새로운 5G 통신인 NR (New Radio access technology)에서는 시간 및 주파수 자원에서 다양한 서비스들이 자유롭게 다중화 될 수 있도록 하기 위하여 디자인되고 있으며, 이에 따라 waveform/numerology 등과 기준 신호 등이 해당 서비스의 필요에 따라 동적으로 혹은 자유롭게 할당될 수 있다. 무선 통신에서 단말에게 최적의 서비스를 제공하기 위해서는 채널의 질과 간섭량의 측정을 통한 최적화 된 데이터 송신이 중요하며, 이에 따라 정확한 채널 상태 측정은 필수적이다. 하지만, 주파수 자원에 따라 채널 및 간섭 특성이 크게 변화하지 않는 4G 통신과는 달리 5G 채널의 경우 서비스에 따라 채널 및 간섭 특성이 크게 변화하기 때문에 이를 나누어 측정할 수 있도록 하는 FRG(Frequency Resource Group) 차원의 subset의 지원이 필요하다. 한편, NR 시스템에서는 지원되는 서비스의 종류를 eMBB (Enhanced mobile broadband), mMTC (massive Machine Type Communications) (mMTC), URLLC (Ultra-Reliable and low-latency Communications) 등의 카테고리로 나눌 수 있다. eMBB는 고용량데이터의 고속 전송, mMTC는 단말전력 최소화와 다수 단말의 접속, URLLC는 고신뢰도와 저지연을 목표로 하는 서비스라고 볼 수 있다. 단말에게 적용되는 서비스의 종류에 따라 서로 다른 요구사항들이 적용될 수 있다.
이와 같이 통신 시스템에서 복수의 서비스가 사용자에게 제공될 수 있으며, 이와 같은 복수의 서비스를 사용자에게 제공하기 위해 특징에 맞게 각 서비스를 동일한 시구간 내에서 제공할 수 있는 방법 및 이를 이용한 장치가 요구된다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시 예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 예를 들어, 3GPP의 HSPA (high speed Packet Access), LTE (long term evolution 혹은 E-UTRA (evolved universal terrestrial radio access)), LTE-Advanced (LTE-A), 3GPP2의 HRPD (high rate packet data), UMB (ultra mobile broadband), 및 IEEE의 802.16e 등의 통신 표준과 같이 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 광대역 무선 통신 시스템으로 발전하고 있다. 또한, 5세대 무선통신 시스템으로 5G 혹은 NR (new radio)의 통신표준이 만들어지고 있다.
상기 광대역 무선 통신 시스템의 대표적인 예로, NR 시스템에서는 하향링크 (downlink; DL) 및 상향링크에서는 OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 채용하고 있다. 다만 보다 구체적으로는 하향링크에서는 CP-OFDM (cyclic-prefix OFDM) 방식이 채용되었고, 상향링크에서는 CP-OFDM과 더불어 DFT-S-OFDM (discrete Fourier transform spreading OFDM) 방식 두 가지가 채용되었다. 상향링크는 단말 (user equipment: UE) 혹은 MS (mobile station))이 기지국(gNode B, 혹은 base station(BS))으로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻하고, 하향링크는 기지국이 단말로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻한다. 상기와 같은 다중 접속 방식은, 통상 각 사용자 별로 데이터 혹은 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성 (Orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 혹은 제어정보를 구분한다.
NR 시스템은 초기 전송에서 복호 실패가 발생된 경우, 물리 계층에서 해당 데이터를 재전송하는 HARQ (hybrid automatic repeat request) 방식을 채용하고 있다. HARQ 방식이란 수신기가 데이터를 정확하게 복호화(디코딩)하지 못한 경우, 수신기가 송신기에게 디코딩 실패를 알리는 정보 (negative acknowledgement: NACK)를 전송하여 송신기가 물리 계층에서 해당 데이터를 재전송할 수 있게 한다. 수신기는 송신기가 재전송한 데이터를 이전에 디코딩 실패한 데이터와 결합하여 데이터 수신성능을 높이게 된다. 또한, 수신기가 데이터를 정확하게 복호한 경우 송신기에게 디코딩 성공을 알리는 정보 (acknowledgement: ACK)를 전송하여 송신기가 새로운 데이터를 전송할 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 NR 시스템에서 하향링크 혹은 상향링크에서 상기 데이터 혹은 제어채널이 전송되는 무선자원영역인 시간-주파수영역의 기본 구조를 나타낸 도면이다.
도 1에서 가로축은 시간영역을, 세로축은 주파수영역을 나타낸다. 시간영역에서의 최소 전송단위는 OFDM 심볼로서, Nsymb (102)개의 OFDM 심볼이 모여 하나의 슬롯(106)을 구성한다. 서브프레임의 길이는 1.0ms으로 정의되고, 라디오 프레임(114)은 10 ms로 정의된다. 주파수영역에서의 최소 전송단위는 서브캐리어로서, 전체 시스템 전송 대역(transmission bandwidth)의 대역폭은 총 NBW (104)개의 서브캐리어로 구성된다.
시간-주파수영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트 (112, resource element; RE)로서 OFDM 심볼 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 나타낼 수 있다. 리소스 블록(108, resource block; RB 혹은 physical resource block; PRB)은 시간영역에서 Nsymb(102)개의 연속된 OFDM 심볼과 주파수 영역에서 NRB(110)개의 연속된 서브캐리어로 정의된다. 따라서, 하나의 RB(108)는 Nsymb x NRB 개의 RE(112)로 구성된다. 일반적으로 데이터의 최소 전송단위는 상기 RB 단위이다. NR 시스템에서 일반적으로 상기 Nsymb = 14, NRB=12 이고, NBW 및 NRB는 시스템 전송 대역의 대역폭에 비례한다. 단말에게 스케줄링 되는 RB 개수에 비례하여 데이터 레이트가 증가될 수 있다.
NR 시스템에서는 하향링크와 상향링크를 주파수로 구분하여 운영하는 FDD 시스템의 경우, 하향링크 전송 대역폭과 상향링크 전송 대역폭이 서로 다를 수 있다. 채널 대역폭은 시스템 전송 대역폭에 대응되는 RF 대역폭을 나타낸다. 표 1과 표 2는 각각 6 GHz 보다 낮은 주파수 대역 그리고 6 GHz 보다 높은 주파수 대역에서의 NR 시스템에 정의된 시스템 전송 대역폭, 부반송파 너비 (subcarrier spacing)과 채널 대역폭 (Channel bandwidth)의 대응관계의 일부를 나타낸다. 예를 들어, 30 kHz 부반송파 너비로 100 MHz 채널 대역폭을 갖는 NR 시스템은 전송 대역폭이 273개의 RB로 구성된다. 하기에서 N/A는 NR 시스템에서 지원하지 않는 대역폭-부반송파 조합일 수 있다.
[표 1] : FR1(Frequency Range 1)의 구성
[표 2] : FR2(Frequency Range 2)의 구성
NR 시스템에서 주파수 영역 (frequency range)는 FR1과 FR2로 아래와 같이 나뉘어 정의될 수 있다.
[표 3]
상기에서 FR1과 FR2의 범위는 다르게 변경되어 적용되는 것이 가능할 것이다. 일례로 FR1의 주파수 범위는 450 MHz부터 6000 MHz까지로 변경되어 적용될 수 있다.
NR 시스템에서 하향링크 데이터 혹은 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보는 하향링크 제어정보 (downlink control information; DCI)를 통해 기지국으로부터 단말에게 전달된다. DCI는 여러 가지 포맷에 따라 정의되며, 각 포멧에 따라 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보 (UL grant) 인지 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보(DL grant) 인지 여부, 제어정보의 크기가 작은 컴팩트 DCI인지 여부, 다중안테나를 사용한 공간 다중화(spatial multiplexing)을 적용하는지 여부, 전력제어 용 DCI인지 여부 등을 나타낼 수 있다. 예컨대, 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 제어정보(DL grant)인 DCI format 1-1 은 적어도 다음과 같은 제어정보들 중 하나를 포함할 수 있다.
- 캐리어 지시자: 어떠한 주파수 캐리어에서 전송되는지를 지시한다.
- DCI 포맷 지시자: 해당 DCI가 하향링크용인지 상향링크용인지 구분하는 지시자이다.
- 대역폭 부분 (bandwidth part; BWP) 지시자: 어떠한 BWP에서 전송되는지를 지시한다.
- 주파수영역 자원 할당: 데이터 전송에 할당된 주파수영역의 RB를 지시한다. 시스템 대역폭 및 리소스 할당 방식에 따라 표현하는 리소스가 결정된다.
- 시간영역 자원 할당: 어느 슬롯의 어느 OFDM 심볼에서 데이터 관련 채널이 전송될 지를 지시한다.
- VRB-to-PRB 매핑: 가상 RB (virtual RB: VRB) 인덱스와 물리 RB (physical RB: PRB) 인덱스를 어떤 방식으로 매핑할 것인지를 지시한다.
- 변조 및 코딩 방식 (modulation and coding scheme; MCS): 데이터 전송에 사용된 변조방식과 전송하고자 하는 데이터인 transport block 의 크기를 지시한다.
- HARQ 프로세스 번호 (HARQ process number): HARQ 의 프로세스 번호를 지시한다.
- 새로운 데이터 지시자 (new data indicator): HARQ 초기전송인지 재전송인지를 지시한다.
- 중복 버전 (redundancy version): HARQ 의 중복 버전 (redundancy version) 을 지시한다.
- PUCCH를 위한 전송 전력 제어 명령 (transmit power control (TPC) command) for PUCCH (physical uplink control channel): 상향링크 제어 채널인 PUCCH 에 대한 전송 전력 제어 명령을 지시한다.
상기에서 PUSCH를 통한 데이터 전송의 경우 시간영역 자원 할당 (time domain resource assignment)은 PUSCH가 전송되는 슬롯에 관한 정보 및, 해당 슬롯에서의 시작 심볼 위치 S와 PUSCH가 매핑되는 심볼 개수 L에 의해 전달될 수 있다. 상기에서 S는 슬롯의 시작으로부터 상대적인 위치일 수 있고, L은 연속된 심볼 개수 일 수 있으며, S와 L은 아래와 같이 정의되는 시작 및 길이 지시자 값 (start and length indicator value: SLIV)로부터 결정될 수 있다.
else
NR 시스템에서 단말은 RRC 설정을 통해서, 하나의 행에 SLIV 값과 PUSCH 매핑 타입 및 PUSCH가 전송되는 슬롯에 대한 정보를 설정 받을 수 있다 (예를 들어, 표의 형태로 상기 정보가 설정될 수 있다). 이후 상기 DCI의 시간영역 자원 할당에서는 상기 설정된 표에서의 index 값을 지시함으로써 기지국이 단말에게 SLIV 값, PUSCH 매핑 타입, PUSCH가 전송되는 슬롯에 대한 정보를 전달할 수 있다.
NR 시스템에서는 PUSCH 매핑 타입은 타입 A (type A)와 타입 B (type B)가 정의되었다. PUSCH 매핑 타입 A는 슬롯의 두 번째 혹은 세 번째 OFDM 심볼에 DMRS 심볼 중 첫 번째 심볼이 위치해 있다. PUSCH 매핑 타입B는 PUSCH 전송으로 할당 받은 시간영역 자원에서의 첫 번째 OFDM 심볼의 DMRS 심볼 중 첫 번째 심볼이 위치해 있다.
상기에서 설명한 PUSCH의 자원 매핑 방법은 PDSCH를 통한 하향링크 데이터 전송에도 유사한 방식으로 적용될 수 있을 것이다. NR 시스템에서 PDSCH 매핑 타입은 타입A (type A)와 타입 B (type B)가 정의될 수 있으며, 특히 매핑 타입 B에서는 PDSCH의 첫 번째 심볼에 DMRS 심볼 중 첫 번째 심볼이 위치할 수 있다.
상기 DCI는 채널코딩 및 변조과정을 거쳐 하향링크 물리제어채널인 PDCCH (Physical downlink control channel) 상에서 전송될 수 있다. 본 발명에서는 제어정보가 PDCCH 또는 PUCCH를 통해 전송되는 것을 PDCCH 또는 PUCCH가 전송된다고 표현할 수 있다. 마찬가지로, 데이터가 PUSCH 또는 PDSCH를 통해 전송되는 것을 PUSCH 또는 PDSCH가 전송된다고 표현할 수 있다.
일반적으로 상기 DCI는 각 단말에 대해 독립적으로 특정 RNTI (radio network temporary identifier) (또는, 단말 식별자)로 스크램블 되어 CRC (cyclic redundancy check)가 추가되고, 채널 코딩된 후, 각각 독립적인 PDCCH로 구성되어 전송된다. 상기 PDCCH는 단말에게 설정된 제어자원집합 (control resource set: CORESET)에서 매핑되어 전송된다.
하향링크 데이터는 하향링크 데이터 전송용 물리채널인 PDSCH (physical downlink shared channel) 상에서 전송 될 수 있다. PDSCH는 상기 제어채널 전송구간 이후부터 전송될 수 있으며, 주파수 영역에서의 구체적인 매핑 위치, 변조 방식 등의 스케줄링 정보는 상기 PDCCH를 통해 전송되는 DCI를 기반으로 결정된다.
상기 DCI를 구성하는 제어정보 중에서 MCS 를 통해서, 기지국은 단말에게 전송하고자 하는 PDSCH에 적용된 변조방식과 전송하고자 하는 데이터의 크기 (transport block size; TBS)를 통지한다. 실시 예에서 MCS 는 5비트 혹은 그보다 더 많거나 적은 비트로 구성될 수 있다. 상기 TBS 는 기지국이 전송하고자 하는 데이터 (transport block, TB)에 오류정정을 위한 채널코딩이 적용되기 이전의 크기에 해당한다.
본 발명에서 전송블록 (transport block; TB)라 함은, MAC (medium access control) 헤더, MAC 제어요소 (control element; CE), 1개 이상의 MAC SDU (service data unit), padding 비트들을 포함할 수 있다. 또는 TB는 MAC 계층에서 물리계층 (physical layer)로 내려주는 (deliver) 데이터의 단위 혹은 MAC PDU (protocol data unit)를 가리킬 수 있다.
NR 시스템에서 지원하는 변조방식은 QPSK (quadrature phase shift keying), 16QAM (quadrature amplitude modulation), 64QAM, 및 256QAM으로서, 각각의 변조오더 (modulation order)(Qm)는 2, 4, 6, 8에 해당한다. 즉, QPSK 변조의 경우 심볼 당 2 비트, 16QAM 변조의 경우 심볼 당 4 비트, 64QAM 변조의 경우 심볼당 6 비트를 전송할 수 있으며, 256QAM 변조의 경우 심볼당 8비트를 전송할 수 있다.
도 2와 도 3a는 5G 혹은 NR 시스템에서 고려되는 서비스인 eMBB, URLLC, mMTC용 데이터들이 주파수-시간자원에서 할당된 모습을 도시한다.
도 2 및 도 3a를 참조하면, 각 시스템에서 정보 전송을 위해 주파수 및 시간 자원이 할당된 방식을 확인할 수 있다.
우선 도 2에서는 전제 시스템 주파수 대역 (200)에서 eMBB, URLLC, mMTC용 데이터가 할당된 모습이다. eMBB (201)와 mMTC (209)가 특정 주파수 대역에서 할당되어 전송되는 도중에 URLLC 데이터 (203, 205, 207)가 발생하여 전송이 필요한 경우, eMBB (201) 및 mMTC (209)가 이미 할당된 부분을 비우거나 전송을 하지 않고, URLLC 데이터(203, 205, 207)가 전송될 수 있다. 상기 서비스 중에서 URLLC는 지연시간을 줄이는 것이 필요하기 때문에, eMBB가 할당된 자원(201)의 일부분에 URLLC 데이터가 할당(203, 205, 207)되어 전송될 수 있다. 물론 eMBB가 할당된 자원에서 URLLC가 추가로 할당되어 전송되는 경우, 중복되는 주파수-시간 자원에서는 eMBB 데이터가 전송되지 않을 수 있으며, 따라서 eMBB 데이터의 전송 성능이 낮아질 수 있다. 즉, 상기의 경우에 URLLC 할당으로 인한 eMBB 데이터 전송 실패가 발생할 수 있다.
도 3a에서는 전체 시스템 주파수 대역(300)을 나누어 각 서브밴드(302, 304, 306)에서 서비스 및 데이터를 전송하는 용도로 사용할 수 있다. 상기 서브밴드 설정과 관련된 정보는 미리 결정될 수 있으며, 이 정보는 기지국이 단말에게 상위 시그널링을 통해 전송될 수 있다. 혹은 상기 서브 밴드와 관련된 정보는 기지국 또는 네트워크 노드가 임의로 나누어 단말에게 별도의 서브밴드 설정 정보의 전송 없이 서비스들을 제공할 수도 있다. 도 3a에서는 서브밴드 302는 eMBB 데이터 전송, 서브밴드 304는 URLLC 데이터 전송, 서브밴드 306은 mMTC 데이터 전송에 사용되는 모습을 도시한다.
실시 예 전반에서 URLLC 전송에 사용되는 전송시간구간 (transmission time interval, TTI)의 길이는 eMBB 혹은 mMTC 전송에 사용되는 TTI 길이보다 짧을 수 있다. 또한 URLLC와 관련된 정보의 응답은 eMBB 또는 mMTC보다 빨리 전송될 수 이 있으며, 이에 따라 낮은 지연으로 정보를 송수신 할 수 있다. 상기 3가지의 서비스 혹은 데이터를 전송하기 위해 각 타입별로 사용하는 물리계층 채널의 구조는 다를 수 있다. 예를 들어, 전송시간구간(TTI)의 길이, 주파수 자원의 할당 단위, 제어채널의 구조 및 데이터의 매핑 방법 중 적어도 하나가 다를 수 있을 것이다.
상기에서는 3가지의 서비스와 3가지의 데이터로 설명을 하였지만 더 많은 종류의 서비스와 그에 해당하는 데이터가 존재할 수 있으며, 이 경우에도 본 발명의 내용이 적용될 수 있을 것이다.
실시 예에서 제안하는 방법 및 장치를 설명하기 위해 NR 시스템에서의 물리채널 (physical channel)와 신호(signal)라는 용어가 사용될 수 있다. 하지만 본 발명의 내용은 NR 시스템이 아닌 무선 통신 시스템에서 적용될 수 있는 것이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, gNode B (gNB), eNode B (eNB), Node B, BS (Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE (user equipment), MS (mobile station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 본 발명에서 하향링크 (downlink; DL)는 기지국이 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송경로이고, 상향링크는 (uplink; UL)는 단말이 기국에게 전송하는 신호의 무선 전송경로를 의미한다. 또한, 이하에서 NR 시스템을 일례로서 본 발명의 실시예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 발명의 실시예가 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 숙련된 기술적 지식을 가진자의 판단으로써 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.
본 발명에서는 종래의 물리채널 (physical channel)과 신호(signal)라는 용어를 데이터 혹은 제어신호와 혼용하여 사용할 수 있다. 예를 들어, PDSCH는 데이터가 전송되는 물리채널이지만, 본 발명에서는 PDSCH를 데이터라 할 수 있다.
이하 본 발명에서 상위 시그널링은 기지국에서 물리계층의 하향링크 데이터 채널을 이용하여 단말로, 혹은 단말에서 물리계층의 상향링크 데이터 채널을 이용하여 기지국으로 전달되는 신호 전달 방법이며, RRC signaling 혹은 MAC 제어요소(CE; control element)라고 언급될 수도 있다.
이하의 실시예에서는 기지국과 단말 혹은 단말간에 데이터 송수신을 수행하는 방법 및 장치를 제공한다. 이 경우 하나의 단말에서 복수의 단말로 데이터가 전송되는 경우일 수 있으며, 혹은 하나의 단말에서 하나의 단말로 데이터가 전송되는 경우일 수 있다. 혹은 기지국에서 복수의 단말로 데이터가 전송되는 경우일 수 있다. 하지만 이에 한정되지 않고 다양한 경우에 본 발명이 적용될 수 있을 것이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 트랜스포트 블록이 여러 개의 코드 블록으로 나뉘고 CRC가 추가되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3b를 참조하면, 상향링크 또는 하향링크에서 전송하고자 하는 하나의 트랜스포트블록(301, transport block; TB)은 마지막 또는 맨 앞부분에 CRC(303)가 추가될 수 있다. CRC(303)는 16비트 또는 24비트 또는 미리 고정된 비트수를 가지거나 채널 상황 등에 따라 가변적인 비트수를 가질 수 있으며, 채널코딩의 성공 여부를 판단할 수 있는데 사용될 수 있다. TB(301)와 CRC(303)가 추가된 블록은 여러 개의 코드블록(codeblock; CB)들(307, 309, 311, 313)로 나뉠 수 있다(305). 여기에서, 코드블록은 최대 크기가 미리 정해져서 나뉠 수 있으며, 이 경우 마지막 코드블록(313)은 다른 코드블록들(307, 309, 311)보다 크기가 작을 수 있다. 다만, 이는 일 예일 뿐, 다른 예에 따라, 0, 랜덤 값 또는 1이 마지막 코드블록(313)에 삽입됨으로써 마지막 코드블록(313)과 다른 코드블록들(307, 309, 311)의 길이가 동일하게 맞춰질 수 있다. 코드블록들(307, 309, 311, 313)에 각각 CRC들(317, 319, 321, 323)이 추가될 수 있다(315). CRC는 16비트 또는 24비트 또는 미리 고정된 비트수를 가질 수 있으며, 채널코딩의 성공 여부를 판단할 수 있는데 사용될 수 있다.
CRC(303)를 생성하기 위해 TB(301)와 순환 생성 다항식(cyclic generator polynomial)이 사용될 수 있으며, cyclic generator polynomial은 다양한 방법으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 24비트 CRC를 위한 cyclic generator polynomial gCRC24A(D) = D24 + D23 + D18 + D17 + D14 + D11 + D10 + D7 + D6 + D5 + D4 + D3 + D + 1 라고 가정하고, L=24라 할 때, TB 데이터
에 대해, CRC
는
를 gCRC24A(D)로 나누어 나머지가 0이 되는 값으로,
를 결정할 수 있다. 전술한 예에서는 일예로 CRC 길이 L을 24로 가정하여 설명하였지만 CRC 길이 L은 12, 16, 24, 32, 40, 48, 64 등 여러 가지 길이로 결정될 수 있다.
