는 미리 설정된) TRP의 고정된(또는 미리 설정된) 전송 빔으로 전송될 수 있다. 즉, 사전에 PDCCH를 전송하는 서빙 전송 빔이 지정될 수 있다. 일 예로, 상기 PDCCH는 전송 빔 세트 내의 첫 번째 전송 빔으로 전송되도록 설정될 수 있다. 따라서, UE는 설정된 전송 빔과 페어링된 수신 빔을 이용하여 PDCCH를 수신할 수 있다.
3.2.1.2. 제1-2 PDCCH 수신 빔 설정 방법
UE는 PDCCH를 넓은 수신 빔(wide Rx beam)을 이용하여 수신할 수 있다. 또는 UE는 전송 빔 세트에 포함되는 전송 빔들과 페어링된 수신 빔 방향에서 수신되는 모든 신호를 수신할 수 있도록 다중 빔 (multi-beam)을 형성하여 PDCCH를 수신할 수 있다.
3.2.1.3. 제1-3 PDCCH 수신 빔 설정 방법
UE가 복수 개의 수신 안테나 포트 (Rx antenna port)를 가지는 경우, 상기 UE는 PDCCH 수신 구간 동안 수신 안테나 포트 별로 수신 빔을 다르게 하여 PDCCH를 수신할 수 있다. 일 예로, UE가 2개의 수신 안테나 포트를 포함하고 전송 빔 세트에 2개의 전송 빔이 있는 경우, UE는 수신 안테나 포트 1에 대해 전송 빔 1과 페어링된 수신 빔 1을 적용하여 PDCCH 신호를 수신하고, 수신 안테나 포트 2에 대해 전송 빔 2와 페어링된 수신 빔 2를 적용하여 PDCCH 신호를 수신할 수 있다. 이를 통해, UE는 안테나 패널(panel)별로 상이한 빔 방향으로 PDCCH 신호를 수신할 수 있다.
3.2.2. 제2 전송 빔 스위칭에 대한 정보 전송 방법
UE는 SF 세트를 구분하여 SF에 따라서 하향링크 전송 빔 (DL Tx beam) 및 이에 대응하는 수신 빔을 결정할 수 있다.
일 예로, 전송 빔 세트에 2개의 전송 빔이 포함된 경우, 기지국은 SF을 짝수 SF 세트 (even number SF set)와 홀수 SF 세트 (odd number SF set)로 구분하여 짝수 SF 세트에서는 PDCCH 및 PDSCH가 전송 빔 1로 전송되도록 하고, 홀수 SF 세트에서는 PDCCH 및 PDSCH가 전송 빔 2로 전송되도록 할 수 있다.
이에 대응하여, UE는 짝수 SF 세트에서는 전송 빔 1과 페어링된 수신 빔 1을 이용해 PDCCH 신호를 수신하고, 홀수 SF 세트에서는 전송 빔 2와 페어링된 수신 빔 2를 이용해 PDCCH 신호를 수신할 수 있다.
앞서 상술한 방법에 따라 선택된 전송 빔을 일정 시간 유지하며 사용하기 위하여, 기지국은 연속된 SF에서의 PDCCH 및 PDSCH 전송에 대해 동일한 전송 빔을 사용할 수 있다. 즉, PDCCH 및 PDSCH가 연속된 SF에서 버스트 (burst) 형태로 신호가 전송되는 경우, 기지국은 상기 PDCCH 및 PDSCH를 전송하기 위한 전송 빔을 버스트의 첫 번째 SF이 어떤 SF 세트에 포함되는지 여부에 의해 결정할 수 있다.
이에 대응하여, 모든 SF 내 상기 UE에게 PDCCH 및 PDSCH 전송이 있는 경우, UE는 현 SF에서도 이전 SF에 사용되었던 동일한 전송 빔이 사용되었다고 가정하고, 해당 전송 빔에 페어링된 수신 빔을 이용하여 PDCCH 등의 신호를 수신할 수 있다.
따라서, 본 제안 방법에서는 기지국이 전송 빔을 변경하기 위하여 한 SF 동안 특정 UE에 대한 데이터 전송을 중지할 수 있다.