이러한 과정으로 TB에 CRC가 추가된 후, N개의 CB(307, 309, 311, 313)로 분할될 수 있다. 분할된 각각의 CB들(307, 309, 311, 313)에 CRC(317, 319, 321, 323)가 추가될 수 있다(315). CB에 추가되는 CRC는 TB에 추가된 CRC를 발생할 때와는 다른 길이를 가지거나 다른 cyclic generator polynomial이 사용될 수 있다. 하지만 TB에 추가된 CRC(303)와 코드블록에 추가된 CRC들(317, 319, 321, 323)은 코드블록에 적용될 채널코드의 종류에 따라 생략될 수도 있다. 예를 들어, 터보코드가 아니라 LDPC 코드가 코드블록에 적용될 경우, 코드블록마다 삽입될 CRC들(317, 319, 321, 323)은 생략될 수도 있다.
하지만, LDPC가 적용되는 경우에도 CRC들(317, 319, 321, 323)은 그대로 코드블록에 추가될 수 있다. 또한 폴라 코드가 사용되는 경우에도 CRC가 추가되거나 생략될 수 있다.
도 3b에서 전술한 바와 같이, 전송하고자 하는 TB는 적용되는 채널코딩의 종류에 따라 한 코드블록의 최대길이가 정해지고, 코드블록의 최대길이에 따라 TB 및 TB에 추가되는 CRC는 코드블록으로의 분할이 수행될 수 있다.
종래 LTE 시스템에서는 분할된 CB에 CB용 CRC가 추가되고, CB의 데이터 비트 및 CRC는 채널코드로 인코딩되어, 코딩된 비트들(coded bits)이 결정되며, 각각의 코딩된 비트들에 대해 미리 약속된 바와 같이 레이트 매칭되는 비트수가 결정될 수 있다.
NR 시스템에서 TB의 크기는 하기의 단계들을 거쳐 계산될 수 있다.
단계 1: 할당 자원 안의 한 PRB에서 PDSCH 매핑에 할당된 RE 수인
를 계산한다.
는
로 계산될 수 있다. 여기에서,
는 12이며,
는 PDSCH에 할당된 OFDM 심볼 수를 나타낼 수 있다.
는 같은 CDM 그룹의 DMRS가 차지하는, 한 PRB내의 RE 수이다.
는 상위 시그널링으로 설정되는 한 PRB내의 오버헤드가 차지하는 RE 수이며, 0, 6, 12, 18 중 하나로 설정될 수 있다. 이 후, PDSCH에 할당된 총 RE 수
가 계산될 수 있다.
는
로 계산되며,
는 단말에게 할당된 PRB 수를 나타낸다.
단계 2: 임시 정보 비트 수
는
로 계산될 수 있다. 여기에서, R은 코드레이트이며, Qm은 변조 오더 (modulation order)이며, 이 값의 정보는 제어정보에서 MCS 비트필드와 미리 약속된 표를 이용하여 전달될 수 있다. 또한, ν는 할당된 레이어 수이다. 만약
이면, 하기의 단계 3을 통해 TBS가 계산될 수 있다. 이외에는 단계 4를 통해 TBS가 계산될 수 있다.
단계 3:
와
의 수식을 통해
가 계산될 수 있다. TBS는 하기 [표 4a]에서
보다 작지 않은 값 중
에 가장 가까운 값으로 결정될 수 있다.
[표 4a]
단계 4:
와
의 수식을 통해
가 계산될 수 있다. TBS는
값과 하기 [pseudo-code 1]을 통해 결정될 수 있다.
[Pseudo-code 1 시작]
[Pseudo-code 1 끝]
NR 시스템에서 하나의 CB가 LDPC 인코더로 입력되면 패리티 비트들이 추가되어 출력될 수 있다. 이 때, LDCP 베이스 그래프(LDCP base graph)에 따라 패리티 비트의 양이 달라질 수 있다. 특정 입력에 대해 LDPC 코딩에 의해 생성되는 모든 패리티 비트들을 보내도록 하는 방법을 FBRM(full buffer rate matching)이라고 할 수 있으며, 전송 가능한 패리티 비트 수에 제한을 두는 방법을 LBRM(limited buffer rate matching)이라고 할 수 있다. 데이터 전송을 위해 자원이 할당되면, LDPC 인코더 출력이 순환 버퍼(circular buffer)로 만들어지고, 만들어진 버퍼의 비트들은 할당된 자원만큼 반복하여 전송되며, 이 때 circular buffer의 길이를 Ncb라고 할 수 있다. LDPC 코딩에 의해 생성되는 모든 패리티 비트의 수를 N이라고 하면, FBRM 방법에서는 Ncb = N이 된다. LBRM 방법에서,
는
가 되며,
는
로 주어지며,
은 2/3으로 결정될 수 있다.
은 전술한 TBS를 구하는 방법에서, 해당 셀에서 단말이 지원하는 최대 레이어 수를 나타내고, 해당 셀에서 단말에게 설정된 최대 변조오더 또는 설정되지 않았을 경우에는 64QAM을 가정하고, 코드레이트는 최대 코드레이트인 948/1024를 가정하며,
는
로 가정하고
는
으로 가정할 수 있다.
는 하기의 [표 4b]으로 주어질 수 있다.
[표 4b]
NR 시스템에서 단말이 지원하는 최대 데이터율은 하기의 [수학식 1]을 통해 결정될 수 있다.
[수학식 1]
수학식 1에서 J는 주파수 집적(carrier aggregation)으로 묶인 캐리어의 수이며, Rmax = 948/1024이고,
는 최대 레이어 수,
는 최대 변조 오더,
는 스케일링 지수,
는 부반송파 간격을 의미할 수 있다.
는 1, 0.8, 0.75, 0.4 중 하나의 값을 단말이 보고할 수 있으며,
는 하기의 표 4c로 주어질 수 있다.
[표 4c]
또한,
는 평균 OFDM 심볼 길이이며,
는
로 계산될 수 있고,
는 BW(j)에서 최대 RB 수이다.
는 오버헤드 값으로, FR1 (6 GHz 이하 대역)의 하향링크에서는 0.14, 상향링크에서는 0.18로 주어질 수 있으며, FR2 (6 GHz 초과 대역)의 하향링크에서는 0.08, 상향링크에서는 0.10로 주어질 수 있다. [수학식 1]을 통해 30 kHz 부반송파 간격에서 100 MHz 주파수 대역폭을 갖는 셀에서의 하향링크에서의 최대 데이터율은 하기의 [표 4d]로 계산될 수 있다.
[표 4d]
반면, 단말이 실제 데이터 전송에서 측정될 수 있는 실제 데이터율은 데이터양을 데이터 전송 시간으로 나눈 값이 될 수 있을 것이다. 이는 1 TB 전송에서는 TBS 또는 2 TB 전송에서는 TBS의 합을 TTI 길이로 나눈 값이 될 수 있다. 일 예로, 표 4d를 구한 가정과 같이 30 kHz 부반송파 간격에서 100 MHz 주파수 대역폭을 갖는 셀에서의 하향링크에서의 최대 실제 데이터율은 할당된 PDSCH 심볼 수에 따라 하기의 [표 4e]과 같이 정해질 수 있다.
[표 4e]
[표 4d]를 통해 단말이 지원하는 최대 데이터율을 확인해 볼 수 있고, [표 4e]을 통해 할당된 TBS에 따르는 실제 데이터율을 확인해볼 수 있다. 이 때, 스케줄링 정보에 따라 최대 데이터율보다 실제 데이터율이 더 큰 경우가 있을 수 있다.
무선통신시스템, 특히 New Radio (NR) 시스템에서는 단말이 지원할 수 있는 데이터율이 기지국과 단말 사이에 서로 약속될 수 있다. 이는 단말이 지원하는 최대 주파수 대역, 최대 변조오더, 최대 레이어 수 등을 이용하여 계산될 수 있다. 하지만, 계산된 데이터율은, 실제 데이터 전송에 사용되는 전송블록(transport block; TB)의 크기 (transport block size; TBS) 및 transmission time interval (TTI) 길이로부터 계산되는 값과 다를 수 있다.
이에 따라 단말은 자신이 지원하는 데이터율에 해당하는 값보다 큰 TBS를 할당 받는 경우가 생길 수 있으며, 이를 방지하기 위해 단말이 지원하는 데이터율에 따라 스케줄링 가능한 TBS의 제약이 있을 수 있다.
하기에서는 LTE 및 LTE-Advanced (LTE-A) 시스템에서의 채널 상태 정보 (channel state information; CSI) 기준 신호 (reference signal; RS) 및 보고(report 또는 reporting)에 관한 방법을 설명한다. 상기 신호 외에 LTE-A 시스템에서는 다른 기지국이 전송하는 CSI-RS가 해당 셀의 단말들에게 간섭 없이 수신될 수 있도록 뮤팅(muting)을 설정할 수 있다. 상기 뮤팅은 CSI-RS가 전송될 수 있는 위치에서 적용될 수 있으며 일반적으로 단말은 해당 무선 자원을 건너뛰어 트래픽 신호를 수신한다. LTE-A 시스템에서 뮤팅은 또 다른 용어로 영전력(zero-power; ZP) CSI-RS라고 불리기도 한다. 뮤팅의 특성상 CSI-RS의 위치에 적용되며 상기 위치에서는 전송 전력이 0 또는 0에 근접한 전력으로 신호가 송신되기 때문이다.
도 4a를 참고하면, RB는 제어영역(405)과 데이터 영역(406)으로 구분될 수 있다. 제어 영역(405)의 시간 축 크기는 가변될 수 있으며, 제어영역(405)의 길이가 변하는 경우 데이터 영역(406)의 길이도 변할 수 있다. 도면부호 400은 CRS가 맵핑될 수 있는 자원 영역이며, 도면 부호 401은 DMRS가 맵핑될 수 있는 자원 영역이며, 도면부호 402은 PDSCH가 맵핑될 수 있는 자원 영역이고, 도면부호 403은 제어채널이 맵핑될 수 있는 자원 영역이다. CSI-RS는 CSI-RS를 전송하는데 사용되는 안테나 포트의 수에 따라 A, B, C, D, E, F, G, H, I 및 J로 표시된 위치(404)의 일부를 이용하여 전송될 수 있다. 또한 뮤팅도 A, B, C, D, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부에 적용될 수 있다. 특히 CSI-RS는 설정된 안테나 포트 수에 따라서 2개, 4개, 8개의 RE 상에서 전송될 수 있다. 안테나 포트 수가 2개일 경우 도 4a에서 특정 패턴의 절반에 CSI-RS가 전송되며 안테나 포트 수가 4개일 경우 특정 패턴의 전체에서 CSI-RS가 전송되고 안테나 포트 수가 8개일 경우 두 개의 패턴을 이용하여 CSI-RS가 전송된다.
반면 뮤팅의 경우 언제나 한 개의 패턴 단위로 이루어진다. 즉 뮤팅은 복수개의 패턴에 적용될 수는 있지만 CSI-RS와 위치가 겹치지 않는 경우 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수는 없다. 단 CSI-RS의 위치와 뮤팅의 위치가 겹칠 경우에 한해서 한 개의 패턴의 일부에만 적용될 수 있다. 두 개의 안테나포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 CSI-RS는 시간축에서 연결된 두 개의 RE에서 각 안테나 포트의 신호를 전송하며 각 안테나 포트의 신호는 직교 코드로 구분된다. 또한 네 개의 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우 두 개의 안테나 포트를 위한 CSI-RS에 추가로 두 개의 RE를 더 이용하여 동일한 방법으로 추가로 두 개의 안테나 포트에 대한 신호를 전송한다. 8개의 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 전송될 경우도 마찬가지이다. 12개와 16개의 안테나 포트를 지원하는 CSI-RS의 경우 기존 4개의 안테나 포트에 대한 CSI-RS 전송 위치를 3개 결합하거나 8개 안테나 포트에 대한 CSI-RS 전송 위치를 2개 결합하여 전송이 수행된다.
또한 단말은 CSI-RS와 함께 CSI-IM(또는 interference measurement resources, IMR)을 할당 받을 수 있으며 CSI-IM의 자원은 4 포트를 지원하는 CSI-RS와 동일한 자원 구조와 위치를 가진다. CSI-IM은 하나 이상의 기지국으로부터 데이터 수신을 수행하는 단말이 인접한 기지국으로부터 간섭을 정확하게 측정하기 위한 자원이다. 가령 인접 기지국이 데이터를 전송할 때의 간섭의 양과 전송하지 않을 때의 간섭의 양을 측정하고 싶은 경우 기지국은 CSI-RS와 두 개의 CSI-IM 자원을 구성하고 하나의 CSI-IM에서는 인접 기지국이 항상 신호를 전송하도록 하고 다른 하나의 CSI-IM에서는 인접 기지국이 항상 신호를 전송하지 않도록 하여 인접 기지국의 간섭량을 효과적으로 측정할 수 있다.
하기 표 5a는 CSI-RS 설정을 구성하는 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 필드를 나타낸 것이다. 이는 CSI 프로세스(CSI process) 내의 주기적 CSI-RS를 지원하기 위한 것이다.
[표 5a]
CSI 프로세스 내의 주기적 CSI-RS를 기반으로 채널 상태 보고를 하기 위한 설정은 표 5a와 같이 4가지로 분류할 수 있다. 첫 번째로, CSI-RS config은 CSI-RS RE의 주파수 및 시간 위치를 설정하기 위한 것이다. 여기서, 안테나 수 설정을 통해 해당 CSI-RS가 몇 개의 포트를 갖는지를 설정한다. Resource config은 RB내의 RE 위치를 설정하며, Subframe config은 서브프레임의 주기 및 오프셋을 설정한다. 하기 표 5b는 LTE에서 지원하는 Resource config과 Subframe config 설정을 위한 표이다.
[표 5b]
단말은 상기 표 5b를 통해 CSI-RS의 주파수 및 시간 위치 그리고 주기 및 오프셋을 확인하는 것이 가능하다. Qcl-CRS-info는 CoMP(Coordinated Multi Point)를 위한 의사 코-로케이션(quasi co-location; QCL) 정보를 설정하게 된다.
두 번째로 CSI-IM config은 간섭을 측정하기 위한 CSI-IM의 주파수 및 시간 위치를 설정하기 위한 것이다. CSI-IM은 항상 4개의 포트를 기준으로 설정되기 때문에 안테나 포트 수의 설정은 필요하지 않으며 Resource config과 Subframe config은 CSI-RS와 동일한 방식으로 설정된다.
세 번째로 CQI report config은 해당 CSI 프로세스를 이용하여 채널 상태 보고를 어떻게 할 것인지에 대하여 설정하기 위해 존재한다. 해당 설정 안에는 주기적 채널 상태 보고 설정과 비주기적 채널 상태 보고 설정, PMI(precoding matrix indicator)/RI(rank indicator) 보고 설정, 기준 RI CSI 프로세스(RI reference CSI process) 설정, 서브프레임 패턴 설정 등이 있다.
서브프레임 패턴은 단말이 수신하는 채널 및 간섭 측정에 있어 시간적으로 다른 특성을 갖는 채널 및 간섭 측정을 지원하기 위한 측정 서브프레임 서브셋(measurement subframe subset)을 설정하기 위한 것이다. 측정 서브프레임 서브셋은 eICIC(enhanced Inter-Cell Interference Coordination)에서 ABS(Almost Blank Subframe)와 ABS 가 아닌 일반 서브프레임의 다른 간섭 특성을 반영하여 추정하기 위하여 처음 도입되었다. 이 후 eIMTA(enhanced Interference Mitigation and Traffic Adaptation)에서 항상 DL로 동작하는 서브프레임과 DL에서 UL로 동적으로 전환될 수 있는 서브프레임 간의 다른 채널 특성을 측정하기 위하여 IMR 2개를 설정하여 측정할 수 있도록 하는 향상된 형태로 발전하였다.
하기 표 5c와 5d는 각각 eICIC 및 eIMTA 지원을 위한 측정 서브프레임 서브셋을 나타낸 것이다.
[표 5c]
[표 5d]
LTE에서 지원하는 eICIC 측정 서브프레임 서브셋은 csi-MeasSubframeSet1-r10와 csi-MeasSubframeSet2-r10를 이용하여 설정된다. 해당 필드가 참조하는 MeasSubframePattern-r10은 하기 표 5e와 같다.
[표 5e]
상기 필드에서 좌측의 MSB(most significant bit)부터 서브프레임 #0을 의미하며 1일 경우 해당 측정 서브프레임 서브셋에 포함되는 것을 나타낸다. 각각의 서브프레임 셋을 각각의 필드를 통해 설정하는 eICIC 측정 서브프레임 서브셋과 달리 eIMTA 측정 서브프레임 서브셋은 하나의 필드를 이용하여 0은 첫 번째 서브프레임 셋으로 지시하고 1은 두 번째 서브프레임 셋으로 지시하게 된다. 따라서, eICIC에서는 해당 서브프레임이 두 개의 서브프레임 셋에 포함되지 않을 수도 있지만, eIMTA 서브프레임 셋의 경우 항상 둘 중 하나의 서브프레임 셋에 포함되어야 한다는 차이가 있다.
이 외에도 네 번째로 단말이 채널 상태 보고를 생성하기 위해서 필요한 PDSCH와 CSI-RS RE 간의 전력비를 의미하는 PC 및 어떠한 코드북에 대해서 사용하도록 할 것인지를 설정하는 코드북 서브셋 제한(Codebook subset restriction) 등이 있다. PC와 코드북 서브셋 제한은 하기 표 5g의 P-C-AndCBSR 필드를 리스트 형태로 두 개 포함하는 p-C-AndCBSRList 필드(표 5f)에 의하여 설정되며 각각의 필드는 각각의 서브프레임 서브셋에 대한 설정을 의미한다.
[표 5f]
[표 5g]
상기 PC 는 하기 수학식 2와 같이 정의될 수 있으며, -8~15dB 사이의 값을 지정할 수 있다.
[수학식 2]
기지국은 채널 추정 정확도 향상 등 다양한 목적을 위하여 CSI-RS 전송 전력을 가변적으로 조정할 수 있으며 단말은 통보된 PC를 통하여 데이터 전송에 사용될 전송 전력이 채널 추정에 사용된 전송 전력 대비 얼마나 낮거나 또는 높을지 알 수 있다. 상기 이유에 의하여 단말은 기지국이 CSI-RS 전송 전력을 가변하더라도 정확한 CQI를 계산하여 기지국으로 보고하는 것이 가능하다.
코드북 서브셋 제한은 기지국의 CRS 또는 CSI-RS 포트 수에 따라 표준에 의해 지원되는 코드북의 코드포인트(codepoint)들에 대해서 기지국이 단말에게 보고하지 않도록 설정할 수 있게 하는 기능이다. 이러한 코드북 서브셋 제한은 하기 표 5h의 AntennaInfoDedicated에 포함된 codebookSubsetRestriction 필드에 의해서 설정 가능하다.
[표 5h]
상기 codebookSubsetRestriction 필드는 비트맵으로 구성되어 있으며, 비트맵의 크기는 해당 코드북의 코드포인트 수와 동일하다. 따라서 각각의 비트맵은 각각의 코드포인트를 나타내게 되며 해당 값이 1일 경우 단말은 해당 코드포인트를 기지국에게 PMI를 통해 보고할 수 있으며, 0일 경우 해당 코드포인트를 기지국에게 PMI로써 보고할 수 없다. 참고로 MSB가 높은 프리코더 인덱스(precoder index)를, LSB(least significant bit)가 낮은 프리코더 인덱스(예를 들어 0)를 나타낸다.
셀룰러 시스템에서 기지국은 하향링크 채널 상태를 측정하기 위하여 기준 신호를 단말로 전송해야 한다. LTE-A 시스템의 경우 단말은 기지국이 전송하는 CRS 또는 CSI-RS를 이용하여 기지국과 자신 사이의 채널 상태를 측정한다. 상기 채널 상태는 기본적으로 몇 가지 요소가 고려되어야 하며 여기에는 하향링크에서의 간섭량이 포함된다. 상기 하향링크에서의 간섭량은 인접 기지국에 속한 안테나에 의하여 발생되는 간섭 신호 및 열잡음 등을 포함하며, 상기 간섭량은 단말이 하향링크의 채널 상황을 판단하는데 중요하다. 일 예로 송신 안테나가 한 개인 기지국에서 수신 안테나가 한 개인 단말로 신호를 전송할 경우, 단말은 기지국에서 수신된 기준 신호를 이용하여 하향링크로 수신할 수 있는 심볼당 에너지 및 해당 심볼을 수신하는 구간에서 동시에 수신될 간섭량을 판단하고 Es/Io(간섭량 대 심볼당 에너지 비)를 결정해야 한다. 결정된 Es/Io는 데이터 전송 속도 또는 그에 상응하는 값으로 변환되고 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, CQI)의 형태로 기지국에 통보됨으로써 기지국이 하향링크에서 어떤 데이터 전송 속도로 단말에게 전송을 수행할지를 판단할 수 있게 한다.
LTE-A 시스템의 경우 단말은 하향링크의 채널 상태에 대한 정보를 기지국에게 피드백하여 기지국의 하향링크 스케줄링에 활용할 수 있도록 한다. 즉, 단말은 하향링크로 기지국이 전송하는 기준 신호를 측정하고 여기에서 추출한 정보를 LTE 및 LTE-A 표준에서 정의하는 형태로 기지국으로 피드백한다. LTE 및 LTE-A 시스템에서 단말이 피드백하는 정보로는 크게 다음의 세 가지가 있다.
- 랭크 지시자(Rank Indicator, RI): 단말이 현재의 채널상태에서 수신할 수 있는 공간 레이어(spatial layer)의 개수
- 프리코더 매트릭스 지시자(Precoder Matrix Indicator, PMI): 단말이 현재의 채널 상태에서 선호하는 프리코딩 행렬(precoding matrix)에 대한 지시자
- 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, CQI): 단말이 현재의 채널 상태에서 수신할 수 있는 최대 데이터 전송률 (data rate)로 CQI는 최대 데이터 전송률과 유사하게 활용될 수 있는 SINR, 최대의 오류정정 부호화율(code rate) 및 변조 방식, 주파수당 데이터 효율 등으로 대체될 수 있다.
상기 RI, PMI 및 CQI는 서로 연관되어 의미를 갖는다. 한 예로 LTE 및 LTE-A 시스템에서 지원하는 프리코딩 행렬은 랭크 별로 다르게 정의되어 있다. 때문에 RI가 1의 값을 가질 때 PMI 값과, RI가 2의 값을 가질 때 PMI 값은 그 값이 동일하더라도 다르게 해석된다. 또한 단말이 CQI를 결정할 때에도 자신이 기지국에 통보한 랭크의 값과 PMI 값이 기지국에서 적용되었다고 가정한다. 즉 단말이 RI_X, PMI_Y, CQI_Z를 기지국에 통보한 경우, 랭크가 RI_X이고 적용되는 프리코딩 행렬이 PMI_Y일 때, CQI_Z에 해당하는 데이터 전송률을 단말이 수신할 수 있다는 것을 의미한다. 이와 같이 단말은 CQI를 계산할 때에 기지국에 어떤 전송 방식을 수행할 지를 가정함으로써, 해당 전송 방식으로 실제 전송을 수행하였을 때 최적화된 성능을 얻을 수 있도록 한다.