3.2.3. 제3 전송 빔 스위칭에 대한 정보 전송 방법
기지국은 DCI를 통해 TRP 변경 (changing) 여부를 UE에게 미리 지시할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 PDCCH를 통해 전송되는 DCI를 통해 상기 PDCCH가 전송된 SF를 기준으로 몇 SF 이후부터 PDCCH 및 PDSCH를 전송할 전송 빔을 지시할 수 있다. 즉, 기지국은 n번째 SF에서 UE에게 알려준 전송 빔을 (n+k) 번째 SF에서부터 적용하여 신호를 전송할 수 있다.
또는 기지국은 SF을 그룹으로 나누어, 대표적으로 10ms동안의 SF들을 하나의 그룹으로 만들고, 상기 기지국은 다음 SF 그룹 동안에 사용되는 전송 빔을 DCI를 통해 UE에게 알려줄 수 있다.
이때, UE는 전송 빔 지시자 (Tx beam indicator)를 포함하는 DCI를 성공적으로 디코딩하지 못할 수 있다. 이에 따라, 상기 UE는 다음의 PDCCH수신을 위한 수신 빔을 제대로 설정하지 못하게 되어 연속적인 DCI 수신 오류(error)가 발생할 수 있다.
이를 완화하기 위한 방법으로, 기지국은 일정 간격으로 폴백 (fallback) SF을 지정하고 해당 SF에서는 서빙 전송 빔(serving Tx beam)에서만 PDCCH 및 PDSCH를 전송할 수 있다. 이에 대응하여, UE는 일정 간격으로 설정된 폴백 SF에서는 서빙 전송 빔과 페어링된 수신 빔을 이용하여 PDCCH 및 PDSCH를 수신할 수 있다.
상기와 같은 제안 방법들에서 PDSCH와 이에 대한 스케줄링 DCI를 전달하는 PDCCH는 동일 TRP에서 동일 전송 빔에 의해 전송하는 방법과 다른 전송 빔에 의해 전송하는 방법으로 구분될 수 있다.
UE는 PDSCH 수신 후에 디코딩의 성공 여부에 대한 정보를 HARQ ACK/NACK 피드백 정보를 PUCCH을 통해 기지국으로 보고할 수 있다. 이때 UE가 PUCCH 전송을 위해 사용할 전송 빔으로 다음과 같은 방법 중 하나가 적용될 수 있다.
(1) UE는 RRC 시그널링으로 지정된 TRP의 전송 빔과 페어링되는 UE의 수신 빔을 PUCCH 전송을 위한 UE의 전송 빔으로 사용할 수 있다. 즉, 상기 UE는 RRC 시그널링으로 지정된 TRP의 전송 빔과 페어링되는 UE의 수신 빔을 결정하고, 상기 UE의 수신 빔과 동일한 빔 방향을 갖거나 미리 결정된 규칙에 따라 상기 UE의 수신 빔에 대응된다고 결정된 UE의 전송 빔을 이용하여 PUCCH를 전송할 수 있다.
(2) UE는 PDSCH에 대한 스케줄링 DCI에서 지정된 TRP의 전송 빔과 페어링되는 UE의 수신 빔을 PUCCH 전송을 위한 전송 빔으로 사용할 수 있다. 즉, 상기 UE는 PDSCH을 스케줄링하는 스케줄링 DCI를 통해 지정된 TRP의 전송 빔과 페어링되는 UE의 수신 빔을 결정하고, 상기 UE의 수신 빔과 동일한 빔 방향을 갖거나 미리 결정된 규칙에 따라 상기 UE의 수신 빔에 대응된다고 결정된 UE의 전송 빔을 이용하여 PUCCH를 전송할 수 있다.
(3) UE는 PDSCH에 대한 스케줄링 DCI를 수신하기 위해 사용했던 UE의 수신 빔을 PUCCH 전송을 위한 전송 빔으로 사용할 수 있다. 즉, 상기 UE는 UE 스스로가 PDSCH를 스케줄링하는 스케줄링 DCI(또는 상기 스케줄링 DCI를 포함하는 PDCCH)를 수신하기 위해 사용한 UE의 수신 빔과 동일한 빔 방향을 갖거나 미리 결정된 규칙에 따라 상기 UE의 수신 빔에 대응된다고 결정된 UE의 전송 빔을 이용하여 PUCCH를 전송할 수 있다.