LTE 및 LTE-A에서 단말의 주기적 피드백은 어떤 정보를 포함하느냐에 따라 다음의 네 가지 중 하나의 피드백 모드(feedback mode or reporting mode, 보고 모드와 혼용 가능하다)로 설정된다:
- Reporting mode 1-0(wideband CQI with no PMI): RI, 광대역(wideband, 이는 와이드밴드, 전대역과 혼용 가능하다) CQI (wCQI)
- Reporting mode 1-1(wideband CQI with single PMI): RI, wCQI, PMI
- Reporting mode 2-0(subband CQI with no PMI): RI, wCQI, 협대역(subband, 이는 서브밴드와 혼용 가능하다) CQI (sCQI)
- Reporting mode 2-1(subband CQI with single PMI): RI, wCQI, sCQI, PMI
상기 네 가지 피드백 모드에 대한 각 정보의 피드백 타이밍은 상위 신호(higher layer signal)로 전달되는 Npd, NOFFSET,CQI, MRI, 그리고 NOFFSET,RI 등의 값에 의해 결정된다. 피드백 모드 1-0에서 wCQI의 전송 주기는 Npd이며 NOFFSET,CQI의 서브프레임 오프셋 값을 가지고 피드백 타이밍이 결정된다. 또한 RI의 전송 주기는 Npd*MRI 이며 오프셋은 NOFFSET,CQI+NOFFSET,RI이다.
피드백 모드 1-1은 모드 1-0과 같은 피드백 타이밍을 가지지만 wCQI 전송 타이밍에서 wCQI와 PMI가 함께 전송된다는 차이점을 가진다.
피드백 모드 2-0에서 sCQI에 대한 피드백 주기는 Npd이며 오프셋 값은 NOFFSET,CQI이다. 그리고 wCQI에 대한 피드백 주기는 H*Npd 이며 오프셋 값은 sCQI의 오프셋 값과 같이 NOFFSET,CQI이다. 여기서 H=J*K+1 로 정의되는데 K는 상위신호로 전달되며 J는 시스템 대역폭(bandwidth)에 따라 결정되는 값이다.
예를 들어 10MHz 시스템에 대한 J값은 3으로 정의된다. 결국 wCQI는 H번의 sCQI 전송마다 한번씩 이에 대체하여 전송된다. 그리고 RI의 주기는 MRI*H*Npd이며 오프셋은 NOFFSET,CQI+NOFFSET,RI이다.
피드백 모드 2-1은 모드 2-0과 같은 피드백 타이밍을 가지지만 wCQI 전송 타이밍에서 PMI가 함께 전송된다는 차이점을 가진다.
상기 설명한 피드백 타이밍은 CSI-RS 안테나 포트 개수가 4개 이하인 경우이며 8개 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 할당받은 단말의 경우는 상기 피드백 타이밍과 달리 두 가지 PMI 정보가 피드백하여야 한다. 8개의 CSI-RS 안테나 포트에 대하여 피드백 모드 1-1은 다시 두 개의 서브모드(submode)로 나뉘며, 첫 번째 서브모드에서는 RI가 첫 번째 PMI 정보와 함께 전송되며 두 번째 PMI 정보는 wCQI와 함께 전송된다.
여기서 wCQI와 두 번째 PMI에 대한 피드백의 주기와 오프셋은 Npd 와 NOFFSET,CQI 로 정의되고 RI와 첫 번째 PMI 정보에 대한 피드백 주기와 오프셋 값은 각각 MRI*Npd 와 NOFFSET,CQI+NOFFSET,RI 로 정의된다. 여기서 첫 번째 PMI에 해당하는 프리코딩 행렬을 W1이라 하고 두 번째 PMI에 해당하는 프리코딩 행렬을 W2라고 하면 단말과 기지국은 단말이 선호하는 프리코딩 행렬이 W1W2로 결정되었다는 정보를 공유한다.
8개의 CSI-RS 안테나 포트에 대한 피드백 모드 2-1의 경우는 프리코딩 타입 지시자(precoding type indicator, PTI) 정보의 피드백이 추가된다. PTI는 RI와 함께 피드백 되고 그 주기는 MRI*H*Npd이며 오프셋은 NOFFSET,CQI+NOFFSET,RI 로 정의된다. PTI가 0인 경우에는 첫 번째 PMI, 두 번째 PMI, 그리고 wCQI가 모두 피드백되며 wCQI와 두 번째 PMI가 같은 타이밍에 함께 전송되고 그 주기는 Npd이고 오프셋은 NOFFSET,CQI로 주어진다.
또한 첫 번째 PMI의 주기는 H'*Npd 이며 오프셋은 NOFFSET,CQI이다. 여기서 H'은 상위신호로 전달된다. 반면에 PTI가 1인 경우에는 PTI가 RI와 함께 전송되고 wCQI와 두 번째 PMI가 함께 전송되며 sCQI가 추가로 별도의 타이밍에 피드백 된다. 이 경우에 첫 번째 PMI는 전송되지 않는다. PTI와 RI의 주기 및 오프셋은 PTI가 0인 경우와 같고 sCQI는 주기가 Npd 오프셋이 NOFFSET,CQI 로 정의된다. 또한 wCQI와 두 번째 PMI는 H*Npd 의 주기와 NOFFSET,CQI 의 오프셋을 가지고 피드백되며 H는 CSI-RS 안테나 포트 개수가 4인 경우와 같이 정의된다.
LTE 및 LTE-A 시스템에서는 상기 단말의 주기적 피드백뿐만 아니라 비주기적 피드백도 지원한다. 기지국이 특정 단말의 비주기적 피드백 정보를 얻고 싶을 때 기지국은 해당 단말의 상향링크 데이터 스케줄링을 위한 하향링크 제어 정보(downlink control information, DCI)에 포함된 비주기적 피드백 지시자를 특정 비주기적 피드백을 수행하도록 설정하여 해당 단말의 상향링크 데이터 스케줄링을 수행한다. 상기 해당 단말은 비주기적 피드백을 수행하도록 설정된 지시자를 n번째 서브프레임에서 수신하면 해당 단말은 n+k번째 서브프레임에서의 상향링크 데이터 전송에 비주기적 피드백 정보를 포함하여 상향링크 전송을 수행한다. 여기서 k는 3GPP LTE 릴리즈 11 표준에 정의된 파라미터로 주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplexing, FDD)에서는 4이며 시간 분할 듀플렉스(time division duplexing, TDD)에서는 하기 표 5i와 같이 정의된다.
[표 5i]
상기 비주기적 피드백이 설정된 경우에 피드백 정보는 주기적 피드백의 경우와 같이 RI, PMI, CQI를 포함하며 피드백 설정에 따라 RI와 PMI는 피드백 되지 않을 수도 있다. 그리고 CQI는 wCQI와 sCQI 모두를 포함할 수도 있고 wCQI 정보만을 포함할 수도 있다.
또한 LTE 및 LTE-A 시스템에서는 주기적 채널 상태 보고를 위하여 코드북 서브샘플링(codebook subsampling) 기능을 제공한다. LTE 및 LTE-A 시스템에서 상기 단말의 주기적 피드백은 PUCCH를 통하여 기지국으로 전송되게 되는데 PUCCH를 통하여 한번에 전송될 수 있는 정보량은 제한적이다. 그러므로 상기 RI, wCQI, sCQI, PMI1, wPMI2, sPMI2 등 다양한 피드백 객체들은 서브샘플링을 통하여 PUCCH 상으로 전송되거나 두 가지 이상의 피드백 정보들이 함께 부호화 되어(joint encoding) PUCCH 상으로 전송될 수 있다.
일례로 기지국에서 설정한 CSI-RS 포트가 8개일 때, PUCCH 피드백 모드 1-1의 서브모드 1에서 보고 되는 RI와 PMI1은 하기 표 5j와 같이 조인트 인코딩(joint encoding) 될 수 있다. 하기 표 5j에 기반하여 3 bits로 구성되는 RI와 4 bits로 구성되는 PMI1은 총 5 bits로 조인트 인코딩 된다. PUCCH 피드백 모드 1-1의 서브모드 2는 하기 표 5k과 같이 4 bit로 구성되는 PMI1과 또 다른 4 bit로 구성되는 PMI2를 총 4 bit로 조인트 인코딩한다. 서브모드 1과 비교하여 서브샘플링의 수준이 더 크기 때문에 (서브모드 1의 경우 4가지 경우에서 3가지 경우로, 서브모드 2의 경우 8가지 경우에서 -4가지 경우로 서브샘플링 된다) 더 많은 프리코딩 인덱스를 보고 할 수 없게 된다.
또 다른 일례로 기지국에서 설정한 CSI-RS 포트가 8개일 경우, PUCCH 피드백 모드 2-1에서 보고 되는 PMI2는 하기 표 5l와 같이 서브샘플링될 수 있다. 표 5l를 참고하면 PMI2는 연관되는 RI가 1일 때 4 bits로 보고된다. 그러나 연관되는 RI가 2 이상일 경우 두 번째 코드워드를 위한 CQI의 차이(differential CQI)가 추가로 함께 보고되어야 하므로 PMI2가 2 bits로 서브샘플링되어 보고되는 것을 알 수 있다. LTE 및 LTE-A에서는 상기 표 5i, 표 5k 및 표 5l를 포함하여 총 6가지의 주기적 피드백에 대한 서브샘플링 또는 조인트 인코딩을 적용하는 것이 가능하다.
[표 5j]
[표 5k]
[표 5l]
도 4b는 NR 시스템에서 각 서비스들이 시간 및 주파수 자원에서 다중화된 경우를 도시한 도면이다. 기지국은 단말에게 415과 같이 초기 채널 상태 정보를 확보하기 위하여 전 대역 또는 다수의 대역에 CSI-RS를 할당할 수 있다. 이러한 전 대역 또는 다수 대역의 CSI-RS는 많은 양의 기준 신호 오버헤드를 필요로 하기 때문에 시스템 성능을 최적화하는데 불리할 수 있지만, 사전에 확보한 정보가 없는 경우 이러한 전대역 또는 복수 대역의 CSI-RS 전송은 필수적일 수 있다. 이러한 전대역 또는 다수 대역의 CSI-RS 전송 이후 각각의 서비스는 서비스 별로 다른 요구사항(requirement)을 가지며 제공될 수 있으며, 이에 따라 필요한 채널 상태 정보의 정확도 및 업데이트 필요 역시 달라질 수 있다. 따라서 기지국은 이러한 초기 채널 상태 정보 확보 후에 기지국은 각 서비스 별 필요 발생에 따라 해당 대역에 서비스 별로 협대역(subband) CSI-RS(410, 420, 430, 440)를 트리거 할 수 있다. 상기 도 4b에서는 하나의 시점에 하나의 서비스 별로 CSI-RS를 전송하는 경우를 예시하였지만, 필요에 따라 복수개의 서비스를 위한 CSI-RS가 전송되는 것도 가능하다.
상기 표 5a과 5b에서 설명한 바와 같이 LTE 시스템에서는 주기적(periodic)인 CSI-RS 전송을 지원한다. 이러한 주기적 CSI-RS는 단말에게 주기적으로 자원을 측정할 수 있도록 하며, 이를 이용하여 주기적인 CSI 보고를 할 수 있도록 한다. 하지만, 이러한 주기적인 CSI-RS 전송은 기존의 LTE 및 향후 시스템의 단말을 위한 지원에 유리하지 못한 면이 있다. 예를 들어, 상기에서 설명한 LTE 시스템의 CSI-RS 패턴이 NR 시스템의 CSI-RS 패턴과 다를 경우 해당 자원을 레이트 매칭(rate matching) 해주기 위하여 ZP CSI-RS 자원이 추가로 소요될 수도 있다. 또한 NR 시스템에서 추후에 지원하는 CSI-RS의 형태가 기존의 CSI-RS와 다를 경우 기존 NR 단말과 추후의 NR 단말이 다른 CSI-RS 패턴을 각각 지원하여 사용하여야 하며, 이 경우 주기적인 CSI-RS는 오버헤드를 더욱 증가시킬 수 있다. 이를 고려하여 하기의 비주기적(aperiodic) CSI-RS 전송 방법들을 고려할 수 있다.
- 비주기적 CSI-RS 자원 설정 및 트리거 방법 1: 방법 1은 복수 개의 비주기적 CSI-RS 자원을 사전에 설정하고 설정된 자원의 일부를 트리거하는 방법이다.
- 비주기적 CSI-RS 자원 설정 및 트리거 방법 2: 방법 2는 복수 개의 비주기적 CSI-RS 자원을 사전에 설정하고 설정된 자원의 일부를 활성화하며, 활성화된 자원 중의 일부를 트리거하는 방법이다.
- 비주기적 CSI-RS 자원 설정 및 트리거 방법 3: 방법 3은 복수 개의 비주기적 CSI-RS 자원을 사전에 설정하고 활성화에 따라 해당 CSI-RS 자원에서 CSI-RS를 비활성화 될 때까지 주기적으로 전송하는 방법이다.
상기 비주기적 CSI-RS 설정 및 트리거 방법 1은 복수 개의 비주기적 CSI-RS 자원을 사전에 설정하고 설정된 자원의 일부를 트리거하는 방법이다. 이러한 방법은 복수 개의 자원이 항상 동적으로 설정되어야 하며, 모든 설정의 수가 지원되어야 하기 때문에 이에 따라 단말의 복잡도가 상대적으로 클 수 있다. 방법 2는 설정된 자원 중 일부만을 동적으로 전송하도록 지원하는 방법이다. 이러한 경우 전송 가능한 CSI-RS 자원의 수가 상대적으로 적어지기 때문에 단말 복잡도가 방법 1보다 줄어들게 되며 동적 CSI-RS 전송 또한 가능하다는 장점이 있다. 방법 3은 복수 개의 자원을 설정하여 그 들 전체 또는 일부를 SPS(semi-persistent scheduling, 반영속적 스케줄링) 개념을 이용하여 주기적으로 전송하는 것으로 상대적으로 단말의 하드웨어 변화 및 복잡도 증가가 방법 1과 2에 비하여 현저히 적을 수 있다는 장점이 있다.
상기 비주기적 CSI-RS 전송을 지원함에 있어 해당 활성 또는 비활성 동작과 트리거 동작은 DCI 또는 MAC CE(Control Element) 신호를 이용하여 전달 및 설정될 수 있다. 또한 상기의 방법을 지원함에 있어 복수 개의 CSI-RS 전송 방법을 지원하는 것이 함께 고려될 수 있다. 이 때 비주기적 CSI-RS 자원 설정 및 트리거 방법 3의 CSI-RS 전송은 비주기적 CSI-RS가 아닌 반영속적 (주기적) (semi-persistent (periodic)) CSI-RS로 불릴 수도 있다.
상기에서 언급한 CSI-RS 전송에 더하여 NR 시스템에서는 비주기적, 주기적, 반영속적 채널 상태 정보를 지원한다. 이 때 NR 시스템의 주기적 채널 상태 정보에서는 상기에서 언급한 피드백 모드 중 서브밴드 보고를 지원하지 않을 수 있다. 주기적 채널 상태 보고에서 사용하는 보고는 전송할 수 있는 보고의 양이 한정되어 있다. 따라서 상기에서 언급한 바와 같이 LTE 시스템에서는 대역폭 부분(bandwidth part) 중 일부의 서브밴드에 대해서 단말이 선택하여 채널 상태 정보를 보고할 수 있도록 하고 있다. 하지만 이러한 선택적인 서브 밴드에 대한 보고는 극히 제한적인 정보를 담고 있기 때문에 해당 정보의 효용성이 크지 않다. 따라서 이러한 보고를 지원하지 않음으로써 단말의 복잡도를 감소하고 해당 보고의 효율성을 높일 수 있다. 또한 서브밴드 보고를 지원하지 않기 때문에 NR 시스템의 주기적 채널 상태 정보 보고에서는 PMI를 보고하지 않거나 광대역 또는 부분적 밴드(partial band)에 해당하는 하나의 PMI 만을 전송할 수 있다.
NR 시스템의 비주기적 채널 상태 정보 보고에서는 하기와 같은 보고 모드를 지원한다.
- Reporting mode 1-2 (wideband CQI with multiple PMI): RI, 광대역 CQI (wCQI), 복수 개의 광대역 및 협대역 PMI
- Reporting mode 2-0 (subband CQI with no PMI): RI, wCQI, 단말이 선택한 대역의 협대역 CQI (sCQI)
- Reporting mode 2-2 (subband CQI with multiple PMIs): RI, wCQI, sCQI, 복수 개의 광대역 및 협대역 PMI
- Reporting mode 3-0 (subband CQI with no PMI): RI, wCQI, 전체 대역의 협대역 CQI (sCQI)
- Reporting mode 3-2 (subband CQI with multiple PMIs): RI, wCQI, 전체 대역의 협대역 CQI (sCQI), 복수 개의 광대역 및 협대역 PMI
상기 주기적 채널 상태 보고와 마찬가지로 보고 모드 2-0과 2-2는 단말의 대역폭 부분의 서브 밴드 중 하나를 선택하여 보고하는 형태로서, 해당 보고의 효율성이 낮아 NR 시스템에서는 지원되지 않을 수도 있다. 또한 상기 LTE 시스템에서의 주기적 채널 상태 보고에서는 해당 채널 상태 보고 모드 설정의 PMI/RI 보고 설정과 CQI 설정을 이용하여 보고 모드가 결정되었고, 비주기적 채널 상태 보고의 경우에는 직접적으로 채널 상태 보고 모드가 설정되었다. NR 시스템에서는 채널 상태 보고 설정가 각각 PMI/RI 보고 설정 및 CQI 보고 설정 등으로 제공될 수 있다.
하기 표 5m은 이러한 채널 상태 보고를 위한 CSI 보고 설정(CSI reporting setting), 기준 신호 설정(RS setting), CSI 측정 설정(CSI measurement setting)을 나타낸 것이다. 도 4c는 CSI 보고 설정, 기준 신호 설정 및 CSI 측정 설정의 관계를 도시한 도면이다.
[표 5m]
상기 표 5m의 기준 신호 설정, CSI 보고 설정, CSI 측정 설정은 하기와 같은 설정들을 포함할 수 있다.
- 기준신호 설정: 기준신호의 전송형태 (주기적, 비주기적, 반영속적), 기준신호의 전송 주기 및 오프셋
- 채널 상태 보고 설정(CSI 보고 설정): RI, PMI, CQI, BI(beam index) 또는 CRI(CSI-RS resource index) 등의 보고 여부(이는 개별 설정되거나 또는 결합되어 설정될 수 있다), 보고 방법(주기적, 비주기적, 반영속적, 비주기적 및 반영속적 보고는 하나의 파라미터로 설정될 수 있다.), 코드북 설정 정보, PMI 형태(전대역4광대역) 또는/및 부분대역(협대역)), 채널 상태 보고 형태(암시적(implicit) 또는/및 명시적(explicit) 또는 타입 I/타입 II), 채널 품질 보고 형태(CQI 또는/및 RSRP), 채널 상태 보고를 위한 자원 설정
- 채널 측정 설정(CSI 측정 설정): 어떠한 기준 신호 설정과 채널 상태 보고 설정을 사용하여 보고하는지에 대한 설정, 기준 신호 설정과 보고 시점의 연관 설정(예를 들어, 기준 신호가 n 서브프레임 또는 슬롯에서 전송될 경우 보고 시점은 D0-0, D1-0, D2-1, D3-2 와 D3-3과 같은 파라미터들을 이용하여 설정될 수 있으며, 보고 시점은 이에 따라 n+D0-0과 같이 정의될 수 있다.)
상기에서 설명한 각각의 설정들은 도 4c과 같이 복수개의 설정이 단말에게 설정될 수 있으며, CSI 측정 설정으로 통해 CSI 보고 설정과 RS 설정이 자유롭고 유연하게 연결되어 단말에게 지시될 수 있다.
NR 시스템에서는 하기와 같이 낮은 공간 해상도와 높은 공간 해상도를 갖는 두 가지 형태의 채널 상태 보고가 지원된다. 하기 표 5n은 이러한 두 가지 형태의 채널 상태 보고를 나타낸 것이다.
[표 5n]
상기와 같이 Type I 채널 상태 보고는 기존 LTE 시스템과 같이 코드북을 기반으로 하여 RI, PMI, CQI, CRI 등을 통해 기지국에게 채널 상태를 보고하는 것이다. 이에 반해 Type II 보고는 Type I 보고와 유사한 암시적(implicit) CSI에 더 많은 PMI 보고 오버헤드를 통해 더 높은 형태의 해상도를 제공할 수 있으며, 이러한 PMI 보고는 Type I 보고에 사용된 프리코더(precoder), 빔(beam), 코페이즈(Co-phase) 등의 선형 결합을 통해서 만들어질 수 있다. 또한 직접적인 채널 상태를 보고하기 위하여 기존과 다른 명시적(explicit) CSI 형태로 CSI를 보고할 수 있으며, 이의 대표적인 예로는 채널의 공분산 행렬(covariance matrix)을 보고 하는 방법이 있을 수 있다. 또한, 암시적인 정보와 명시적인 정보가 결합된 형태도 가능하다. 예를 들어, PMI로는 채널의 공분산 행렬을 보고하지만, 이에 더하여 CQI나 RI 등이 함께 보고될 수도 있다.
상기에서 언급한 바와 같이 Type II 채널 상태 보고는 높은 보고 오버헤드를 필요로 하게 된다. 따라서 이러한 보고는 보고 가능한 비트의 수가 많지 않은 주기적 채널 상태 보고에는 적합하지 않을 수 있다. 반면 비주기적 채널 상태 보고의 경우 해당 채널 상태 보고는 많은 오버헤드를 지원 가능한 PUSCH를 통해서 지원되기 때문에 이러한 높은 보고 오버헤드를 필요로 하는 Type II 보고는 오직 비주기적 채널 상태 보고에서만 지원될 수 있다.
이에 더하여 반영속적 채널 상태 보고에서는 Type II 보고가 지원될 수 있다. NR 시스템에서 반영속적 채널 상태 보고는 주기적 채널 상태 보고에 비하여 동적인 활성 및 비활성을 지원하기 때문에 상대적으로 높은 단말 복잡도를 요구하게 된다. 따라서 주기적 채널 상태 보고는 기존의 LTE 시스템과 비교하여 상대적으로 낮은 복잡도와 높은 커버리지를 갖는 PUCCH 포맷(format) 1, 2 및 3와 같은 전송 방법을 이용하여 보고하는 것이 바람직하다. 하기 표 5o는 LTE 시스템에서 PUCCH 포맷 3를 위한 자원 설정을 예시한 것이다.
[표 5o]
이에 반하여 반영속적 채널 상태 보고의 경우 높은 단말 복잡도를 갖는 단말이 지원할 수 있으며, 이러한 단말은 기존의 PUCCH 포맷 4나 5 기반의 전송을 통해 많은 양의 데이터 전송을 지원할 수 있다. PUCCH 포맷 4와 5는 TBCC(Tail-biting Convolutional Codes) 및 QPSK 변조를 이용하며, 포맷 5의 경우 직교 시퀀스를 통해 2개의 단말에게 나누어 전송된다. 따라서 1 RB 전송 시에 144 개의 RE에 부호율(coding rate) 1/3을 이용하여 전송하게 되므로 PUCCH 포맷 4와 5에 따르면 각각 최대 96 bit(1 RB 설정 기준)와 48 bit가 전송될 수 있다. 또한 포맷 4의 경우 복수 개의 RB를 설정할 수 있으므로 이에 따라 96 bit에 RB의 수를 곱한 수만큼의 bit가 전송될 수 있다. 하기 표 5p는 이러한 PUCCH 포맷 4와 5를 위한 자원 설정을 예시한 것이다.
[표 5p]
따라서 상기와 같이 주기적 채널 상태 보고와 비교하여 반영속적 채널 상태 보고는 상대적으로 많은 보고량의 채널 상태 보고를 지원 가능할 수 으며, 이에 따라 많은 양의 보고량을 필요로 하는 Type II 채널 상태 보고는 주기적 채널 상태 보고에서는 지원되지 않지만, 비주기적 및 반영속적 채널 상태 보고에서는 지원될 수 있다.
이에 더하여 주기적 채널 상태에서 지원되지 않는 서브밴드별 PMI 및 CQI 보고는 반영속적 및 비주기적 채널 상태 보고에서 지원될 수 있다. 상기에서 언급한 바와 같이 반영속적 채널 상태 보고와 비주기적 채널 상태 보고는 상대적으로 많은 양의 채널 상태 보고를 지원 가능하기 때문에, 가능한 많은 양의 채널 상태 보고를 기지국에 전달함으로써 채널 상태 보고의 효율성을 향상시키고 기지국의 서브밴드별 스케줄링 및 프리코딩에 필요한 정보를 제공하여 전체 시스템 성능을 향상 시킬 수 있다.
상기에서 언급한 바와 같이 주기적 채널 상태 보고의 경우 해당 보고 지원의 복잡도 및 자원 사용을 최소화하기 위하여 보고 복잡도 및 오버헤드를 최소화 하고, 반영속적 채널 상태 보고의 경우 해당 보고의 유연한 동작을 기반으로 하여 좀 더 복잡한 동작을 지원할 수 있다. 이를 위하여 주기적 채널 상태 보고에서는 짧은 주기를 갖는 PUCCH(short duration PUCCH, 이하 short PUCCH)를 사용하고 반영속적 채널 상태 보고에서는 긴 주기를 갖는 PUCCH(long duration PUCCH, 이하 long PUCCH)를 사용할 수 있다.
이 중 long PUCCH는 1개의 슬롯(slot) 내에서 최소 3개에서 최대 14개까지의 OFDM 심볼을 통해 전송될 수 있으며, 복수개의 슬롯을 결합(aggregation)하여 전송되는 것도 가능하다. 이러한 long PUCCH 의 첫 번째 목적은 많은 정보를 한 번에 전달하는 것이다. 이러한 많은 양의 정보를 전송하기 위하여 슬롯 내에서 최대 14개까지의 OFDM 심볼을 통해 전송될 수 있도록 함으로써 시간 축에서 많은 자원을 확보할 수 있으며, 이에 더하여 추가적인 슬롯을 결합하는 것도 가능하다. 이에 더하여 주파수 축에서 더 많은 PRB를 사용하여 전송함으로써 long PUCCH 전송에 더 많은 주파수 자원을 추가하는 것도 가능하다. 이러한 상대적으로 많은 시간 및 주파수 자원을 통하여 long PUCCH는 단말이 기지국에게 더 많은 정보를 한 번에 전송할 수 있도록 할 수 있다.
또 다른 long PUCCH 의 목적은 단말이 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI) 전송을 위해 필요한 커버리지를 확보할 수 있도록 하는 것이다. 기지국과 달리 단말은 구현 공간, 배터리 등의 이유로 기지국에 대비하여 상대적으로 낮은 전력으로 전송되게 된다. 또한 사전에 셀 플래닝(cell planning)을 통해 계획되는 하향링크와 달리 상향링크의 경우 사용자의 분포 및 사용에 따라 간섭 단말이 동적으로 달라질 수 있으며, 최악의 경우에는 인근에 다른 단말이 위치하여 신호 전송시 높은 간섭을 겪을 수 있다. 따라서 이러한 단말의 경우 낮은 SINR(Signal to Noise and Interference Ratio)을 경험하게 된다. 이러한 경우 주파수 자원의 추가 할당은 단말이 전송하는 신호의 비트당 에너지를 낮추게 되므로, 단말이 전송하는 신호의 커버리지 확보를 위하여 동일한 정보를 여러 시간 자원에 전송하여 비트당 에너지를 유지하면서도 신호의 전체 전송 전력을 높게 할 수 있다. 따라서 할당된 복수개의 시간 자원에 동일한 신호를 여러번 반복하여 전송하도록 함으로써 단말이 해당 상향링크 신호의 커버리지를 확보할 수 있도록 할 수 있다. 또한 long PUCCH는 낮은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 특성을 보이는 DFT-S OFDM 파형에 기반한 전송을 지원함으로써 단말의 상향링크 전송 효율을 높일 수 있다.
Long PUCCH와 비교하여 short PUCCH는 적은 수의 자원을 이용하여 적은 양의 정보를 효율적으로 전송할 수 있도록 한다. 이를 위하여 적은 수의 OFDM 심볼(예를 들어 하나 또는 두 개의 OFDM 심볼)에서 UCI를 전송할 수 있도록 하며, 효율적인 데이터 전송을 위해 CP-OFDM 파형을 기반으로 한다. 이러한 short PUCCH 전송은 CP-OFDM과 적은 수의 OFDM 심볼을 이용하여 효율적으로 수행될 수 있으나, 상향링크 채널 상태가 비교적으로 좋은 단말들의 경우 가능할 수 있으며 해당 단말이 셀 경계에 위치하고 있거나 인근에 상향링크 전송을 동시에 지원하는 단말이 위치하는 등의 이유에 의하여 상향링크 채널의 질이 충분히 좋지 못할 경우 해당 전송을 지원하지 못할 수 있다.
이러한 short PUCCH 구조 내에서도 해당 전송에 사용되는 OFDM 심볼 수에 따라 기준 신호와 전송 데이터간 다중화(multiplexing)에 다른 방법이 지원될 수 있다. 예를 들어 1심볼 기반 전송의 경우에는 데이터와 기준 신호간에 주파수 자원을 이용한 다중화가 고려될 수 있다. 2심볼 기반 전송에는 해당 자원 특성을 이용하여 데이터와 기준 신호간에 주파수 자원에 더하여 시간 자원을 이용한 다중화가 고려될 수 있다. 하기 표 5q과 표 5r은 short PUCCH 전송 OFDM 심볼 수에 따른 자원 다중화 옵션을 나타낸 것이다. 표 5q는 1 OFDM 심볼 기반 자원 다중화 옵션이며, 표 5r는 2 OFDM 심볼 기반 자원 다중화 옵션이다.
[표 5q]
[표 5r]
LTE 시스템의 채널 상태 보고에서는 표 5a에서 언급한 바와 같이 기지국이 단말에게 CSI 프로세스를 기반으로 기준 신호 및 보고 관련 설정을 상위 레이어 설정을 통하여 설정한다. 이를 기반으로 하여 주기적 채널 상태 보고의 경우에는 사전에 설정된 보고 시점 및 자원에서 채널 상태 정보를 보고하게 되며, 비주기적 채널 상태 보고의 경우에는 기지국이 하향링크 제어 신호를 통해 전달한 DCI에 있는 트리거(trigger)를 통해 사전에 설정된 설정 정보를 보고하게 된다.
상기에서 언급한 바와 같이 반영속적 채널 상태 보고의 경우 DCI를 통해 활성화를 지원할 경우 낮은 지연 속도를 통한 활성화 및 비활성화를 지원할 수 있지만, DCI의 경우 단말이 수신하지 못하거나 잘못 수신할 수 있는 우려가 있으므로 이에 따라 잘못된 시점 및 설정에 따라 채널 상태 정보를 보고할 수 있다는 단점이 있다. 또한, MAC CE를 통한 활성화의 경우 ARQ 지원에 따라 잘못 수신될 우려는 적지만, RRC 시그널링 등의 상위 레이어 시그널링과 비교하여 상대적으로 지연 속도 측면에서 크게 유리하지 않다는 단점이 있다. 따라서 이러한 DCI 기반의 활성 및 비활성과 MAC CE 기반의 활성 및 비활성의 단점을 보완하기 위하여 MAC CE와 DCI 기반의 활성 및 비활성을 조합하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 단말에게 표 5m의 채널 보고 설정, 기준 신호 설정, 채널 측정 설정 등을 K개(
) 상위 레이어를 통해 설정하고, 이를 MAC CE를 통해 설정된 K개의 보고 설정 중 N(
) 개를 기지국이 단말에게 활성화할 수 있는 후보 자원으로 설정하는 것이다.
도 5a는 이러한 MAC CE를 통한 후보 활성화와 이후에 이루어지는 DCI를 통한 실질적인 반영속적 채널 상태 보고의 활성화의 일례를 도시한 도면이다.
상기 도 5a에 나타낸 것과 같이 기지국은 MAC CE를 통해 보고 설정 중 일부(N개)를 활성화 후보 자원으로 설정한다(500). 이후 기지국이 전달한 DCI를 통해 해당 N개의 반영속적 보고 후보 자원 중 M(
) 개를 활성화하여 단말이 보고하도록 할 수 있다(510). 이 때 MAC CE를 통해 활성화된 이후 기지국이 단말에게 DCI를 통해 보고 후보 자원을 활성화(510) 및 비활성화(520)시키도록 허용될 때까지는 X 또는 Y 의 슬롯, 서브프레임, 미니슬롯 등이 필요할 수 있다(502, 532). 또한 상기에는 후보 설정의 활성화 및 비활성화 신호가 다른 것으로 나타내었지만, 해당 후보 설정의 활성화 및 비활성화 신호는 동일한 비트맵을 사용하여 이루어질 수 있다. 예를 들어 0일 경우 해당 후보의 비활성화를 나타내며 1일 경우 활성화를 나타낼 수 있다. 또한 이러한 반영속적 보고를 위한 후보 자원은 비주기적 채널 상태 보고의 후보 자원과 함께 사용될 수 있다.
또한 상기 MAC CE를 기반으로 한 후보 설정의 활성화 및 비활성화는 반영속적 CSI-RS에도 동일하게 적용될 수 있다.
상기에서 언급한 표 5n의 기준 신호 설정, 채널 상태 보고 설정, 채널 측정 설정을 이용하여 반영속적 채널 상태 보고 설정 및 활성화를 수행할 경우, 기준 신호 설정과 채널 상태 보고 설정의 경우 기지국이 상위 레이어를 통해 설정한 정보를 사용하고 채널 측정 설정은 기지국이 단말에게 DCI를 통해 전달할 수 있다. 이러한 경우 기지국은 유연한 채널 상태 보고 활성화 및 비활성화를 지원하는 반영속적 채널 상태 보고 설정에 측정 설정을 유연하게 변경시킬 수 있기 때문에 보고 자원을 더욱 효율적으로 운영할 수 있게 된다.
상기에서 언급한 바와 같이 비주기적 채널 상태 보고와 반영속적 채널 상태 보고는 Type II 채널 상태 보고, 서브밴드에 대한 채널 상태 보고 등의 많은 특성을 공유한다. 따라서 비주기적 채널 상태 보고를 위한 트리거와 반영속적 채널 상태 보고의 활성화를 위한 하향링크 제어 신호를 각각 제공할 경우 이를 위한 다른 DCI 포맷 지원, 트리거 및 활성화를 위한 정보량, 상향링크 전송을 위한 시간 및 주파수 자원 등 다양한 오버헤드가 필요하게 된다. 따라서 비주기적 채널 상태 보고의 트리거와 반영속적 채널 상태 보고 활성화를 위한 비트를 공유함으로써(즉 비주기적 채널 상태 보고 트리거와 반영속적 채널 상태 보고 활성화를 같은 정보로 수행함으로써) 이러한 DCI 포맷, 정보량 및 시간 및 주파수 자원의 사용을 최소화하여 효율적으로 운용할 수 있다. 예를 들어 LTE 시스템에서는 CSI 프로세스나 셀들에 대하여 각각 1 또는 0의 비트를 통해 해당 CSI 프로세스 또는 셀이 비주기적 채널 상태 보고를 위해 트리거 되었는지 여부를 전달한다. NR 시스템에서도 역시 상기에서 언급한 CSI 측정 설정이나 NR 시스템에서 지원하는 CSI 프로세스에 대해 비주기적 또는 반영속적 채널 상태 보고에 대해서 트리거 또는 활성화를 지원하기 위하여 상기와 같은 정보가 사용될 수 있다. 또한 X와 Y는 같은 기간을 요구할 수 있다.
상기 자원 할당에서 DCI를 이용한 보고 형태 지시가 지원될 수 있다. 예를 들어 0의 경우 비주기적 채널 상태 보고, 1의 경우 반영속적 채널 상태 보고를 지시할 수 있다. 이러한 경우 기지국이 채널 상태 측정 정보와 함께 0을 지시한 경우 단말은 이를 비주기적 채널 상태 보고의 트리거로 판단하고 하나의 시간 자원에만 채널 상태 정보를 보고하고, 1을 함께 지시한 경우 단말은 이를 반영속적 채널 상태 보고의 활성화 또는 비활성화로 보고 복수개의 시간 자원에서 채널 상태 정보를 보고할 수 있다.
상기에서 언급한 반영속적 채널 상태 보고의 자원 할당 방법은 하기와 같은 방법이 가능하다.
- 반영속적 채널 상태 보고의 자원 할당 방법 1: 상위 레이어를 통해 반영속적 채널 상태 보고를 위한 자원을 설정하는 방법이다.
- 반영속적 채널 상태 보고의 자원 할당 방법 2: DCI 또는 MAC CE를 통해 반영속적 채널 상태 보고를 위한 자원을 동적으로 설정하는 방법이다.
상기 반영속적 채널 상태 보고의 자원 할당 방법 1은 상위 레이어를 통해 설정하는 방법이다. 반영속적 채널 상태 보고를 위해 표 5o의 PUCCH 자원 설정(0~1184)과 같이 사전에 상위 레이어의 채널 보고 설정이 설정될 수 있다. 상기에서 언급한 비주기적 채널 상태 보고와 반영속적 채널 상태 보고가 하나의 DCI를 기반으로 트리거 또는 활성화 및 비활성화될 때, 반영속적 채널 상태 보고가 이러한 자원 할당 방법 1을 사용하고 비주기적 채널 상태 보고의 자원 할당이 DCI 또는 MAC CE를 통해 전달될 경우 DCI 또는 MAC CE를 이용해 전달되는 자원 할당 정보는 단말에게 필요하지 않을 수 있다. 따라서 이러한 경우 해당 자원 할당 비트를 비주기적 채널 상태 보고와 반영속적 채널 상태 보고를 구분하기 위한 방법으로 사용할 수 있다. 예를 들어 해당 자원 할당 정보가 어떠한 자원도 할당하지 않는 경우는 비주기적 채널 상태 보고는 지원될 수 없다. 따라서 어떠한 자원 할당도 되지 않는 경우(예를 들어 모든 자원 할당 정보의 비트가 0) 이러한 정보가 단말에게 지시될 경우 단말은 해당 지시가 반영속적 채널 상태 보고를 위한 트리거라고 판단하여 사용하는 것이다.
또 다른 방법으로는 도 5b에 따라 위의 상황에서 기지국이 DCI를 통해 반영속적 채널 상태 보고 트리거를 독립적인 지시 비트를 통해 지시(540)한 경우 첫 반영속적 채널 상태 보고의 첫 전송 시점 또는 해당 DCI에 의한 비주기적 채널 상태 보고 시점에 단말은 자원 할당 정보 비트를 기반으로 하여 비주기적 채널 상태 보고를 보고하고(545), 나머지 반영속적 채널 상태 보고의 보고 시점에는 사전에 상위 레이어를 통해 설정된 자원에 반영속적 채널 상태 보고를 수행할 수 있다(550).
도 5b는 이러한 반영속적 채널 상태 보고시 첫 번째 보고에서 비주기적 채널 상태를 보고하는 단말 동작의 일례를 도시한 도면이다. 이러한 비주기적 채널 상태 보고는 해당 단말이 해당 반영속적 채널 상태 보고 활성화 또는 비활성화 신호를 제대로 수신하였는지를 기지국이 확인하도록 하여 DCI를 통한 지시의 신뢰성을 확보할 수 있도록 한다.
이 때 기지국의 비주기적 채널 상태 보고를 위한 자원 할당은 하기 자원 할당 방법 2에 언급된 방법을 이용할 수 있다.
자원 할당 방법 2는 DCI 또는 MAC CE를 통해 설정하는 것으로, 단말에게 해당 보고 설정 자원을 전달하는 방법이다. 이 때 이러한 자원 전송 단위 정의 방법은 하기와 같은 방법들이 가능하다.
- 반영속적 채널 상태 보고 자원 할당 단위 정의 방법 1: 특정 RBG에 보고 자원을 할당 및 상기 특정 RBG에서 채널 상태 정보를 전송하는 방법이다.
- 반영속적 채널 상태 보고 자원 할당 단위 정의 방법 2: 특정 불연속 RB에 보고 자원을 할당 및 상기 특정 RBG에서 채널 상태 정보를 전송하는 방법이다.
- 반영속적 채널 상태 보고 자원 할당 단위 정의 방법 3: 특정 연속 RB에 보고 자원을 할당 및 상기 특정 RBG에서 채널 상태 정보를 전송하는 방법이다.
자원 할당 단위 정의 방법 1는 반영속적 채널 상태 보고를 특정 RBG에 할당 및 전송하는 방법이다. 채널 상태 보고에서 RBG의 크기는 해당 시스템이 지원하는 시스템 대역에 따라 달라진다.
상기 자원 할당 방법을 통한 반영속적 채널 상태 보고 자원이 할당될 때 해당 자원 할당을 위한 지시는 반영속적 채널 상태 보고와 비주기적 채널 상태 보고가 공통적으로 사용할 수 있다. 따라서 상기에서 언급하였듯이 동일 DCI를 통해 기지국이 단말에게 자원 할당을 위한 지시를 전송할 경우, 단말은 해당 지시가 비주기적 채널 상태 보고를 위한 트리거인지 반영속적 채널 상태 보고를 위한 활성화 또는 비활성화 인지를 확인하고 해당 지시에 따라 주어진 자원 할당이 비주기적 채널 상태 보고에 쓰일 것인지 아니면 반영속적 채널 상태 보고에 쓰일 것인지를 확인할 수 있다.
또한 상기 자원 할당을 위한 지시가 반영속적 CSI-RS 전송과 비주기적 CSI-RS 전송에 이용될 때에도 본 발명의 요지는 동일하게 적용될 수 있다. 다시 말해 반영속적 CSI-RS와 비주기적 CSI-RS가 동일 DCI를 통해 활성화/비활성화 또는 전송되고 해당 트리거가 반영속적 CSI-RS인지 비주기적 CSI-RS인지가 DCI를 통해 지시될 수 있다.
또 다른 방법으로는 상기에서 언급한 상위 레이어를 이용한 할당과 동적 할당을 결합한 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어 자원 할당 방법 1을 통해 상위 레이어로 복수 개의 반영속적 채널 상태 보고를 위한 자원을 할당하고 이를 DCI 또는 MAC CE를 통해 동적으로 선택하는 방법이다. 이러한 방법은 독립적인 DCI 또는 MAC CE 필드를 이용해 지원될 수 있으며, 또 다른 방법으로 기지국이 단말에게 1비트를 이용하여 반영속적 채널 상태 보고를 지원하는 것으로 지시할 경우 비주기적 채널 상태 보고를 위한 자원 할당 필드를 해당 자원 선택을 위한 필드로 다르게 해석하여 사용할 수 있다.
상기에서 언급한 바와 같이 비주기적 채널 상태 보고와 반영속적 채널 상태 보고 모두 복수 개의 서브밴드 보고를 지원할 수 있다. 기존 LTE 시스템의 주기적 채널 상태 보고에서는 상기에서 언급한 바와 같이 보고 시점간에 의존성(inter-subframe dependency)을 갖는다. 하지만, 이런 경우는 하나의 정보가 제대로 복호되지 않았을 때 다른 정보가 모두 복호되지 못한다는 단점이 있다. 예를 들어 RI가 제대로 복호되지 않았을 경우 해당 RI 보고에 연결된 모든 PMI 및 CQI 정보가 올바르게 복호될 수 없다. 따라서 NR 시스템에서는 이러한 의존성을 줄이는 것이 요구된다. 하지만 서브밴드 보고의 경우 보고량이 증가하게 되고 이를 위해 보고 시점을 나누어 보고를 수행할 경우 보고 시점이 증가하여 보고 시점간의 의존성 또한 증가하게 된다. 이러한 경우에는 상위 시점의 보고가 올바로 이루어지지 않을 경우 하위 보고들이 모두 그 유효성을 상실하게 된다. 또한 비면허 대역이 주기적 채널 상태 보고를 위한 시점을 항상 보장할 수 없음을 가정하면 이러한 위험은 더 커지게 된다. 이를 위해 비주기적 채널 상태 보고와 달리 반영속적 채널 상태 보고에서 해당 보고의 정보 전송량을 줄이기 위하여 다음의 방법을 생각할 수 있다.
- 반영속적 채널 상태 보고의 서브밴드 정보량 감소 방법 1: 상대적으로 더 큰 크기의 서브밴드를 사용하는 방법이다.
- 반영속적 채널 상태 보고의 서브밴드 정보량 감소 방법 2: 해당 자원 할당에서 허용하는 크기 및 보고 시점에 보고하여야 할 보고 정보량에 따라 다른 크기의 서브 밴드 크기를 사용하는 방법이다.