(4) UE는 PDSCH를 수신하기 위해 사용했던 UE의 수신 빔을 PUCCH 전송을 위한 전송 빔으로 사용할 수 있다. 즉, 상기 UE는 UE 스스로가 PDSCH를 수신하기 위해 사용한 UE의 수신 빔과 동일한 빔 방향을 갖거나 미리 결정된 규칙에 따라 상기 UE의 수신 빔에 대응된다고 결정된 UE의 전송 빔을 이용하여 PUCCH를 전송할 수 있다.
지금까지 상술한 본 발명의 제안 구성에 대해 정리하면 다음과 같다.
복수의 안테나 요소를 포함하는 UE는 하나 이상의 TRP를 포함하는 기지국으로부터 데이터 신호를 수신할 수 있다. 이때, 상기 데이터 신호는 아날로그 빔포밍 방법이 적용되어 전송될 수 있다.
이를 위해, 상기 UE는 기지국으로부터 데이터 신호가 전송되는 전송 빔에 대한 정보를 수신한다. 여기서, 상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔에 대한 정보는 상기 데이터 신호가 전송되는 PDSCH에 대응하는 PDCCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔에 대한 정보는 상기 전송 빔에 대한 빔 인덱스(beam index), 상기 전송 빔에 대응하는 참조 신호(Reference Signal) 인덱스 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이때, 상기 PDCCH는 미리 설정된 (또는 고정된) 기지국의 전송 빔으로 전송될 수 있고, 상기 UE는 상기 미리 설정된 기지국의 전송 빔에 대응하는 UE의 수신 빔을 이용하여 상기 PDCCH를 수신할 수 있다. 이때, 상기 설정 정보는 RRC 시그널링을 통해 지정될 수 있다.
또는, 상기 UE는 상기 PDCCH를 넓은 수신 빔 (wide Rx beam)을 이용하여 수신할 수 있다. 다시 말해, 상기 UE는 상기 기지국이 전송하는 복수의 전송 빔들을 통해 전송되는 모든 신호를 수신할 수 있도록 다중 빔(multi-beam)을 형성하여 PDCCH를 수신할 수 있다.
또는, 상기 UE는 상기 PDCCH 구간 동안 복수 개의 기지국의 전송 빔에 대응하는 UE의 수신 빔을 안테나 포트 별 (또는 안테나 패널 별)로 상이하게 적용하여 PDCCH 신호를 수신할 수 있다. 다시 말해, 상기 UE는 안테나 포트 별 (또는 안테나 패널 별)로 상이한 수신 빔 방향으로 PDCCH 신호를 수신할 수 있다. 이에 대응하여 기지국은 복수 개의 전송 빔 방향 각각으로 PDCCH 신호를 전송하거나 상기 복수 개의 전송 빔 방향 중 일부의 방향으로 PDCCH 신호를 전송할 수 있고, 상기 UE는 이러한 PDCCH 신호를 문제없이 수신할 수 있다.
이 경우, 상기 UE가 PDCCH 디코딩을 통해 PDSCH를 수신하기 위한 수신 빔을 결정하는 바, 바람직하게는 상기 PDCCH의 전송 종료 시점과 상기 PDSCH의 전송 시작 시점 사이에는 일정 시간 길이의 갭(gap)이 포함될 수 있다. 다시 말해, 상기 UE는 상기와 같은 다양한 방법 중 하나 이상의 방법을 이용해 PDCCH를 수신하고, 상기 PDCCH의 디코딩이 완료되면 PDSCH를 수신하기 위한 최적의 수신 빔을 결정하고, 상기 결정된 수신 빔을 이용하여 PDSCH를 수신할 수 있다.
다른 예로, 상기 UE는 기지국으로부터 데이터 신호가 전송되는 전송 빔에 대한 정보로써 서브프레임 세트별 전송 빔을 지시하는 정보를 수신할 수 있다. 이때, 상기 정보는 RRC 시그널링 또는 DCI 등을 통해 전달되거나, 기지국 및 UE 간 미리 약속된 값일 수 있다.