반영속적 채널 상태 보고의 서브밴드 정보량 감소 방법 1은 상대적으로 더 큰 크기의 서브밴드를 사용하는 것이다. 예를 들어 LTE 시스템에서는 시스템 대역폭에 따라 1, 2, 3 또는 4 PRB의 서브밴드 크기를 사용한다. 이 때 반영속적 채널 상태 보고를 위해서는 2, 4, 6 또는 8 PRB의 서브밴드 크기를 지원할 경우 서브밴드를 위한 채널 상태 정보 보고량을 반으로 감소시킬 수 있다.
반영속적 채널 상태 보고의 서브밴드 정보량 감소 방법 2는 해당 자원 할당에서 허용하는 크기 및 보고 시점에 보고하여야 할 보고 정보량에 따라 다른 크기의 서브 밴드 크기를 사용하는 방법이다. 하기 표 5s은 LTE 시스템의 PUCCH 포맷 4 와 5의 자원 설정을 예시한 표이다.
[표 5s]
PUCCH 포맷 4와 5는 각각 최대 96 bit(1 RB 설정 기준)와 48 bit가 전송될 수 있으며, 포맷 4의 경우 복수 개의 RB를 설정할 수 있으므로 이에 따라 96 bit에 RB 수를 곱한 수 만큼의 bit를 전송할 수 있다. 따라서 이러한 최대 전송량을 계산하여 단말은 전송 가능 서브 밴드 정보를 계산할 수 있다. 이 때 상기 계산은 다중 셀, 다중 CSI 프로세스 또는 다중 CSI 측정 집합 트리거, Type II CSI 동시 전송 여부 등 다양한 측면을 고려하여 계산될 수 있다. 예를 들어, 하나의 서브 밴드 채널 상태 보고에 20 비트가 필요하고, 전체 반영속적 채널 상태 보고에 허용 가능한 공간이 40 비트 남은 경우 서브 밴드 크기를 전체 시스템 대역 또는 단말에게 할당된 전체 대역의 반으로 설정하여 두 개의 서브밴드 정보를 생성한 후 상기 서브밴드 채널 상태 정보를 기지국에게 보고할 수 있다.
상기에서 언급한 바와 같이 반영속적 채널 상태 보고에서는 Type I과 Type II 채널 상태 정보를 모두 지원할 수 있다. 이 때 하나의 측정 설정 또는 CSI 프로세스에서 Type I과 Type II 채널 상태 정보를 보고 시점을 달리하여 동시에 지원하도록 설정할 수 있다. 하기 도 5c는 이러한 Type I과 Type II 채널 보고가 동시에 지원되는 일례를 도시한 도면이다.
상기에서 언급한 바와 같이 Type II 채널 상태 보고는 많은 양의 정보를 필요로 한다. 따라서 Type I 정보와 함께 보고되기 어려울 수 있다. 이러한 경우와 하기와 같은 방법을 통해 해당 채널 상태 정보를 보고할 수 있다.
- Type I과 Type II 채널 상태 보고 충돌시 보고 방법 1: Type II 정보를 우선하여 전송할 수 있다.
- Type I과 Type II 채널 상태 보고 충돌시 보고 방법 2: 기지국이 상위 레이어를 통해 설정한 정보를 선택하여 전송할 수 있다.
Type I과 Type II 채널 상태 보고 충돌시 보고 방법 1은 Type II 정보를 우선해서 전송하는 것이다. Type II 정보는 상기에서 언급한 바와 같이 더 많은 정보를 제공하며 해당 정보 생성에 필요한 기준 신호, 단말 복잡도 및 보고 오버헤드가 크기 때문에 긴 주기마다 생성 또는 트리거 되게 된다. 반면 Type I 정보는 상대적으로 낮은 기준 신호 오버헤드 및 단말 복잡도 그리고 낮은 보고 오버헤드를 필요로 하므로 상대적으로 자주 생성 및 보고되게 된다. 따라서 Type II 정보가 더 중요한 정보이기 때문에 기지국은 단말이 Type II 채널 상태 정보를 우선하여 보내는 것이 유리하다. 이러한 방법은 LTE 시스템에서도 동일하게 적용될 수 있다. LTE 시스템에서는 기존의 코드북과 대비하여 하기와 같은 선형 결합을 통한 향상된 채널 상태 보고를 지원한다.
프리코더는 아래 수학식에 의해 정규화(normalization)된다.
L=2는 빔의 수
는 오버샘플링된 그리드에서 온 2D DFT 빔(2D DFT beam from oversampled grid)
는 빔 i를 위한 빔 전력 스케일링 지수(beam power scaling factor)
는 빔 i와 편파(polarization) r과 레이어 l을 위한 빔 결합 지수(beam combining coefficient)
이 때 W1 빔 선택은 아래와 같다.
또한 이 때 W1 빔 전력은 아래와 같이 결정된다.
Second beam power는 2비트로 양자화된다.
또한 이 때 W2는 아래와 같이 결정된다.
N1 = N2 = 4일 때, W1 오버헤드는 아래와 같다.
Relative power of weaker beam: 2bits
또한 각 랭크에 따른 W1과 W2의 비트 수는 다음과 같다.
[표 5t]
Type I과 Type II 채널 상태 보고 충돌시 보고 방법 2는 기지국이 상위 레이어를 통해 설정한 정보를 선택하여 전송하는 방법이다. 기지국은 단말에게 상위 레이어를 통해 보고 우선 순위를 직접적으로 설정할 수 있다. 따라서 해당 측정 설정에 설정된 순위를 통해 단말은 충돌시 보고 우선 순위를 판단하고 결정하게 된다. 이러한 방법은 동일 채널 상태 보고(Type I와 Type I)에도 사용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 제안 방법이 하향링크 채널의 상태 보고에 대해서 설명하는 것을 나타내었지만 본 발명의 제안 방법은 상향링크 채널의 상태 보고나 사이드링크 채널의 상태 보고에도 동일하게 적용될 수 있다.
상기에서 언급한 본 발명의 제안 방법은 반영속적 채널 상태 보고와 비주기적 채널 상태 보고에 대해서 언급하였지만, 본 발명의 제안은 반영속적 CSI-RS와 비주기적 CSI-RS에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
단말이 데이터를 수신함에 있어 채널 추정을 위해 필요로 하는 기준 신호는 일정한 주파수 및 시간 간격을 두고 전송되게 된다.
도 5d는 이러한 기준 신호의 시간 및 주파수 간격의 일례를 도시한 도면이다.
상기 도 5d에서 도시한 기준 신호의 시간 및 주파수 간격은 서브캐리어 간격(sub-carrier spacing)에 따라 달라질 수 있다. 이는 서브캐리어 간격에 따라 해당 채널에서 발생하는 최대 지연 확산(maximum delay spread)와 최대 도플러 확산(maximum Doppler spread)에 따라 달라지게 된다. 하기 수학식 3과 4는 이러한 최대 지연 확산과 최대 도플러 확산을 고려한 기준 신호의 시간 및 주파수 간격을 나타낸 것이다.
[수학식 3]
[수학식 4]
이 때 v
max는 최대 도플러 확산이며, T
symbol은 OFDM 심볼 길이(OFDM symbol duration),
는 서브캐리어 간격,
는 최대 지연 확산이다. 이 때 NR 시스템에서는
뿐 아니라 T
symbol 역시 서브캐리어 간격의 변화에 따라 반비례하여 변하게 된다. 따라서 이러한 서브캐리어 간격 또는 뉴머롤로지(numerology)에 따라 기지국이 단말에게 데이터를 전송하는 효율이 달라지게 된다.
데이터를 동일한 대역에서 전송할 때에도 서브캐리어 간격에 따라 시스템 성능이 변화할 수 있으므로, 시스템 성능 변화에 대처하기 위하여 단말이 기지국에게 보고하는 채널 상태 보고에 이러한 서브캐리어 간격 또는 뉴머롤로지를 반영하여 보고하도록 할 수 있다. 단말이 기지국에게 보고하는 채널 상태 보고에 이러한 서브캐리어 간격 또는 뉴머롤로지를 반영함으로써 단말은 기지국에게 정확한 채널 상태, CQI 등을 보고할 수 있으며 기지국은 이를 기반으로 데이터의 손실을 최소화 하고 시스템의 성능을 극대화할 수 있다. 이러한 서브캐리어 간격 또는 뉴머롤로지를 반영하여 보고하도록 하기 위하여 기지국은 단말에게 하기와 같은 방법을 이용하여 설정할 수 있다.
- 채널 상태 보고를 위한 서브캐리어 간격 설정 방법 1: 직접적인 방법을 이용하여 채널 상태 보고를 위한 서브 캐리어 간격을 설정한다.
- 채널 상태 보고를 위한 서브캐리어 간격 설정 방법 2: 간접적인 방법을 이용하여 채널 상태 보고를 위한 서브 캐리어 간격을 설정한다.
채널 상태 보고를 위한 서브캐리어 간격 설정 방법 1은 직접적인 방법을 이용하여 채널 상태 보고를 위한 서브 캐리어 간격을 설정하는 방법이다. 이러한 방법은 기지국이 단말에게 직접적으로 채널 상태 보고시에 필요한 서브캐리어 간격을 설정함으로써, 해당 단말이 데이터 전송을 위한 서브캐리어 간격을 파악하고 데이터를 수신할 수 있도록 하는 방법이다. 이를 위하여 기지국은 단말에게 RRC 시그널링, MAC CE, DCI 등을 이용하여 이를 설정하거나 전달할 수 있다. 이 때MAC CE나 DCI를 이용하는 경우 사전에 RRC 시그널링으로 설정된 후보 서브캐리어 간격 중 일부를 MAC CE 또는 DCI를 통하여 지정할 수 있으며, RRC 설정된 후보 서브캐리어 간격 중 MAC CE를 통해 일부를 DCI 지시를 위한 후보로 재선택하고, DCI를 통해 최종 선택하는 방법 역시 가능하다.
채널 상태 보고를 위한 서브캐리어 간격 설정 방법 2는 간접적인 방법을 이용하여 채널 상태 보고를 위한 서브 캐리어 간격을 설정하는 방법이다. 채널 상태 보고를 위한 서브 캐리어 간격 설정을 위하여 기지국이 간접적으로 서브 캐리어 간격을 설정할 수 있도록 할 수 있다. 일례로 단말은 기지국이 설정한 참조 뉴머롤로지(reference numerology)를 통하여 채널 상태 보고를 위한 서브 캐리어 간격을 파악할 수 있다. 예를 들어 참조 뉴머롤로지가 15kHz인 경우 단말은 채널 상태 보고를 위한 뉴머롤로지 역시 15kHz로 인지하는 방법이다. 또 다른 일례로 CSI-RS의 서브캐리어 간격 또는 뉴머롤로지를 따르는 것도 가능한 방법이다. 단말에게 채널 상태 보고를 위해 전송 또는 설정되는 CSI-RS 전송을 위해 설정된 뉴머롤로지에 따라서 단말은 채널 상태 보고를 위한 서브캐리어 간격 또는 뉴머롤로지를 파악할 수 있다. 또 다른 일례로 가장 최근에 단말에게 전송된 데이터 전송의 뉴머롤로지를 사용할 수 있다. NR 시스템에서는 일반적인 데이터와 높은 이동성 및 URLLC 전송을 위해 전송되는 데이터가 다른 뉴머롤로지를 가질 수 있다. 이 경우 가장 최근에 전송된 데이터 전송 뉴머롤로지에 따라 채널 상태 보고를 하도록 할 수 있다.
도 5e는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
도 5e를 참조하면 단말은 555 단계에서 CSI-RS 및 채널 상태 보고 구성에 대한 설정 정보를 수신한다. 또한, 단말은 수신된 설정 정보를 기초로 각 NP(non-precoded) CSI-RS에 대한 포트의 개수, 차원별 안테나의 수인 N1과 N2, 차원별 오버샘플링 지수(oversampling factor)인 O1, O2, 다수 개의 CSI-RS를 전송하기 위한 하나의 subframe config 및 위치를 설정하기 위한 복수 개의 resource config, 코드북 서브셋 제한 관련 정보, CSI 보고 관련 정보, CSI 프로세스 인덱스(CSI process index), 그리고 전송 전력 정보(PC) 중에서 적어도 하나를 확인할 수 있다. 이후 단말은 560 단계에서 CSI-RS 위치를 기반으로 하는 하나의 피드백 설정(feedback configuration) 정보를 수신한다. 해당 정보에는 PMI 및/또는 CQI 주기 및 오프셋, RI 주기 및 오프셋, CRI 주기 및 오프셋, 광대역 또는 협대역 여부, 서브모드 등이 설정될 수 있다. 단말은 565 단계에서 해당 정보를 기반으로 CSI-RS를 수신하면 이를 기반으로 하여 기지국 안테나와 단말의 수신 안테나 사이의 채널을 추정한다. 단말은 570 단계에서, 상기 추정한 채널을 기반으로 수신한 피드백 설정을 이용하여 피드백 정보 랭크(rank), PMI 및 CQI 를 생성하며, 이를 기반으로 최적의 CRI를 선택할 수 있다. 이후 단말은 575 단계에서 기지국의 피드백 설정 또는 비주기적 채널 상태 보고 트리거에 따라 정해진 피드백 타이밍에 상기 피드백 정보들을 기지국으로 전송하여, 채널 피드백 생성 및 보고 과정을 마친다.
도 6a는 두 단말 (601a, 605a)간에 일대일 통신, 즉 유니캐스트 (unicast) 통신이 사이드링크를 통해 이루어지는 일례를 도시한 도면이다.
도 6a에서는 제1 단말(601a)로부터 제2 단말(605a)로 신호가 전송되는 일례를 도시하였으며, 신호 전송의 방향은 반대가 될 수 있다. 즉 제2 단말(605a)에서부터 제1 단말(601a)로 신호가 전송될 수 있을 것이다. 상기 제1 단말 및 제2 단말 (601a, 605a)을 제외한 다른 단말(607a, 609a)은 제1 단말 및 제2 단말(601a, 605a)간의 유니캐스트를 통해 교환되는 신호를 수신할 수 없게 된다. 상기 제1 단말 및 제2 단말(601a, 605a)간에 유니캐스트를 통한 신호의 교환은 제1 단말 및 제2 단말(601a, 605a) 사이에 약속된 자원에서 매핑되거나, 서로 약속된 값을 이용한 스크램블링, 제어정보 매핑, 서로 설정된 값을 이용한 데이터 전송, 서로 고유 ID 값을 확인하는 과정 등으로 이루어질 수 있다. 상기 단말은 차량과 같이 이동하는 단말일 수 있다. 상기 유니캐스트를 위해 별도의 제어 정보, 물리 제어 채널, 데이터의 전송이 수행될 수 있다.
도 6b는 하나의 단말 (601b)이 복수의 단말들 (603b, 605b, 607b, 609b)에게 공통의 데이터를 사이드링크를 통해 전송하는 그룹캐스트 (groupcast, 610b) 통신의 일례를 도시한 도면이다.
도 6b에서는 제1 단말(601b)이 그룹내의 다른 단말 (603b, 605b, 607b, 609b)들에게 신호를 전송하는 일례이며, 그룹에 포함되지 않은 다른 단말들 (611b, 613b)은 그룹캐스트를 위해 전송되는 신호들을 수신할 수 없을 수 있다.
상기 그룹캐스트를 위해 신호를 전송하는 단말은 그룹내의 다른 단말이 될 수 있으며, 신호 전송을 위한 자원 할당은 기지국이 제공하거나, 혹은 그룹내의 리더 역할을 하는 단말이 제공하거나, 혹은 신호를 전송하는 단말이 스스로 선택할 수 있다. 상기 단말은 차량과 같이 이동하는 단말일 수 있다. 상기 그룹캐스팅을 위해 별도의 제어 정보, 물리 제어 채널, 데이터의 전송이 수행될 수 있다.
도 6c는 그룹캐스팅으로 공통의 데이터를 전송 받은 단말들 (603c, 605c, 607c, 609c)이 데이터 수신 성공 또는 실패와 관련된 정보를 데이터를 전송한 단말 (601c)에게 송신하는 과정을 도시한 도면이다. 상기 정보는 HARQ-ACK 피드백과 같은 정보일 수 있다 (611c). 또한 상기 단말들은 LTE 기반의 사이드링크 또는 NR 기반의 사이드링크 기능을 가진 단말일 수 있다. 만약 LTE 기반의 사이드링크 기능만 가진 단말은 NR 기반의 사이드링크 신호 및 물리채널의 송수신이 불가능할 것이다. 본 발명에서는 사이드링크는 PC5 또는 V2X 또는 D2D와 혼용하여 사용될 수 있다. 상기 도 5 및 도 6에서는 그룹캐스팅에 따른 송수신의 일례를 설명하였지만, 이는 단말과 단말 사이의 유니캐스트 신호 송수신에도 적용될 수 있다.
도 7은 NR 시스템의 동기화 신호 (synchronization signal) 및 물리방송채널 (physical broadcast channel; PBCH)가 주파수 및 시간 영역에서의 매핑된 모습을 도시한 도면이다.
주동기화신호 (primary synchronization signal; PSS, 701)과 보조동기화신호(secondary synchronization signal; SSS, 703), 그리고 PBCH가 4 OFDM 심볼에 걸쳐 매핑되며, PSS(701)와 SSS(703)는 12 RB들에 매핑되고, PBCH(705)는 20 RB들에 매핑된다. 부반송파간격(subcarrier spacing; SCS)에 따라 20 RB들의 주파수 대역이 어떻게 변하는지 도 7의 표에서 나타나있다. 상기의 PSS(701), SSS(703), PBCH(705)가 전송되는 자원 영역을 SS/PBCH block (SS/PBCH 블록)이라고 부를 수 있다. 또한, 상기 SS/PBCH 블록은 SSB 블록이라 칭할 수 있다.
도 8은 상기 하나의 SS/PBCH 블록이 슬롯 내에서 어떤 심볼들에 매핑되는지를 도시한 도면이다.
도 8을 참고하면, 종래의 15kHz의 부반송파 간격을 사용하는 LTE 시스템과 30 kHz의 부반송파 간격을 사용하는 NR 시스템의 일례를 보여주며, LTE 시스템에서 항상 전송되는 cell-specific reference signal (셀특정 기준신호; CRS)들을 피할 수 있는 위치(801, 803, 805, 807)에서 NR 시스템의 SS/PBCH 블록들(811, 813, 815, 817)이 전송되도록 설계되었다. 이는 하나의 주파수 대역에서 LTE 시스템과 NR 시스템이 공존할 수 있도록 하기 위함일 수 있다.
도 9는 부반송파 간격에 따라 SS/PBCH 블록이 전송될 수 있는 심볼을 도시한 도면이다.
도 9를 참고하면, 부반송파 간격은 15kHz, 30kHz, 120kHz, 240kHz 등으로 설정될 수 있으며, 각 부반송파 간격에 따라 SS/PBCH 블록 (또는 SSB 블록)이 위치할 수 있는 심볼의 위치가 결정될 수 있다. 도 9는 1ms 이내의 심볼들에서 부반송파 간격에 따른 SSB가 전송될 수 있는 심볼의 위치를 도시한 것이며, 도 9에 표시된 영역에서 SSB가 항상 전송되어야 하는 것은 아니다. 따라서, 상기 SSB 블록이 전송되는 위치는 시스템 정보 혹은 전용 시그널링 (dedicated signaling)을 통해 단말에 설정될 수 있다.
도 10은 부반송파 간격에 따라 SS/PBCH 블록이 전송될 수 있는 심볼을 도시한 다른 도면이다.
도 10을 참고하면, 부반송파 간격은 15kHz, 30kHz, 120kHz, 240kHz 등으로 설정될 수 있으며, 각 부반송파 간격에 따라 SS/PBCH 블록 (또는 SSB 블록)이 위치할 수 있는 심볼의 위치가 결정될 수 있다. 도 10은 5ms 이내의 심볼들에서 부반송파 간격에 따른 SSB 블록이 전송될 수 있는 심볼의 위치를 도시한 것이며, 또한, 상기 SSB 블록이 전송되는 위치는 시스템 정보 혹은 전용 시그널링 (dedicated signaling)을 통해 단말에 설정할 수 있다. 상기의 SS/PBCH 블록이 전송될 수 있는 영역에서, SS/PBCH 블록이 항상 전송되어야 하는 것은 아니며, 기지국의 선택에 따라 전송될 수 있거나 혹은 전송되지 않을 수 있다. 따라서, SSB 블록이 전송되는 위치는 시스템 정보 혹은 전용 시그널링 (dedicated signaling)을 통해 단말에 설정될 수 있다.
본 발명에서 사이드링크 제어 채널은 PSCCH (physical sidelink control channel)로 불릴 수 있고, 사이드링크 공유 채널 또는 데이터 채널은 PSSCH (physical sidelink shared channel)로 불릴 수 있다. 또한, 동기화 신호와 함께 방송되는 방송 채널은 PSBCH (physical sidelink broadcast channel)로 불릴 수 있으며, 피드백 전송을 위한 채널은 PSFCH (physical sidelink feedback channel)로 불릴 수 있다. 다만, 피드백 전송을 위해서 PSCCH 또는 PSSCH가 사용되어 전송될 수 있을 것이다. 송신하는 통신 시스템에 따라 LTE-PSCCH, LTE-PSSCH, NR-PSCCH, NR-PSSCH 등으로 언급될 수 있다. 본 발명에서는 사이드링크라 함은 단말간의 링크를 의미하고 Uu 링크라 함은 기지국과 단말 사이의 링크를 의미할 수 있다.
도 11은 사이드링크의 전송 및 수신에 사용되는 시간 및 주파수 상의 리소스 자원의 셋으로 정의되는 리소스 풀 (Resource Pool) 에 대한 일 예시를 도시한 도면이다.
도면부호 1110은 리소스 풀이 시간 및 주파수 상에서 비연속적으로 할당된 경우를 도시한 일 예시이다. 본 발명에서는 리소스 풀이 주파수 상에서 비연속적으로 할당된 경우에 초점을 맞추어 설명하지만, 주파수상에서 리소스 풀이 연속적으로 할당될 수도 있음에 주목한다.
도면부호 1120은 주파수상 비연속적인 자원 할당이 이루어진 경우를 도시한 일 예시이다. 주파수상 리소스 할당의 단위(granularity)는 PRB (Physical Resource Block)가 될 수 있다.
도면부호 1121은 주파수상 리소스 할당이 서브채널(Sub-channel)을 기반으로 이루어지는 경우를 도시한 일 예시이다. 서브채널은 다수의 RB로 구성된 주파수 상의 단위로 정의 될 수 있다. 달리 말해, 서브채널은 RB의 정수배로 정의 될 수도 있다. 도 11의 도면부호 1121에서는 서브채널의 크기가 4개의 연속적인 PRB로 구성된 경우의 예를 도시하였다. 서브채널의 크기는 다르게 설정될 수 있으며 및 하나의 서브 채널은 연속적인 PRB로 구성되는 것이 일반적이나 반드시 연속적인 PRB로 구성되어야 한다는 제한을 두지는 않는다. 서브채널은 PSSCH (Physical Sidelink Shared Channel)이나 PSCCH (Physical Sidelink Control Channel)에 대한 리소스 할당의 기본 단위가 될 수 있으며 따라서 해당 채널이 PSSCH인지 PSCCH인지에 따라서 서브채널의 사이즈가 다르게 설정될 수 도 있다. 또한 서브채널의 용어는 RBG (Resource Block Group)과 같은 다른 용어로 대체될 수 있음에 주목한다. 아래 실시예들을 통해 주파수 상으로 비연속적인 리소스 풀을 할당하고 이를 다수의 서브 채널로 구분하는 방법들을 설명한다.
도면부호 1122의 startRBSubchanel은 리소스 풀에서 주파수상의 서브채널의 시작위치를 지시한다.
LTE V2X 시스템에서의 PSSCH를 위한 리소스풀에 속한 주파수 자원인 자원 블록 (resource block)은 하기와 같은 방법으로 결정될 수 있다.
- The resource block pool consists of
sub-channels where
is given by higher layer parameter
numSubchannel.
- The sub-channel m for
consists of a set of
contiguous resource blocks with the physical resource block number
for
where
and
are given by higher layer parameters
startRBSubchannel and
sizeSubchannel, respectively.
도면부호 1130은 시간상 비연속적인 자원 할당이 이루어진 경우를 도시한 일 예시이다. 시간상 리소스 할당의 단위(granularity)는 슬롯(Slot)이 될 수 있다. 본 발명에서는 리소스 풀이 시간상에서 비연속적으로 할당된 경우에 초점을 맞추어 설명하지만, 시간상에서 리소스 풀이 연속적으로 할당될 수도 있음에 주목한다.
도면부호 1131의 startSlot은 리소스 풀에서 시간상의 슬롯의 시작위치를 지시한다.
LTE V2X 시스템에서의 PSSCH를 위한 리소스풀에 속한 시간 자원인 서브프레임들
은 하기와 같은 방법으로 결정될 수 있다.
도 12는 사이드링크에서 scheduled 자원 할당(mode 1) 방법 에 대한 일 예시를 도시한 도면이다. Scheduled 자원 할당(mode 1)의 경우 기지국이 RRC 연결된 단말들에게 dedicated 스케쥴링 방식으로 사이드링크 전송에 사용되는 자원을 할당하는 방법이다. 상기의 방법은 기지국이 사이드링크의 자원을 관리할 수 있기 때문에 간섭 관리와 리소스 풀의 관리에 효과적이다.
도 12에서 캠프 온(1205) 하고 있는 단말(1201)은 기지국(1203)으로부터 SL SIB (Sidelink System Information Bit)을 수신한다(1210). 상기 시스템 정보에는 송수신을 위한 자원 풀 정보, 센싱 동작을 위한 설정 정보, 동기를 설정하기 위한 정보, inter-frequency 송수신을 위한 정보 등이 포함되어 있을 수 있다. 단말(1201)에 V2X를 위한 데이터 트래픽이 생성되면, 기지국(1203)과 RRC 연결을 수행한다(1220). 여기서 단말과 기지국 사이의 RRC 연결을 Uu-RRC로 명명할 수 있다. 상기의 Uu-RRC 연결 과정은 데이터 트래픽 생성 이전에 수행될 수 있다. 단말(1201)은 기지국(1203)에게 다른 단말들(1202)과 V2X 통신을 할 수 있는 전송 자원을 요청한다(1230). 이 때, 단말(1201)은 기지국(1203)에게 RRC 메시지 혹은 MAC CE를 이용하여 전송 자원을 요청할 수 있다. 여기서 RRC 메시지로는 SidelinkUEInformation, UEAssistanceInformation 메시지가 사용될 수 있다. 한편, MAC CE는 일 예로 새로운 포맷 (적어도 V2X 통신을 위한 버퍼상태보고임을 알리는 지시자와 D2D 통신을 위해 버퍼 되어 있는 데이터의 사이즈에 대한 정보 포함)의 버퍼상태보고 MAC CE 등일 수 있다. 3GPP에서 사용하고 있는 버퍼상태보고에 대한 상세한 포맷과 내용은 3GPP 규격 TS36.321 "E-UTRA MAC Protocol Specification"을 참조한다. 기지국(1203)은 단말(1201)에게 dedicated Uu-RRC 메시지를 통해 V2X 전송 자원을 할당한다. 이 메시지는 RRCConnectionReconfiguration 메시지에 포함할 될 수 있다. 상기 자원 할당은 단말(1201)이 요청하는 트래픽의 종류나 해당 링크의 혼잡 여부에 따라 Uu를 통한 V2X 자원이거나 PC5를 위한 자원일 수 있다. 상기 결정을 위해 단말(1201)은 UEAssistanceInformation 혹은 MAC CE를 통해 V2X 트래픽의 PPPP(ProSe Per Packet Priority) 혹은 LCID (Logical Channel ID) 정보를 추가해서 보낼 수 있다. 기지국(1203)은 다른 단말들(1202)이 사용하는 자원에 대한 정보 또한 알고 있기 때문에 상기 단말(1201)이 요청하는 자원 중 남아있는 자원 풀을 할당한다 (1235). 기지국(1203)은 PDCCH를 통한 DCI 전송으로 단말(1201)에게 최종 스케줄링을 지시 할 수 있다(1240).
다음으로 브로드캐스트 전송인 경우에 단말(1201)이 추가적인 사이드링크의 RRC 설정 없이 브로드캐스트로 PSCCH를 통해 다른 단말들(1202)에게 SCI (Sidelink Control Information)를 브로드캐스트 한다(1260). 또한, 단말(1201)은 PSSCH를 통해 다른 단말들(1220)에게 데이터를 브로드캐스트 한다(1270).
이와 달리 유니캐스트 및 그룹캐스트 전송인 경우에 단말(1201)은 다른 단말들과 일대일로 RRC 연결을 수행할 수 있다. 여기서 상기 Uu-RRC와 구분하여 단말과 단말 사이에 RRC 연결을 PC5-RRC로 명명할 수 있다. 그룹캐스인 경우에도 PC5-RRC는 그룹에 있는 단말과 단말 사이에서 개별적으로 연결된다. 도 12에서는 PC5-RRC(1215)의 연결이 1210 이후의 동작으로 도시되었지만 1210 이전 또는 1260 이전에 언제든지 수행될 수 있다. 만약 단말과 단말 사이에 RRC 연결이 필요한 경우에 사이드링크의 PC5-RRC 연결을 수행하고 PSCCH를 통해 다른 단말들(1202)에게 SCI (Sidelink Control Information)를 유니캐스트 및 그룹캐스트로 전송한다(1260). 이때 SCI의 그룹캐스트 전송은 그룹 SCI로 해석될 수도 있다. 또한 PSSCH를 통해 다른 단말들(1202)에게 데이터를 유니캐스트 및 그룹캐스트로 전송한다(1270).
도 13은 사이드링크에서 UE autonomous 자원 할당(mode 2) 방법에 대한 일 예시를 도시한 도면이다.
UE autonomous 자원 할당(mode 2)은 기지국이 V2X를 위한 사이드링크 송수신 리소스 풀을 시스템 정보로 제공하고, 단말이 정해진 룰에 따라 전송 자원의 선택을 하게 된다. 자원 선택 방법으로는 zone mapping, sensing 기반의 자원 선택, 랜덤 선택 등이 있을 수 있다. 기지국이 직접 자원할당에 관여하는 scheduled 자원 할당(mode 1) 방법과 달리 도 13에서는 단말(13-01)이 시스템 정보를 통해 미리 수신한 자원 풀을 기반으로 자율적으로 자원을 선택하고 데이터를 전송하는 점에서 차이점이 있다. V2X 통신에서 기지국(1303)은 단말(1301)을 위해 여러 종류의 자원 풀(V2V 자원 풀, V2P 자원 풀)을 할당 할 수 있다. 상기 자원 풀은 단말이 주변 다른 단말들이 사용하는 자원을 센싱한 후 사용 가능한 자원 풀을 자율적으로 선택할 수 있는 자원 풀과 미리 설정된 자원 풀에서 단말이 랜덤하게 자원을 선택하는 자원 풀 등으로 구성될 수 있다.
캠프 온(1305) 하고 있는 단말(1301)은 기지국(1303)으로부터 SL SIB (Sidelink System Information Bit)을 수신한다(1310). 상기 시스템 정보에는 송수신을 위한 자원 풀 정보, 센싱 동작을 위한 설정 정보, 동기를 설정하기 위한 정보, inter-frequency 송수신을 위한 정보 등이 포함되어 있을 수 있다. 도 12와 도 13과의 동작에서의 큰 차이점은 도 12의 경우 기지국(1203)과 단말(1201)이 RRC가 연결된 상태에서 동작하는 반면, 도 13에서는 RRC가 연결되지 않은 idle 모드(1320)에서도 동작할 수 있다는 점이다. 또한 RRC가 연결된 상태(1320)에서도 기지국(1303)은 직접 자원 할당에 관여하지 않고 단말(1301)이 자율적으로 전송 자원을 선택하도록 동작할 수 있다. 여기서 단말(1301)과 기지국(1303) 사이의 RRC 연결을 Uu-RRC로 명명할 수 있다. 단말(1301)에 V2X를 위한 데이터 트래픽이 생성되면, 단말(1301)은 기지국(1303)으로부터 시스템 정보를 통해 전달받은 자원 풀 중에서 설정된 전송 동작에 따라, 시간/주파수 영역의 자원 풀을 선택한다(1330).
다음으로 브로드캐스트 전송인 경우에 단말(1301)이 추가적인 사이드링크의 RRC 설정(1340) 없이 브로드캐스트로 PSCCH를 통해 다른 단말들(1302)에게 SCI (Sidelink Control Information)를 브로드캐스트 한다(1350). 또한 PSSCH를 통해 다른 단말들(1302)에게 데이터를 브로드캐스트 한다(1360).
이와 달리 유니캐스트 및 그룹캐스트 전송인 경우에 단말(1301)은 다른 단말들(1302)과 일대일로 RRC 연결을 수행할 수 있다. 여기서 상기 Uu-RRC와 구분하여 단말과 단말 사이에 RRC 연결을 PC5-RRC로 명명할 수 있다. 그룹캐스트인 경우에도 PC5-RRC는 그룹에 있는 단말과 단말 사이에서 개별적으로 연결된다. 이는 종래 NR 상향링크 및 하향링크로 기지국과 단말간의 연결에서 RRC 계층의 연결과 유사할 수 있을 것이며, 사이드링크에서의 RRC 계층 단계의 연결을 PC5-RRC라고 부를 수 있을 것이다. PC5-RRC 연결을 통해 사이드링크를 위한 단말간 능력(UE capability) 정보를 교환하거나, 또는 신호 송수신에 필요한 설정 정보의 교환이 이루어질 수 있다. 도 13에서는 PC5-RRC(1315)의 연결이 1310 이후의 동작으로 도시되었지만 1310 이전 또는 1350 이전에 언제든지 수행될 수 있다. 만약 단말과 단말 사이에 RRC 연결이 필요한 경우에 사이드링크의 PC5-RRC 연결을 수행(1340)하고 PSCCH를 통해 다른 단말들(1302)에게 SCI (Sidelink Control Information)를 유니캐스트 및 그룹캐스트로 전송한다(1350). 이때 SCI의 그룹캐스트 전송은 그룹 SCI로 해석될 수도 있다. 또한 PSSCH를 통해 다른 단말들(1302)에게 데이터를 유니캐스트 및 그룹캐스트로 전송한다(1360).
본 발명에서 주기적 및 비주기적 트래픽이 공존하는 상황에서 센싱을 효과적으로 수행하기 위하여 Sensing window A와 Sensing window B를 정의한다.
도 14는 사이드링크의 UE autonomous 자원 할당(mode 2)을 위해서 Sensing window A와 Sensing window B의 설정 방법에 대한 일 예시이다.
도 14a에 도시한 바와 같이 전송 자원을 선택하는 triggering이 슬롯 n에서 발생하였을 때(1401) Sensing window A(1402)는 다음과 같이 정의될 수 있다.
* Sensing window A는 [n-T0, n-1]의 슬롯 구간으로 정의 될 수 있다. 여기서 T0는 고정된 값으로 결정될 수도 있고 설정 가능하도록 결정될 수도 있다.
** T0 가 고정된 값으로 결정되는 경우에 대한 일례로, 주기적인 트래픽에 대해서 T0=1000*2μ으로 나타내어질 수 있다. 이와 달리, 비주기적인 트래픽에 대해서 T0=100*2μ의 고정된 값이 설정될 수 있다. 상기 예시의 고정된 T0값은 고려되는 트래픽 특성에 따라 다른 값으로 변경될 수 있으며 주기적 및 비주기적 트래팩에 대해서 같은 값으로 고정될 수도 있다. 여기서 μ는 numerology에 해당하는 index이며 SCS(Subcarrier Spacing)에 따라 다음과 같은 값으로 설정된다.
*** SCS=15kHz, μ=0
*** SCS=30kHz, μ=1
*** SCS=60kHz, μ=2
*** SCS=120kHz, μ=3
** T0 가 설정 가능하도록 결정되는 경우에 대해서 이에 대한 설정은 SL SIB (Sidelink System Information Bit) 또는 단말 특정 상위 시그널링을 통해 지시될 수 있다. SL SIB을 통해 지시되는 경우, 해당 시스템 정보 중 자원 풀 정보안에 해당 값이 설정될 수 있다. 자원 풀 정보안에 T0 가 설정되는 경우 자원 풀안에서는 항상 일정한 T0 가 사용됨을 의미한다.
* Sensing window A에서 다른 단말에 대한 SCI decoding 및 사이드링크 측정(Sidelink measurement)이 수행될 수 있다.
** Sensing window A 내에서 수신된 SCI로부터 다른 단말에 대한 자원 할당 정보 및 패킷에 대한 QoS 정보를 획득할 수 있다. 여기서 자원할당 정보는 리소스에 대한 reservation interval이 포함될 수 있다. 또한 QoS 정보로는 latency, reliability, 전송되는 트래픽에 대한 minimum required communication range 및 data rate 요구사항 등에 따른 priority 정보일 수 있다. 또한 수신된 SCI로부터 다른 단말에 대한 위치정보를 획득할 수도 있다. 다른 단말의 위치 정보와 나의 위치정보로부터 TX-RX distance를 계산할 수 있다.
** Sensing window A 내에서 수신된 SCI로부터 SL RSRP (Sidelink Reference Signal Received Power)를 측정할 수 있다.
** Sensing window A 내에서 SL RSSI (Sidelink Received Signal Strength Indicator)를 측정할 수 있다.
Sensing window A는 주기적인 트래픽에 대한 센싱을 통해서 UE autonomous 자원 할당(mode 2)을 위한 리소스를 결정하기 위한 주된 목적으로 사용될 수 있다. 상기 SCI decoding 통해 다른 단말의 주기적 자원할당 정보를 파악하고 SL RSRP나 SL RSSI와 같은 사이드링크 측정결과를 이용하여 다른 단말이 사용할 리소스에 전송자원을 할당하는 것이 효과적이지 않다고 판단되면 Resource selection window(1403)에서 해당 리소스는 제외(exclusion)될 수 있다. 도 14a에 도시한 바와 같이 전송 자원을 선택하는 triggering이 슬롯 n에서 발생하였을 때(1401) Resource selection window (1403)는 다음과 같이 정의될 수 있다.
* Resource selection window는 [n+T1, n+T2]의 슬롯 구간으로 정의 될 수 있다. 여기서 T1와 T2는 고정된 값으로 결정될 수도 있고 설정 가능하도록 결정될 수도 있다. 이와 달리 T1와 T2가 고정된 범위로 결정되고 단말이 구현을 고려하여 고정된 범위 안에서 적절한 값을 설정할 수도 있다.
** T
1와 T
2가 고정된 범위로 결정되고 단말이 구현을 고려하여 고정된 범위 안에서 적절한 값을 설정하는 일 예로
그리고
의 범위에서 단말 구현으로 설정할 수 있다.
* Sensing window A에서 수행한 센싱 결과를 이용하여 Resource selection window내에서 최종 전송 자원이 선택될 수 있다.
만약 도 14a에서와 같이 Sensing window A만을 사용하여 센싱을 수행하고 이를 통해 전송 자원 선택이 수행되는 경우에 다음과 같은 전송 자원 선택 방법이 사용될 수 있다.
* 전송 자원 선택 방법-1
** Step-1: Resource selection window(1403)안에서 리소스 풀 정보를 바탕으로 자원 할당이 가능한 리소스 후보 수 Mtotal가 결정된다. 이에 대한 상세는 실시예 1을 참고한다.
** Step-2: Sensing window A(1402)에서의 센싱 결과를 이용하여 Resource selection window(1403)내에서 다른 단말이 점유하여 사용이 효과적이지 않을 것으로 판단되는 리소스는 제외(exclusion)하고 자원 할당이 가능한 리소스 후보 중 X(
)개를 남겨놓는다. 다른 단말에 대한 SCI decoding 및 사이드링크 측정(Sidelink measurement)을 통해 리소스를 제외하는 방법이 사용될 수 있다.
** Step-3: 단말 higher layer로 리소스 후보 리스트 X가 리포트되고 단말 higher layer에서 X개의 후보 중 최종 전송 자원을 랜덤 선택(1406)한다.
도 14b에 도시한 바와 같이 전송 자원을 선택하는 triggering이 슬롯 n에서 발생하였을 때(1401b) Sensing window B(1404b)는 다음과 같이 정의될 수 있다.
* Sensing window B는 [n+T1', n+T2']의 슬롯 구간으로 정의 될 수 있다. 여기서 T1'와 T2'는 고정된 값으로 결정될 수도 있고 설정 가능하도록 결정될 수도 있다. 이와 달리 T1'와 T2'가 고정된 범위로 결정되고 단말이 구현을 고려하여 고정된 범위 안에서 적절한 값을 설정할 수도 있다. 그리고 k가 리소스가 최종 선택된 슬롯을 지시한다고 할 때, Sensing window B는 k 슬롯에서 중단되며 이때의 Sensing window B는 [n+T1', k]가 된다
** T1'와 T2'는 도 14a의 Resource selection window (1403)의 T1와 T2의 값과 각각 동일한 값을 같도록 설정될 수 도 있고 다른 값으로 설정될 수도 있다.
** 예를 들어, T1'=0으로 설정된 경우는 전송 자원을 선택하는 triggering 슬롯 n 부터 센싱이 수행됨을 의미한다.
** 설정된 T1'와 T2'의 값에 의해 Sensing window B는 하나의 슬롯 또는 하나 이상의 슬롯으로 설정될 수 있다.
* Sensing window B에서 다른 단말에 대한 SCI decoding 및 사이드링크 측정(Sidelink measurement)이 수행될 수 있다.
** Sensing window B에서의 센싱 동작 상세는 실시예 2와 실시예 3을 참고한다.
Sensing window B는 Sensing window A에 추가적으로 주기적 및 비주기적인 트래픽에 대한 센싱을 통해서 UE autonomous 자원 할당(mode 2)을 위한 리소스를 결정하기 위한 목적으로 사용될 수 있다. 전송 자원을 선택하는 triggering 슬롯 n을 기준으로 이후에 설정된 Sensing window B에서는 실제 전송 자원이 할당될 수 있는 슬롯에 대한 사이드링크 측정(Sidelink measurement) 이용하여 Sensing window A에서는 예측할 수 없는 비주기적 트래픽을 센싱하는 것이 가능하다. Sensing window B을 통해서 센싱을 수행하는 것은 트래픽이 주기적인지 비주기적인지에 상관없이 매 슬롯에서 센싱되는 트래픽에 대해 센싱을 수행하는 동작으로 이해할 수 있다. 만약 도 14b에서와 같이 Sensing window B을 사용하여 센싱을 수행하고 이를 통해 전송 자원 선택이 수행되는 경우에 다음과 같은 전송 자원 선택 방법이 사용될 수 있다.
* 전송 자원 선택 방법-2
** Step-1: Sensing window B(1404b)내의 해당 슬롯에서 센싱을 수행하여 해당 리소스가 idle한지 여부를 판단한다.
*** 주파수상에서의 리소스의 할당 단위는 A개(
)의 서브채널이거나, 모든 서브채널로 정의될 수 있다. 주파수상에서의 리소스의 할당 단위에 따라서 해당 슬롯 내 자원 할당이 가능한 리소스 후보 수 N
total가 결정된다.
*** 센싱은 SCI decoding 및 사이드링크 측정(Sidelink measurement)을 통해 수행될 수 있다.
** Step-2-1: 만약 상기 Step-1에서 센싱을 통해 해당 리소스가 idle로 판단되면 해당 슬롯 내 자원 할당이 가능한 리소스 후보 수 Ntotal 중 최종 전송 자원(1406b)을 결정한다.
** Step-2-2: 만약 상기 Step-1에서 센싱을 통해 해당 리소스가 모두 busy로 판단되면 다음과 같은 동작을 선택할 수 있다.
*** 만약 다음 슬롯도 Sensing window B(1404b)로 설정된 경우 다음 슬롯으로 넘어가 Step-1을 수행한다.
*** 만약 다음 슬롯이 Sensing window B(1404b)로 설정되지 않은 경우 다음과 같은 동작을 고려할 수 있다.
**** 현재 슬롯에서 QoS 정보나 Energy detection 결과를 활용하여 최종 전송 자원(1406b)을 결정한다. QoS 정보로는 priority, latency, reliability, ProSe (proximity service) Per-Packet Priority (PPPP), ProSe Per-Packet Reliability (PPPR), 전송되는 트래픽에 대한 minimum required communication range 및 data rate 요구사항 등에 따른 priority정보 일수 있다. Priority는 PPPP, PPPR을 포함하는 의미일 수 있으며, 일정한 값 이내의 범위에서 선택되는 값일 수 있으며, 사이드링크에서 전송이 필요한 데이터가 하나의 Priority 값을 갖고 있을 수 있다.