일 예로, 서브프레임 세트가 두 개의 서브프레임 세트로 구분되고 각 서브프레임 세트 별 전송 빔이 설정되는 경우, 상기 UE는 데이터 신호 (예: PDSCH)가 스케줄링된 서브프레임이 포함된 서브프레임 세트를 결정하고, 상기 결정된 서브프레임 세트에 대응하는 UE의 수신 빔을 이용하여 PDSCH를 수신할 수 있다.
추가적으로, UE와 기지국 간 최적의 전송 빔/수신 빔을 결정하기 위한 방법으로써, 본 발명에 따른 UE는 기지국의 복수의 전송 빔 별 참조 신호 (예: B-RS)를 수신하고, 상기 수신된 참조 신호들 중 일정 조건을 만족하는 하나 이상의 참조 신호에 대한 정보를 상기 기지국으로 보고할 수 있다.
보다 구체적으로, UE는 기지국의 전송 빔 별로 설정된 B-RS를 수신하기 위하여 각 B-RS 별 수신 빔을 결정하고, 각 B-RS를 대응하는 수신 빔을 이용하여 수신할 수 있다. 이때, 상기 UE는 각 B-RS 별 RSRP를 측정할 수 있다.
이어, 상기 UE는 측정된 RSRP를 상기 기지국으로 보고할 수 있으며, 바람직하게는, 모든 B-RS 별 RSRP를 보고하기보다 이 중 일부의 B-RS에 대한 RSRP를 상기 기지국으로 보고할 수 있다. 상기 일부의 B-RS는 채널 상태가 좋은 일부 전송 빔(또는 수신 빔)에 대응하는 참조 신호일 수 있다.
이를 통해, 기지국은 복수의 전송 빔들 중 UE와의 채널 상태가 좋은 하나 이상의 전송 빔에 대한 정보 (예: RSRP)를 획득할 수 있다. 이때, 상기 정보에는 상기 하나 이상의 전송 빔을 수신하기 위한 UE의 수신 빔에 대한 정보도 포함될 수 있다.
상기와 같은 방법을 통해 기지국과 UE는 데이터 신호를 송수신하기 위한 최적의 전송 빔/수신 빔을 결정할 수 있으나, 추가적으로 상기 기지국은 UE로부터 보고된 RSRP에 기반하여 UE로의 데이터 전송에 참여할 전송 빔(또는 TRP) 세트를 결정하고, 이에 대한 정보를 UE에게 알려 줄 수 있다. 이에 대응하여, 상기 UE는 각 전송 빔별 최적의 수신 빔을 결정할 수도 있다.
이때, 상기 UE에게 전달되는 정보 (데이터 신호 전송을 위한 전송 빔 세트에 대한 정보)는 데이터 신호 전송을 위한 하나 이상의 전송 빔 인덱스, 상기 데이터 신호 전송을 위한 하나 이상의 전송 빔에 대응하는 채널 상태 정보 참조 신호 (Channel State Information Reference Signal, CSI-RS) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
추가적으로, 상기 UE는 기지국으로부터 수신된 데이터 신호에 대한 확인 응답 정보 (예: HARQ ACK/NACK 정보)를 상기 기지국으로 전송할 수 있다. 이때, 아날로그 빔포밍의 특성 상, 상기 UE는 상기 확인 응답 정보를 전송하기 위한 UE의 전송 빔을 다음 중 하나로 결정할 수 있다.
일 예로, 상기 UE는 RRC 시그널링을 통해 설정된 기지국의 전송 빔에 대응하는 UE의 수신 빔을 상기 확인 응답 정보를 전송하기 위한 UE의 전송 빔으로 이용할 수 있다. 즉, 상기 UE는 RRC 시그널링에 의해 결정된 UE의 수신 빔과 동일한 빔 방향을 갖거나 미리 결정된 규칙에 따라 상기 UE의 수신 빔에 대응된다고 결정된 UE의 전송 빔을 이용하여 상기 확인 응답 정보를 기지국으로 전송할 수 있다.