**** 현재 슬롯에서의 전송을 취소하고 Backoff 동작이 수행될 수 있다.
상기 도 14a와 도14b를 통해 정의된 바와 같이 Sensing window A와 Sensing window B는 전송 자원을 선택하는 triggering이 내려오는 시점을 기준으로 구분될 수 있다. 구체적으로 전송 자원을 선택하는 triggering 슬롯 n을 기준으로 이전에 설정된 센싱 구간을 Sensing window A로 이후에 설정된 센싱 구간을 Sensing window B로 정의할 수 있다.
도 14c는 Sensing window A와 Sensing window B가 동시에 설정된 경우에 대한 일 예시이다. 전송 자원을 선택하는 triggering이 슬롯 n에서 발생하였을 때(1401c) Sensing window A(1402c)와 Sensing window B(1404c)는 상기의 정의를 참고하도록 한다. 만약 도 14c에서와 같이 Sensing window A와 Sensing window B를 모두 사용하여 센싱을 수행하고 이를 통해 전송 자원 선택이 수행되는 경우에 다음과 같은 전송 자원 선택 방법이 사용될 수 있다.
* 전송 자원 선택 방법-3
** Step-1: Resource selection window(1403c)안에서 리소스 풀 정보를 바탕으로 자원 할당이 가능한 리소스 후보 수 Mtotal가 결정된다.
** Step-2: Sensing window A(1402c)에서의 센싱 결과를 이용하여 Resource selection window(1403c)내에서 다른 단말이 점유하여 사용이 효과적이지 않을 것으로 판단되는 리소스는 제외(exclusion)하고 자원 할당이 가능한 리소스 후보 중 X(
)개를 남겨놓는다. 다른 단말에 대한 SCI decoding 및 사이드링크 측정(Sidelink measurement)을 통해 리소스를 제외하는 방법에 사용될 수 있다.
** Step-3: 단말 higher layer로 리소스 후보 리스트 X를 리포트하고 higher layer에서 X개의 후보 중 Y개의 후보를 랜덤으로 down-selection한다.
** Step-4-1: Sensing window B(1404c)가 Resource selection window(1403c)안에 포함되는 경우, 단말은 higher layer에서 결정된 Y개의 후보 중, Physical layer에서 Sensing window B(1404c)의 센싱 결과를 이용하여 전송 자원 선택 방법-2에 의해 최종 전송 자원(1406c)을 선택한다.
*** Sensing window B(1404c)가 Resource selection window(1403c)안에 포함되는 경우는 도14c에서 [n+T1, k]의 구간에 해당한다. 이러한 조건은 T1와 T2 그리고 T1'와 T2'의 설정에 의해 결정될 수 있다.
** Step-4-2: Sensing window B가 Resource selection window(1403c)에 포함되지 않는 경우, Physical layer에서 Sensing window B에서의 센싱 결과를 이용하여 전송 자원 선택 방법-2에 의해 최종 전송 자원(1406c)을 선택한다.
*** Sensing window B(1404c)가 Resource selection window(1403c)안에 포함되는 않는 경우는 도14c에서 [n+T1', n+T1-1]의 구간에 해당한다. 이러한 조건은 T1와 T2 그리고 T1'와 T2'의 설정에 의해 결정될 수 있다.
상기 전송 자원 선택 방법-3에서 higher layer에서 Y개의 후보를 선택하는 단계(Step-3)를 생략하고 다음과 같은 방법을 사용할 수도 있다.
* 전송 자원 선택 방법-4
** Step-1: Resource selection window(1403c)안에서 리소스 풀 정보를 바탕으로 자원 할당이 가능한 리소스 후보 수 Mtotal가 결정된다.
** Step-2: Sensing window A(1402c)에서의 센싱 결과를 이용하여 Resource selection window(1403c)내에서 다른 단말이 점유하여 사용이 효과적이지 않을 것으로 판단되는 리소스는 제외(exclusion)하고 자원 할당이 가능한 리소스 후보 중 X(
)개를 남겨놓는다. 다른 단말에 대한 SCI decoding 및 사이드링크 측정(Sidelink measurement)을 통해 리소스를 제외하는 방법이 사용될 수 있다.
** Step-3-1: Sensing window B(1404c)가 Resource selection window(1403c)안에 포함되는 경우, 단말은 X개의 후보 중, Physical layer에서 Sensing window B(1404c)의 센싱 결과를 이용하여 전송 자원 선택 방법-2에 의해 최종 전송 자원(1406c)을 선택한다.
*** Sensing window B(1404c)가 Resource selection window(1403c)안에 포함되는 경우는 도14c에서 [n+T1, k]의 구간에 해당한다. 이러한 조건은 T1와 T2 그리고 T1'와 T2'의 설정에 의해 결정될 수 있다.
** Step-3-2: Sensing window B(1404c)가 Resource selection window(1403c)에 포함되지 않는 경우, Physical layer에서 Sensing window B에서의 센싱 결과를 이용하여 전송 자원 선택 방법-2에 의해 최종 전송 자원(1406c)을 선택한다.
*** Sensing window B(1404c)가 Resource selection window(1403c)안에 포함되는 않는 경우는 도14c에서 [n+T1', n+T1-1]의 구간에 해당한다. 이러한 조건은 T1와 T2 그리고 T1'와 T2'의 설정에 의해 결정될 수 있다.
Sensing window A와 Sensing window B가 동시에 설정된 경우에 Resource selection window(1403c)와 Sensing window B(1404c)에 의해서 최종 자원 선택이 결정 될 수 있다. 상기 제안된 전송 자원 선택 방법-3 또는 전송 자원 선택 방법-4는 Sensing window A와 Sensing window B를 동시에 설정하여 주기적 및 비주기적 트래픽이 공존하는 상황에서 센싱을 수행하고 이를 통해 전송 자원을 선택을 최적화 하는 방법이다.
상기에 설명한 사이드링크의 UE autonomous 자원 할당(mode 2)에서 센싱 및 전송자원을 선택하는 동작에 대한 구현은 다양한 방법으로 이루어 질 수 있다. 예를 들어, Sensing window A와 Sensing window B를 동시에 설정되었을 때, 단말은 Sensing window A에 대한 센싱을 항상 수행하고 있다가 전송 자원을 선택하는 triggering이 슬롯 n에서 발생하면 Sensing window B에 대한 센싱을 수행하여 최종 전송자원 선택하도록 구현될 수 있다. 하지만 이와 같이 단말이 Sensing window A에 대한 센싱을 항상 수행하고 있는 동작은 언제든지 바로 Sensing window A의 센싱 결과를 이용할 수 있으므로 전송자원을 선택하는 latency측면에서는 장점이 있지만 단말 에너지 소모 측면에서는 단점일 수 있다. 따라서 또 다른 방법으로 단말은 전송해야 할 트래팩이 발생할 경우에 바로 Sensing window A에 대한 센싱을 수행하고 전송 자원을 선택하는 triggering이 슬롯 n에서 한 다음 Sensing window B에 대한 센싱을 수행하여 최종 전송자원 선택하도록 구현될 수 있다. 후자의 방법은 필요할때만 센싱을 수행하여 단말의 에너지 소모를 최소화 할 수 있는 장점이 있지만, 전송자원을 선택하는 latency측면에서는 단점이 될 수 있다.
상기에서는 사이드링크에서의 단말간 통신을 위해 비어있는 주파수-시간 자원을 찾고, 찾아진 자원에서 신호를 송신하는 단계의 일례를 설명하였지만, 본 발명에서 제공하는 방법 및 장치는 이에 한정되지 않고 다양한 채널 점유 및 채널 예약 방법에 적용될 수 있을 것이다.
도 15는 상기 도 12에서 도시한 바와 같이, 기지국으로부터 스케줄링 정보를 받아 사이드링크 데이터 송신을 수행하는 방법인 Mode 1 방법을 도시한 도면이다. 본 발명에서는 기지국으로부터 스케줄링 정보를 수신하고, 이에 기반하여 사이드링크 통신을 수행하는 방법으로 Mode 1이라 부르지만, 다른 이름으로 부르는 것이 가능할 것이다. 사이드링크에서 송신을 수행하고자 하는 단말(1501)은 기지국(1511)으로부터 사이드링크 통신을 위한 스케줄링 정보(1509)를 수신한다. 본 발명에서는 사이드링크에서 데이터 송신을 수행하고자 하는 단말(1501)을 송신 단말이라 부르고, 사이드링크에서 데이터 수신을 수행하는 단말(1503)을 수신 단말이라 부를 수 있다. 다만, 상기 송신 단말(1501)과 수신 단말(1503)은 사이드링크에서 데이터 송신과 수신을 모두 각각 수행할 수 있을 것이다. 상기 사이드링크 통신을 위한 스케줄링 정보(1509)는 하향링크 제어정보(downlink control information; DCI)를 수신하여 얻어질 수 있으며, 상기 DCI에는 하기와 같은 정보들을 포함할 수 있을 것이다.
- 캐리어 지시자: 캐리어 집적 (carrier aggregation; CA)가 적용된 상황에서 다른 캐리어의 사이드링크를 스케줄링하기 위한 목적으로 사용될 수 있다.
- 초기 전송을 위한 서브채널 할당의 가장 낮은 인덱스 (lowest index): 초기 전송의 주파수 자원 할당을 위해 사용될 수 있다.
- 사이드링크 제어정보에 포함될 정보
>> 주파수 자원 할당 정보. 초기전송과 재전송, 그리고 이 후의 N번 전송에 대한 자원할당 또는 자원 예약 정보를 포함할 수 있다.
>> 초기전송과 재전송 사이의 시간 간격 정보
- 사이드링크 슬롯 구조에 대한 정보. 어떤 슬롯과 어떤 심볼들이 사이드링크에 사용될 수 있는지에 대한 정보를 포함할 수 있다.
- HARQ-ACK/CSI피드백 타이밍 정보. 사이드링크에서의 HARQ-ACK 또는 CSI 피드백을 기지국으로 전송하기 위한 타이밍 정보를 포함할 수 있다.
- 수신인 ID: 어떤 단말들이 수신할 지에 대한 ID 정보
- Priority 등의 Quality-of-Service (QoS) 정보: 어떤 우선 순위의 데이터를 전송할 지에 대한 정보
상기 스케줄링은 사이드링크 한 번 전송을 위한 스케줄링으로 사용될 수 있고, 또는 주기적 전송 또는 semi-persistent 스케줄링 (SPS) 또는 설정된 그랜트 전송 방법(configured grant)에 사용될 수 있다. 스케줄링 방법에 대한 구분은 DCI에 포함된 지시자로 구분되거나 또는 DCI에 추가되는 CRC에 스크램블되는 RNTI 또는 ID 값에 의해 구분될 수 있다. 상기 DCI는 하향링크 스케줄링 또는 상향링크 스케줄링을 위한 DCI 등의 다른 DCI 포맷과 크기를 같게 하기 위해 0 비트 등이 추가로 더해질 수 있다.
상기 기지국(1511)으로부터 사이드링크 스케줄링을 위한 DCI를 수신 받고, 송신 단말(1501)은 사이드링크 스케줄링 정보(1507)를 포함하는 PSCCH를 전송하고(1507), 이에 해당하는 데이터인 PSSCH를 전송한다(1505). 상기 사이드링크 스케줄링 정보(1507)는 사이드링크 제어 정보(sidelink control information: SCI)일 수 있으며, 상기 SCI는 하기와 같은 정보를 포함할 수 있다.
- HARQ process number: 전송하는 데이터의 HARQ 관련 동작을 위한 HARQ 프로세스 ID
- New data indicator (NDI): 현재 전송하고 있는 데이터가 새로운 데이터인지에 대한 정보
- Redundancy Version: 데이터의 채널 코딩을 수행하여 매핑할 때 어떤 패리티 비트를 보내는 지에 대한 정보
- Layer-1 source ID: 보내는 단말의 물리계층에서의 ID 정보
- Layer-1 destination ID: 수신하는 단말의 물리계층에서의 ID 정보
- frequency-domain resource assignment for scheduling PSSCH: 전송하는 데이터의 주파수 영역 자원 설정 정보
- MCS: modulation order 및 코딩 레이트 정보
- QoS indication: 우선순위(Priority), 목표 레이턴시/딜레이, 목표 거리, 목표 에러율 등을 포함할 수 있다.
- Antenna port(s): 데이터 전송을 위한 안테나 포트 정보
- DMRS sequence initialization: DMRS 수열의 초기화를 위한 ID 값 등의 정보를 포함할 수 있다.
- PTRS-DMRS association: PTRS 매핑에 대한 정보를 포함할 수 있다.
- CBGTI: CBG 단위 재전송을 위한 지시자로 활용될 수 있다.
- resource reservation: 자원 예약을 위한 정보
- Time gap between initial transmission and retransmission: 초기전송과 재전송간의 시간간격 정보
- Retransmission index: 재전송을 구분하는 지시자
- Transmission format /cast type indicator: 전송 포맷 또는 유니캐스트/그룹캐스트/브로드캐스트의 구분 지시자
- Zone ID: 송신 단말의 위치 정보
- NACK distance: 수신 단말이 HARQ-ACK/NACK을 전송해야하는지 여부를 판단하는 기준 지시자
- HARQ feedback indication: HARQ 피드백을 전송해야하는지 또는 전송하고 있는지에 대한 여부를 포함할 수 있다.
- time-domain resource assignment for scheduling PSSCH: 전송하는 사이드링크 데이터의 시간 영역 자원 정보
- second SCI indication: 2단계 제어정보인 경우 두 번째 SCI의 매핑 정보를 포함하는 지시자
- DMRS pattern: DMRS 패턴 (예를 들어, DMRS가 매핑되는 심볼 위치) 정보
상기 제어정보는 하나의 SCI에 포함되어 수신 단말에게 전송될 수 있고, 또는 두 개의 SCI에 포함되어 전송되는 것이 가능할 수 있다. 두 개의 SCI에 나뉘어 전송되는 것은 2-stage SCI 방법으로 불릴 수 있다.
본 발명에서 하향링크(downlink, DL, 다운링크)이라 함은 기지국에서부터 단말로의 신호가 전송되는 링크를 의미할 수 있다. 본 발명에서 상향링크(uplink, UL, 업링크)이라 함은 단말에서부터 기지국으로의 전송되는 링크를 의미할 수 있다.
본 발명에서는 사이드링크에서 channel state information (CSI)를 송수신하는 방법 및 장치를 제공한다.
[제1실시예]
제1실시예에서는 CSI-RS의 전송여부, CSI 정보를 보고하는지 여부, SL-SCH 포함 여부를 사이드링크 제어정보에 포함시켜 전달하는 방법 및 장치를 제공한다.
사이드링크에서 PSCCH와 PSSCH를 전송하는 단말은 하기의 정보 중 최소 하나 이상을 SCI에 포함시켜서 수신단말에게 전달할 수 있다.
- CSI-RS의 전송 여부: 수신 단말이 CSI-RS를 수신하여 채널 상태 정보를 파악할 수 있게 하기 위함
- CSI 피드백 정보를 보고하는지 여부: CSI 정보가 PSSCH 자원에 매핑되어 전송되는 경우, 수신 단말이 CSI 피드백 정보가 PSSCH 자원에 매핑되는지를 알아야 CSI 정보를 제외한 PSSCH를 성공적으로 디코딩할 수 있다.
- SL-SCH (sidelink shared channel)가 PSSCH에 포함되는지 여부 (SL-SCH 포함 여부 지시): PSSCH에 SL-SCH가 포함되었는지, 또는 CSI만 별도로 매핑되어 있는지를 지시
상기 정보를 전달하기 위해 각각 1비트씩 별도로 SCI에 포함될 수 있을 것이다. 예를 들어, SL-SCH 포함 여부 지시 (SL-SCH indicator)는 1비트로 하기와 같이 정의될 수 있을 것이다.
A value of "1" indicates SL-SCH shall be transmitted on the PSSCH and a value of "0" indicates SL-SCH shall not be transmitted on the PSSCH.
만약 CSI가 MAC CE 또는 PC5-RRC를 통해 전송될 경우에는 SL-SCH 포함 여부 지시자는 SCI에 포함되지 않을 수 있다.
또는 1비트보다 많은 비트수로 두 개 이상의 정보를 함께 지시하는 방법이 사용될 수 있을 것이다.
상기에서 SL-SCH의 포함 여부는 PSSCH에 사이드링크 CSI 피드백 정보만 포함되어 있는지 다른 데이터도 포함되어 있는지를 가리키는 정보일 수 있다. 송신단말은 PSSCH에 CSI 피드백 정보만 포함되어 전송되는 경우에 해당 PSSCH 전송 이후의 PSSCH의 재전송이나, 해당 PSSCH 전송 이전의 초기전송이 있는 것을 수신단말에게 정보를 전달할 필요가 없을 수 있다. 왜냐하면 상기 PSSCH에는 CSI 피드백 이외의 데이터는 포함되어 있지 않기 때문일 수 있다. 따라서 상기 사이드링크 CSI 피드백만 포함한 PSSCH를 스케줄링하기 위한 SCI의 하기 비트필드 중 최소 하나 이상은 특정한 값으로 고정되어 해당 PSSCH가 CSI 피드백만 포함하고 있다는 정보를 수신 단말에게 알려줄 수 있다.
- Resource reservation: 특정 주파수-시간 영역 자원을 앞으로 점유하는 정보를 전달하는 비트필드
- Frequency resource location of initial transmission and retransmission: 스케줄링되는 PSSCH의 초기전송 또는 재전송에 해당하는 PSSCH의 주파수 영역 위치를 가리키는 비트필드
- Time gap between initial transmission and retransmission: 스케줄링되는 PSSCH의 초기전송 또는 재전송에 해당하는 PSSCH의 시간 영역 위치 즉 전송 시간 차이를 가리키는 비트필드
일례로 송신 단말은 사이드링크 CSI 피드백만 포함한 PSSCH를 스케줄링되면, 스케줄링하는 SCI의 Time gap between initial transmission and retransmission를 0000 (all zero)로 세팅하여 전송할 수 있을 것이다. 수신 단말은 SCI를 디코딩하고, Time gap between initial transmission and retransmission 비트필드 값이 0000라면, 해당 SCI가 스케줄링하는 PSSCH는 SL-SCH 없이 CSI 피드백만 포함하는 것으로 이해할 수 있을 것이다.
[제2실시예]
제2실시예에서는 사이드링크에서 CSI 피드백을 전송할 때, CSI 피드백의 사이즈를 결정하는 방법 및 장치를 제공한다.
CSI가 PSSCH에서 매핑되어 전송 될 때, 하기와 같은 방법이 적용될 수 있을 것이다.
- 방법1: CSI 피드백이 PSSCH 자원에 매핑되어 전송되는 경우. NR 시스템 상향링크에서 상향링크 제어정보 (uplink control information; UCI)가 PUSCH에서 매핑되어 전송되는 것과 유사한 경우일 수 있다. 종래 NR 시스템에서는 UCI가 PUSCH에서 매핑될 때, UCI의 비트수에 따라 적용되는 채널 코딩 방법이 달라진다. 예를 들어, 2비트까지는 반복 코딩, 11비트까지는 리드뮬러 (Reed-Muller; RM) 코드가 적용되며, 12비트 이상에서는 폴라코드가 적용되었다. NR에서는 UCI 정보의 디코딩을 위해 기지국은 반복 코드을 위한 디코더, 리드뮬러 코드를 위한 디코더, 그리고 상향링크 폴라코드의 디코더가 필요하다. 하지만 사이드링크 신호 송수신에서 CSI 피드백을 본 방법 1과 같이 적용할 경우, 단말이 반복 코드을 위한 디코더, 리드뮬러 코드를 위한 디코더, 그리고 상향링크 폴라코드의 디코더가 필요하며, 이는 NR 시스템에서 보다 추가적인 단말 복잡도를 요구하는 것으로 볼 수 있다. 따라서 단말 복잡도를 최소화하기 위해 CSI가 PSSCH에서 매핑되어 전송될 때 항상 폴라코드가 적용될 수 있도록 CSI 정보의 길이를 최소 12비트로 맞추어줄 수 있을 것이다. 예를 들어, CSI 피드백 비트를 a_0, a_1, ... , a_{N-1}}이라 하고, 비트수가 N이라 할 때, N<12이면, a_N, a_{N+1}, ... , a_11 비트 값을 0으로 정의한다. 또는 비트수가 N이라 할 때, N<12이면, a_N, a_{N+1}, ... , a_11 비트 값을 1으로 정의할 수 있을 것이다. 본 방법 1로 CSI를 PSSCH에서 전송하는 경우, CSI를 매핑하는 자원 영역 및 코딩된 후의 비트수는 하기의 제4실시에에서 자세히 설명한다. 본 방법 1은 CSI 피드백 정보를 PSSCH에 매핑되어 전송하는 경우로 설명하였지만, CSI 피드백 정보가 PSFCH (physical sidelink feedback channel)에서 전송되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
- 방법2: CSI 피드백이 MAC CE 또는 PC5-RRC에서 매핑되어 PSSCH로 전송되는 경우. 이 경우에는 CSI 피드백이 SL-SCH이므로 물리계층에서는 일반 데이터로 보여질 수 있다. 이 경우에는 CSI는 일반 데이터와 마찬가지로 LDPC 코드가 적용될 수 있다.
[제3실시예]
제3실시예에서는 CSI 정보를 PSSCH에서 전송하여 리포트하는 경우, 상기 PSSCH의 스케줄링 정보를 구성하는 방법 및 장치를 제공한다.
도 16은 CSI 정보를 PSSCH에서 전송하면서 PSSCH에 상위 레이어에서 전송되는 데이터, 즉 전송블록 정보도 포함하여 함께 전송하는 일례를 도시한 도면이다. 송신 단말은 PSCCH를 매핑하여 전송하고(1601), 상기 PSCCH에 포함되어 전송되는 SCI는 CSI(1603)와 데이터(PSSCH, 1602)의 매핑 정보를 포함할 수 있다. 이에 따라 송신 단말은 CSI 정보(1603)와 데이터(PSSCH, 1602)를 매핑하여 전송한다. 또한 PSSCH의 수신을 위한 기준신호인 DMRS도 함께 전송한다(1604). 상기 PSCCH에서 전송되는 SCI에 포함되는 정보는 하기와 같은 방법에 의해 결정될 수 있다. 상기 실시예들과 하기 실시예들을 포함하는 본 발명에서는 QoS 값이라 함은 Priority 값, 목표 Latency 값, 목표 도달 거리 등을 의미하는 정보일 수 있으며, 상위에서 전달되는 데이터라 함은, sidelink shared channel (SL-SCH)일 수 있다.