다른 예로, 상기 UE는 데이터 신호에 대한 스케줄링 정보가 지시하는 기지국의 전송 빔에 대응하는 UE의 수신 빔을 상기 확인 응답 정보를 전송하기 위한 UE의 전송 빔으로 이용할 수 있다. 다시 말해, 상기 UE는 PDSCH에 대한 스케줄링 DCI가 지시하는 기지국의 전송 빔에 기반하여 결정되는 UE의 수신 빔과 동일한 빔 방향을 갖거나 미리 결정된 규칙에 따라 상기 UE의 수신 빔에 대응된다고 결정된 UE의 전송 빔을 이용하여 상기 확인 응답 정보를 기지국으로 전송할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 UE는 데이터 신호에 대한 스케줄링 정보를 수신하기 위해 이용한 UE의 수신 빔을 상기 확인 응답 정보를 전송하기 위한 UE의 전송 빔으로 이용할 수 있다. 다시 말해, 상기 UE는 PDSCH에 대한 스케줄링 DCI (또는 이를 포함한 PDCCH)를 수신하기 위해 이용한 UE의 수신 빔과 동일한 빔 방향을 갖거나 미리 결정된 규칙에 따라 상기 UE의 수신 빔에 대응된다고 결정된 UE의 전송 빔을 이용하여 상기 확인 응답 정보를 기지국으로 전송할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 UE는 데이터 신호를 수신하기 위해 이용한 UE의 수신 빔을 상기 확인 응답 정보를 전송하기 위한 UE의 전송 빔으로 이용할 수 있다. 다시 말해, 상기 UE는 PDSCH를 수신하기 위해 이용한 UE의 수신 빔과 동일한 빔 방향을 갖거나 미리 결정된 규칙에 따라 상기 UE의 수신 빔에 대응된다고 결정된 UE의 전송 빔을 이용하여 상기 확인 응답 정보를 기지국으로 전송할 수 있다.
4. 장치 구성
도 14는 제안하는 실시 예가 구현될 수 있는 단말 및 기지국의 구성을 도시하는 도면이다. 도 14에 도시된 단말 및 기지국은 앞서 설명한 단말과 기지국 간 데이터 신호 송수신 방법의 실시 예들을 구현하기 위해 동작한다.
단말(UE: User Equipment, 1)은 상향링크에서는 송신단으로 동작하고, 하향링크에서는 수신단으로 동작할 수 있다. 또한, 기지국(eNB: e-Node B, 100)은 상향링크에서는 수신단으로 동작하고, 하향링크에서는 송신단으로 동작할 수 있다.
즉, 단말 및 기지국은 정보, 데이터 및/또는 메시지의 전송 및 수신을 제어하기 위해 각각 송신기(Transmitter: 10, 110) 및 수신기(Receiver: 20, 120)를 포함할 수 있으며, 정보, 데이터 및/또는 메시지를 송수신하기 위한 안테나(30, 130) 등을 포함할 수 있다.
또한, 단말 및 기지국은 각각 상술한 본 발명의 실시 예들을 수행하기 위한 프로세서(Processor: 40, 140)와 프로세서의 처리 과정을 임시적으로 또는 지속적으로 저장할 수 있는 메모리(50, 150)를 각각 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 기지국(100)은 상기 송신기(110)를 통해 단말(1)에게 데이터 신호가 전송되는 전송 빔에 대한 정보를 전송하도록 구성되고, 상기 송신기(110)를 통해 상기 전송 빔을 이용하여 상기 데이터 신호를 상기 단말(1)에게 전송하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 데이터 신호는 PDSCH를 통해 전송되고, 상기 전송 빔에 대한 정보는 상기 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH를 통해 전송될 수 있다. 이때, 상기 기지국은 상기 PDSCH 전송 시, 상기 PDCCH의 전송이 종료된 시점으로부터 일정 시간 길이 이후 상기 PDSCH의 전송을 시작할 수 있다.
이와 같이 구성된 기지국(100)에 대응하여, 단말(1)은 수신기(20)를 통해 상기 기지국(100)으로부터 상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔에 대한 정보를 수신하도록 구성되고, 상기 수신기(20)를 통해 상기 전송 빔에 대응하는 수신 빔을 이용하여 상기 기지국으로부터 상기 데이터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 여기서, 상기 데이터 신호는 PDSCH를 통해 전송되고, 상기 전송 빔에 대한 정보는 상기 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH를 통해 전송될 수 있다. 이때, 상기 UE는 상기 PDCCH를 디코딩하여 최적의 수신 빔을 결정하고, 이후 PDSCH의 전송 시점에 맞춰 상기 최적의 수신 빔을 이용하여 PDSCH를 수신할 수 있다.
단말 및 기지국에 포함된 송신기 및 수신기는 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능, 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케줄링, 시분할듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 패킷 스케줄링 및/또는 채널 다중화 기능을 수행할 수 있다. 또한, 도 14의 단말 및 기지국은 저전력 RF(Radio Frequency)/IF(Intermediate Frequency) 유닛을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에서 단말로 개인휴대단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, 개인통신서비스(PCS: Personal Communication Service) 폰, GSM(Global System for Mobile) 폰, WCDMA(Wideband CDMA) 폰, MBS(Mobile Broadband System) 폰, 핸드헬드 PC(Hand-Held PC), 노트북 PC, 스마트(Smart) 폰 또는 멀티모드 멀티밴드(MM-MB: Multi Mode-Multi Band) 단말기 등이 이용될 수 있다.
여기서, 스마트 폰이란 이동통신 단말기와 개인 휴대 단말기의 장점을 혼합한 단말기로서, 이동통신 단말기에 개인 휴대 단말기의 기능인 일정 관리, 팩스 송수신 및 인터넷 접속 등의 데이터 통신 기능을 통합한 단말기를 의미할 수 있다. 또한, 멀티모드 멀티밴드 단말기란 멀티 모뎀칩을 내장하여 휴대 인터넷시스템 및 다른 이동통신 시스템(예를 들어, CDMA(Code Division Multiple Access) 2000 시스템, WCDMA(Wideband CDMA) 시스템 등)에서 모두 작동할 수 있는 단말기를 말한다.
본 발명의 실시 예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시 예들에 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, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시 예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어 코드는 메모리 유닛(50, 150)에 저장되어 프로세서(40,140)에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치할 수 있으며, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 기술적 아이디어 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 또는 3GPP2 시스템 등이 있다. 본 발명의 실시 예들은 상기 다양한 무선접속 시스템뿐 아니라, 상기 다양한 무선접속 시스템을 응용한 모든 기술 분야에 적용될 수 있다. 나아가, 제안한 방법은 초고주파 대역을 이용하는 mmWave 통신 시스템에도 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 복수의 안테나 요소(element)를 포함하는 단말이 하나 이상의 TRP (Transmission Reception Point)를 포함하는 기지국으로부터 데이터 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    상기 기지국으로부터 상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔(transmission beam)에 대한 정보를 수신; 및
    상기 전송 빔에 대응하는 수신 빔(reception beam)을 이용하여 상기 기지국으로부터 상기 데이터 신호를 수신;하는 것을 포함하는, 데이터 신호 수신 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 신호는 물리 하향링크 공유 채널 (Physical Downlink Shared Channel, PDSCH)을 통해 전송되고,
    상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔에 대한 정보는 상기 PDSCH에 대응하는 물리 하향링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channel, PDCCH)을 통해 전송되는, 데이터 신호 수신 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔에 대한 정보는,
    상기 전송 빔에 대한 빔 인덱스(beam index), 상기 전송 빔에 대응하는 참조 신호(Reference Signal) 인덱스 중 하나 이상을 포함하는, 데이터 신호 수신 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 PDCCH의 전송 종료 시점과 상기 PDSCH의 전송 시작 시점 사이에는 일정 시간 길이의 갭(gap)이 포함되는, 데이터 신호 수신 방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 단말은 미리 설정된 전송 빔에 대응하는 수신 빔을 이용하여 상기 PDCCH를 수신하는, 데이터 신호 수신 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔에 대한 정보는 서브프레임 세트별 전송 빔을 지시하는 정보를 포함하고,
    상기 단말은 상기 데이터 신호가 전송되는 서브프레임이 포함되는 서브프레임 세트에 대응하는 전송 빔에 대응하는 수신 빔을 이용하여 상기 데이터 신호를 수신하는, 데이터 신호 수신 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 신호 수신 방법은,
    상기 기지국으로부터 복수의 전송 빔 별 참조 신호(Reference Signal)을 수신; 및
    수신된 참조 신호들 중 일정 조건을 만족하는 하나 이상의 참조 신호에 대한 정보를 상기 기지국으로 보고;하는 것을 더 포함하고,
    상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔은 상기 단말이 상기 기지국으로 보고한 하나 이상의 참조 신호 중 하나의 참조 신호에 대응하는, 데이터 신호 수신 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 하나 이상의 참조 신호에 대한 정보는,
    상기 하나 이상의 참조 신호에 대해 측정된 RSRP (Reference Signal Received Power)를 포함하는, 데이터 신호 수신 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 하나 이상의 참조 신호에 대한 정보는,
    상기 단말이 각각의 참조 신호를 수신하기 위해 이용한 수신 빔에 대한 정보를 더 포함하는, 데이터 신호 수신 방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 데이터 신호 수신 방법은,
    상기 기지국으로부터 상기 하나 이상의 참조 신호에 대응하는 전송 빔 중 상기 데이터 신호 전송을 위한 전송 빔 세트에 대한 정보를 수신; 및
    상기 데이터 신호 전송을 위한 전송 빔 세트에 포함되는 전송 빔 별로 최적의 수신 빔을 결정;하는 것을 더 포함하고,
    상기 데이터 신호는 상기 데이터 신호 전송을 위한 전송 빔 세트에 포함되는 전송 빔 중 하나의 전송 빔을 통해 전송되는, 데이터 신호 수신 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 데이터 신호 전송을 위한 전송 빔 세트에 대한 정보는,
    상기 데이터 신호 전송을 위한 하나 이상의 전송 빔 인덱스,
    상기 데이터 신호 전송을 위한 하나 이상의 전송 빔에 대응하는 채널 상태 정보 참조 신호 (Channel State Information Reference Signal, CSI-RS) 중 하나 이상을 포함하는, 데이터 신호 수신 방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 신호에 대한 확인 응답 정보를 상기 기지국으로 전송;하는 것을 더 포함하고,
    상기 확인 응답 정보는,
    RRC (Remote Radio Control) 시그널링을 통해 설정된 기지국의 전송 빔에 대응하는 단말의 수신 빔;
    상기 데이터 신호에 대한 스케줄링 정보가 지시하는 기지국의 전송 빔에 대응하는 단말의 수신 빔;
    상기 데이터 신호에 대한 스케줄링 정보를 수신하기 위해 이용한 수신 빔; 또는
    상기 데이터 신호를 수신하기 위해 이용한 수신 빔; 중 하나의 단말의 수신 빔에 대응하는 단말의 전송 빔을 이용하여 전송되는, 데이터 신호 수신 방법.
  13. 무선 통신 시스템에서 하나 이상의 TRP (Transmission Reception Point)를 포함하는 기지국이 복수의 안테나 요소(element)를 포함하는 단말로 데이터 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔(transmission beam)에 대한 정보를 상기 단말에게 전송; 및
    상기 전송 빔을 이용하여 상기 데이터 신호를 상기 단말에게 전송;하는 것을 포함하는, 데이터 신호 전송 방법.
  14. 무선 통신 시스템에서 하나 이상의 TRP (Transmission Reception Point)를 포함하는 기지국으로부터 데이터 신호를 수신하는 복수의 안테나 요소(element)를 포함하는 단말에 있어서,
    송신부;
    수신부; 및
    상기 송신부 및 수신부와 연결되어 동작하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 기지국으로부터 상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔(transmission beam)에 대한 정보를 수신; 및
    상기 전송 빔에 대응하는 수신 빔(reception beam)을 이용하여 상기 기지국으로부터 상기 데이터 신호를 수신;하도록 구성되는, 단말.
  15. 무선 통신 시스템에서 복수의 안테나 요소(element)를 포함하는 단말로 데이터 신호를 전송하는 하나 이상의 TRP (Transmission Reception Point)를 포함하는 기지국에 있어서,
    송신부;
    수신부; 및
    상기 송신부 및 수신부와 연결되어 동작하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 데이터 신호가 전송되는 전송 빔(transmission beam)에 대한 정보를 상기 단말에게 전송; 및
    상기 전송 빔을 이용하여 상기 데이터 신호를 상기 단말에게 전송;하도록 구성되는, 기지국.
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