- 방법x-1: SCI에 포함되는 QoS 값은 전송블록(1602)에 해당하는 QoS 값에 기반하여 결정될 수 있다. 이 방법에서는 CSI 정보의 전송여부와는 관계 없이, 전송블록이 PSSCH에 매핑되어 전송되므로, 데이터라 간주할 수 있는 전송블록에 포함되는 QoS 값 또는 Priority 값을 SCI에 포함하는 것일 수 있다. 본 방법에 기반하더라도, 실제 채널 점유를 위한 센싱 방법에서, 동일한 QoS 값을 갖는 경우에 CSI 정보를 포함하는 전송을 우선시하여 채널 센싱을 수행하는 방법이 적용될 수 있을 것이다.
- 방법x-2: SCI에 포함되는 QoS 값 또는 Priority 값은 전송블록(1602)에 해당하는 QoS 값과 CSI 정보 전송여부에 기반하여 결정할 수 있다. 이 방법은 CSI 정보의 전송여부를 QoS 값 결정에 포함하는 것으로써, CSI가 포함되는 전송을, CSI가 포함되지 않는 전송에 비해 우선시하는 의도일 수 있다.
도 17은 CSI 정보를 PSSCH(1703)에서 전송하면서 PSSCH에 상위 레이어에서 전송되는 데이터, 즉 전송블록 정보가 없이, PSSCH에 CSI 정보만 포함되어 전송되는 일례를 도시한 도면이다. 또한 PSSCH의 수신을 위한 기준신호인 DMRS도 함께 전송한다(1704) 본 발명에서는 도 17은 CSI만 전송되는 일례이지만, CSI가 MAC CE (control element) 또는 RRC 계층 등의 상위 시그널링으로 전송되는 경우에는 CSI가 전송블록 형태로 PSSCH에 포함되어 전송되는 경우일 수도 있을 것이다. 도 17에서는 전송하려고 하는 데이터가 없이 CSI 정보만 전송하는 경우일 수 있으며, 이 경우에는 상위에서 전달되는 데이터의 QoS 값 또는 Priority 값이 없을 수 있다. 따라서 이 때에는 송신 단말이 SCI (1701)에 포함하는 QoS 값을 어떻게 결정해야하는지 결정 방법이 필요하다. 본 발명에서는 해당 경우의 QoS 값을 결정하는 방법을 하기와 같이 제공한다.
- 방법y-1: CSI 정보를 보고하는 경우, 상위에서 전달되는 QoS 값이 존재하지 않을 경우 (즉 상위에서 전달되는 데이터가 없이 CSI 만 전송되는 경우)에는 CSI-RS가 전송될 때 함께 전송되었던 SCI에 포함하는 QoS 값에 기반하여 CSI 정보를 보고할 때의 SCI의 QoS 값을 결정한다. 일례로, CSI 정보를 보고할 때의 SCI에 포함하는 QoS 값을, CSI-RS가 전송될 때 함께 전송되었던 SCI에 포함하는 QoS 값과 같은 값으로 결정할 수 있다. 도 18에서는 CSI-RS가 전송될 때의 슬롯 구조의 일례와, CSI 정보를 보고할 때의 슬롯 구조의 일례를 도시한 도면이다. 송신 단말(1811)은 CSI-RS (1803)를 전송할 때, SCI(1801)와 PSSCH(1802)를 함께 전송한다. 상기 SCI(1801)는 PSSCH(1802)에 해당하는 QoS 값을 포함할 수 있다. 수신 단말(1813)은 상기 전송되는 CSI-RS(1803)를 측정하여 채널 상태를 파악하고 CSI 정보를 생성하여 송신 단말(1811)에게 전송한다. CSI 정보를 보고할 때, CSI 정보를 PSSCH(1805)에 매핑하여 전송하며, 상기 PSSCH(1805)를 스케줄링하기 위해 SCI(1804)도 전송한다. 상기 SCI (1804)에는 QoS값이 포함될 수 있으며, 그 값은 CSI-RS(1803)을 전송할 때 사용되었던 SCI (1801)에 포함된 QoS 값과 같은 값일 수 있다. 만약 채널 상태 정보인 CSI 정보가 MAC CE에 포함되어 전송되는 경우, 다른 데이터 없이 CSI만 MAC CE에 포함되어 전송되면 MAC CE에 해당하는 QoS 값은 CSI 측정에 사용된 CSI-RS가 전송될 때 SCI에 포함된 QoS 값으로 결정할 수 있다.
- 방법y-2: CSI 정보만 포함되어 PSSCH가 전송되는 경우에는 상기 PSSCH를 스케줄링하기 위한 SCI에 포함되는 QoS 값을 제일 낮은 Priority로 고정하여 전송하는 방법이 사용될 수 있다. 일례로, 도 17에서와 같이 PSSCH(1703)에 상위에서 전달되는 다른 데이터 없이 CSI 정보만 포함되어 전송되는 경우, 상기 PSSCH(1703)를 스케줄링하는 SCI(1701)에 포함되는 QoS 값은 8로 결정될 수 있을 것이다. 상기 일례에서는 QoS 값 8이 제일 낮은 priority를 의미하는 값일 수 있으며, 이는 다른 데이터에 비해 CSI를 낮은 우선순위로 판단하는 것 때문일 수 있다. 만약 채널 상태 정보인 CSI 정보가 MAC CE에 포함되어 전송되는 경우, 다른 데이터 없이 CSI만 MAC CE에 포함되어 전송되면 MAC CE에 해당하는 QoS 값은 항상 제일 낮은 QoS 값으로 세팅되어 포함될 수 있을 것이다.
- 방법y-3: 본 방법은, CSI 정보를 전송하는 단말은 CSI를 전송할 때 사용하는 제어정보인 SCI에 포함되는 QoS값을 임의로 설정하여 전송하고, 채널 센싱을 수행하는 단말이 SCI를 디코딩하여 채널 점유를 판단할 때, 해당 SCI가 다른 데이터 없이 CSI 정보만을 포함하는 PSSCH를 스케줄링하는 SCI일 경우에는 해당 SCI가 점유하거나 예약하는 자원을 사용한 자원 리스트에서 제외하지 않을 수 있다. 즉, 다른 데이터 없이 CSI 정보만을 포함하는 PSSCH를 스케줄링하는 SCI는 채널 센싱 방법에서 무시하는 것일 수 있다. 일례도, 도 18에서 CSI 정보만을 포함하는 PSSCH를 수신하는 단말(1811)은 채널 센싱을 수행할 때 해당 SCI 정보 (SCI to indicate CSI reporting)에 포함된 자원 점유 또는 자원 예약 정보 등을 무시할 수 있다. 또는, 상기 단말(1811)은 채널 센싱 과정에서 해당 SCI 수신 자체를 무시하는 것일 수 있다. 본 방법은 수신 단말이 SCI를 수신하고 SL-SCH 포함 여부를 지시하는 지시자를 확인한 뒤, SL-SCH가 포함되지 않은 경우 해당 스케줄링을 채널 센싱에서 무시하는 방법일 수 있다. 상기 무시하는 방법은 해당 SCI를 카운트하지 않거나, 전송 가능 자원을 판단하는 과정에서 전송 불가능한 자원들을 뺄 때 상기 SCI를 고려하지 않는 것일 수 있다.
상기에서는 데이터 수신을 위해 SCI 한 개를 디코딩하는 1-stage SCI 방법을 기준으로 설명하였지만, 어떠한 데이터 수신을 위해 SCI 두 개를 디코딩해야하는 2-stagae SCI 방법에도 적용될 수 있을 것이다.
도 19는 CSI 정보를 PSSCH에 피기백하여 (즉, SL-SCH와 다른 채널코딩 방법으로 인코딩 되어 매핑될 때) 피드백할 때, CSI가 매핑되는 PSSCH를 스케줄링하는 제어정보에 포함될 QoS 값을 결정하는 방법의 일례를 도시한 도면이다.
CSI를 피드백 하고자 하는 (1910) 단말은 전송하려는 PSSCH에 SL-SCH가 포함되었는지를 판단한다(1920). SL-SCH가 포함되어 있다면, 단말은 SCI의 QoS를 상기 SL-SCH가 갖고 있는 QoS에 기반하여 결정한다(1930). 만약 SL-SCH가 포함되어 있지 않다면, 단말은 상기 방법y-1, 방법 y-2에서 제시한 방법 등을 적용하여 SCI의 QoS값을 결정한다(1940). CSI를 피드백 하고자 하는 단말은 전송하려는 PSSCH에 SL-SCH가 포함되었는지를 판단하는 것은, 전송하려는 SCI에 매핑하는 SL-SCH 포함여부 지시자에 기반하여 결정하는 것일 수 있다.
도 20은 CSI 정보를 PSSCH에서 전송하는 MAC CE를 이용하여 전송할 때(즉, 해당 PSSCH에 다른 데이터 없이도 SL-SCH가 포함되며 상기 SL-SCH에는 CSI가 매핑된 MAC CE가 포함될 수 있다), CSI가 매핑되는 PSSCH를 스케줄링하는 제어정보에 포함될 QoS 값을 결정하는 방법의 일례를 도시한 도면이다. CSI를 피드백 하고자 하는 (2010) 단말은 전송하려는 PSSCH에 SL-SCH가 QoS 값을 가지고 있는지를 판단한다(2020). SL-SCH가 QoS 값을 가지고 있다면, 단말은 SCI의 QoS를 상기 SL-SCH가 갖고 있는 QoS에 기반하여 결정한다(2030). 만약 SL-SCH가 QoS 값을 가지고 있지 않다면, 단말은 상기 방법y-1, 방법 y-2에서 제시한 방법 등을 적용하여 SCI의 QoS값을 결정한다(2040).
[제4실시예]
제4실시예는 제2실시예에서 제공한 방법1을 적용할 때, 즉 CSI 피드백이 PSSCH 자원에 매핑 되어 전송되는 경우, CSI 피드백 정보에 채널코딩을 적용한 후의 코딩된 비트의 수를 계산하는 방법 및 상기 코딩된 비트들을 PSSCH 자원에 매핑하는 방법을 제공한다.
- PSSCH에 SL-SCH가 포함되지 않는 경우: 사이드링크 CSI가 코딩된 비트 수
는 하기와 같이 계산될 수 있을 것이다.
상기에서
는 l번째 OFDM 심볼에서 PSSCH에서 사이드링크 CSI 피드백 정보 매핑에 사용되는 자원 요소 (resource element; RE)의 수이며,
는 DMRS 심볼을 포함하여 PSSCH에 사용하는 심볼 수 이다.
- PSSCH에 SL-SCH가 포함된 경우: 사이드링크 CSI가 코딩된 비트 수
는 하기와 같이 계산될 수 있을 것이다.
상기에서 R은 PSSCH의 코딩 레이트이며, Qm은 변조 오더(modulation order)이며, R과 Qm은 상기 PSSCH를 스케줄링하는 SCI에 포함된 MCS 정보로부터 얻어질 수 있다.
는 사이드링크 CSI 정보의 코딩된 비트 수를 조절하기 위한 파라미터로서 리소스풀 설정 또는 PC5-RRC 설정 또는 SCI의 비트필드 중 최소 하나 이상에 기반하여 결정될 수 있다. 상기에서
는 사이드링크 CSI 피드백 정보의 비트수이며,
는 채널코딩 전에 추가되는 CRC 비트수이다.
도 21은 사이드링크 CSI를 PSSCH에 매핑하는 일례를 도시한 도면이다. PSCCH는 PSSCH의 주파수 자원 및 시간 자원을 스케줄링하는 정보를 포함하고 있을 수 있다. 따라서 단말은 PSCCH를 수신하면, 해당 PSCCH가 스케줄링하는 PSSCH가 어느 자원에 매핑되어 있는지 알 수 있을 것이다. 수신 단말이 PSSCH를 수신하고 최대한 빨리 사이드링크 CSI 정보를 얻을 수 있도록, 사이드링크 CSI는 PSSCH의 매핑자원 중 시간 자원에서 최대한 빠른 영역에 매핑되는 것이 가능할 수 있다.
도 22는 사이드링크 CSI를 PSSCH에 매핑하는 다른 일례를 도시한 도면이다. PSCCH는 PSSCH의 주파수 자원 및 시간 자원을 스케줄링하는 정보를 포함하고 있을 수 있다. 따라서 단말은 PSCCH를 수신하면, 해당 PSCCH가 스케줄링하는 PSSCH가 어느 자원에 매핑되어 있는지 알 수 있을 것이다. 수신 단말이 PSSCH를 수신하고 최대한 빨리 데이터에 대한 디코딩을 시작할 수 있도록, 사이드링크 CSI는 PSSCH의 매핑자원 중 시간 자원에서 최대한 늦은 영역에 매핑되는 것이 가능할 수 있다.
[제5실시예]
제5실시예는 수신 단말이 사이드링크에서 CSI-RS를 수신 받고 채널 상태를 측정한 후, CSI 피드백 정보 (CSI 보고 정보)를 송신 단말에게 전송하는 시간에 대해 전송 여부를 결정하는 방법 및 장치를 제공한다.
수신 단말이 예를 들어 슬롯 n에서 사이드링크에서 CSI-RS를 수신 받으면, 수신 단말은 슬롯 n에서부터 CSI 정보 생성을 위한 프로세싱을 시작할 수 있다. 만약 슬롯 n+k에서 (k는 1보다 큰 자연수) 사이드링크 CSI 보고를 송신 단말로 전송할 준비가 되었다고 가정하였을 때, 수신 단말은 상기 CSI 정보를 보낼 준비가 되었어도, 사이드링크에서 보낼 자원을 찾지 못하였다면, 상기 CSI 정보를 보낼 수 없을 것이다. 만약 수신 단말이 송신 단말에게 전송할 자원을 연속적으로 점유하지 못하였다면, 수신 단말은 오랜 시간 동안 CSI 정보를 보내지 못하게 되며, 일정 시간 이후에는 상기 CSI 정보는 유효한 정보가 아닐 수 있다. 따라서 오랜 시간 이후에는 상기 CSI 정보를 보낸다 하더라도 송신 단말에서는 상기 CSI 정보를 이용할 필요가 없을 수 있다. (오랜 시간이 지나서 의미가 없는 정보일 수 있기 때문일 수 있다) 따라서 수신 단말이 사이드링크 CSI-RS를 수신하고 일정 시간 후에는 상기 사이드링크 CSI-RS로부터 얻어진 CSI 정보를 전송하지 않거나, 수신 단말의 버퍼에서 버리는 동작이 필요할 수 있다. 이를 위해 하기와 같은 방법들 중 최소 하나 이상을 적용할 수 있다
- 방법1: 미리 고정되거나, 리소스풀에 미리 설정되거나, 또는 PC5-RRC로 미리 설정된 CSI 보고 시점에서만 전송하며 상기 설정된 시점 이외에서는 전송하지 않는다. 상기 시점이라함은 사이드링크 CSI-RS의 전송으로부터 CSI 피드백 정보를 전송하는 슬롯 또는 특정 시간을 의미할 수 있다. 즉 상기 시점이 지나면 생성한 CSI를 단말이 버퍼에서 버릴 수 있다.
- 방법2: 정의되거나 설정된 구간 시간 윈도우 (duration time window) 기반으로, 해당 CSI 피드백 정보가 전송되어야하는 시간 구간을 결정하고, 상기 시간 구간에서만 전송되도록 하며, 상기 구간이 지나면 해당 CSI 피드백을 전송하지 않도록 할 수 있다.
- 방법3: 사이드링크 CSI 보고 유효 타이머(timer_valid_SL_CSI_reporting)를 도입할 수 있을 것이며, 상기 사이드링크 CSI 보고 유효 타이머는 해당 타이머가 만료되기 전까지는 사이드링크 CSI-RS로부터 얻어진 사이드링크 채널 정보인 CSI 피드백 정보를 송신 단말로 보낼 수 있을 것이다. 즉, 상기 타이머 timer_valid_SL_CSI_reporting가 만료된 후에는, 송신 단말로 사이드링크 채널 정보인 CSI 피드백 정보를 보내지 않을 수 있을 것이다. 송신 단말은 수신 단말에게 사이드링크 CSI-RS를 매번 PSSCH를 전송할 때마다 보내는 것이 가능하겠지만, 이러한 경우 사이드링크 CSI-RS를 전송하기 위한 자원이 추가적으로 소모되므로 자원 효율성이 떨어질 수 있다. 따라서, 송신 단말은 수신 단말에게 사이드링크 CSI-RS를 보낸 후, 상기 타이머 timer_valid_SL_CSI_reporting가 만료될 때까지 사이드링크 CSI 피드백 정보가 수신 단말로부터 전송되지 않으면, 타이머 timer_valid_SL_CSI_reporting 이후에 다시 한번 사이드링크 CSI-RS를 송신하며, CSI 피드백 보고를 요청할 수 있다.
[제6실시예]
제6실시예에서는 사이드링크에서의 제어정보, 피드백 정보, CSI 등의 정보와 전송 채널이 물리채널에 매핑되는 방법 및 이와 관련된 일례들을 적용하는 방법 및 장치를 제공한다.
사이드링크에서 전송하는 정보는 사이드링크 제어 정보 (sidelink control information; SCI), 사이드링크 피드백 제어 정보 (sidelink feedback control information; SFCI), 사이드링크 채널 상태 정보 (sidelink channel state information; SCSI), 그리고 전송 채널인 사이드링크 공유 채널 (sidelink shared channel; SL-SCH)가 포함될 수 있다.
상기 정보 및 전송 채널은 하기와 같은 방법으로 물리 채널에 매핑될 수 있다.
또는 SCSI가 PSFCH로 전송된다면, 하기와 같은 전송채널-물리채널 매핑으로 적용될 수 있을 것이다.
또는 SCSI가 상위 계층으로 전달되어, 예를 들어 MAC 계층의 제어 요소 (MAC control element; MAC CE)로 전달되면, 이는 SC-SCH에 해당하므로, PSSCH로 전송 될 수 있을 것이며, 하기와 같은 전송채널-물리채널 매핑으로 적용될 수 있을 것이다.
사이드링크의 CSI가 MAC CE로 전송될 때, 수신 단말은 송신 단말에게 하기의 추가 정보 중 최소 하나 이상을 함께 전달할 수 있을 것이다.
- CSI를 측정할 때 사용한 사이드링크 CSI-RS가 전송된 슬롯의 정보, 즉, 사이드링크 CSI-RS가 전송된 타이밍에 관한 정보
- CSI가 측정된 주파수 영역에 대한 정보, 즉, 사이드링크 CSI-RS가 전송된 주파수 영역에 관한 정보. 서브채널의 인덱스 등을 포함할 수 있다.
- 랭크 지시자 (RI), 채널 quality 지시자 (CQI)의 정보
- 선호하는 프리코딩 행렬의 정보
- 선호하는 빔포밍 관련 정보
- 사이드링크 CSI-RS를 수신한 수신 단말의 ID 정보
- 사이드링크 CSI-RS를 송신한 송신 단말의 ID 정보
- 사이드링크 CSI 피드백 정보를 송신하는 송신 단말의 ID 정보
- 사이드링크 CSI 피드백 정보를 수신하는 수신 단말의 ID 정보
본 발명에서는 상기에서 사이드링크 CSI-RS를 수신한 수신 단말과 사이드링크 CSI 피드백 정보를 송신하는 송신 단말이 같은 단말로 설명하였지만 이에 한정되지 않고 다른 단말인 경우에도 적용할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명에서는 상기에서 사이드링크 CSI-RS를 송신한 송신 단말과 사이드링크 CSI 피드백 정보를 수신하는 수신 단말이 같은 단말로 설명하였지만 이에 한정되지 않고 다른 단말인 경우에도 적용할 수 있을 것이다.
[제7실시예]
제7실시예는 사이드링크 CSI 피드백 정보를 PSFCH에서 전송하는 방법 및 장치를 제공한다.
해당 리소스풀에서 사이드링크의 CSI 피드백 정보가 PSFCH에서 전송이 가능하도록 설정될 수 있을 것이다 (예를 들어, enabled 형태로 설정). 또한 해당 리소스풀에서 PSFCH 전송 자원이 매 슬롯이 아니라 N 슬롯(N>1)마다 존재하도록 설정되는 것이 가능할 수 있다. 이 때, CSI 피드백을 전송하는 타이밍은 하기와 같이 결정되는 것이 가능할 수 있다.
- 방법1: 사이드링크 CSI-RS 전송 이후, 리소스풀마다 설정된 특정 시간(슬롯) 이후에 CSI 피드백 보고를 전송하는 방법. 본 방법에서는 CSI 피드백을 전송해야하는 슬롯에 PSFCH 자원이 있으면 CSI 피드백을 PSFCH에서 전송하고, 해당 슬롯에 PSFCH 자원이 없으면, PSSCH로 전송하는 것이 가능할 수 있다. 상기에서 사이드링크 CSI-RS 전송 이후, 리소스풀마다 설정된 특정 시간(슬롯) 이후는 리소스풀에 설정된 부반송파 간격 (subcarrier spacing; SCS)마다 다르게 정의되는 것이 가능할 수 있다.
- 방법2: 사이드링크 CSI-RS 전송 이후, 리소스풀마다 설정된 특정 시간(슬롯) 이후에 가장 빨리 전송 가능한 PSFCH 자원에서 CSI 피드백 보고를 전송하는 방법. 상기에서 사이드링크 CSI-RS 전송 이후, 리소스풀마다 설정된 특정 시간(슬롯) 이후는 리소스풀에 설정된 부반송파 간격 (subcarrier spacing; SCS)마다 다르게 정의되는 것이 가능할 수 있다.
상기에서 설명의 편의를 위하여 본 발명의 제1 실시 예 내지 제7 실시 예를 나누어 설명하였으나, 각 실시 예는 서로 관련된 동작을 포함하고 있으므로 적어도 2개의 실시 예를 조합하여 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 제1 실시 예 내지 제7 실시 예는 도 12 또는 도 13 동작에 포함되어 실시 될 수도 있다. 또한, 도 1 내지 도 15의 구성 중 대응하는 구성 또는 동작은 상기 제1 실시 예 내지 제 7 실시 예는 결합 가능하다.
본 발명의 상기 실시예들을 수행하기 위해 단말과 기지국의 송신부, 수신부, 처리부가 각각 도 23과 도 24에 도시되어 있다. 도 23 및 도 24는 본 발명의 다양한 실시예에서 CSI-RS의 전송여부, CSI 정보를 보고하는지 여부, SL-SCH 포함 여부를 사이드링크 제어정보에 포함시켜 전달하는 방법, CSI 피드백 사이즈를 결정하는 방법, PSSCH의 스케쥴링 정보를 구성하는 방법, CSI 피드백 정보에 채널 코딩을 적용하는 방법 및 이를 맵핑하는 방법, 피드백 정보와 CSI 등의 정보를 물리채널에 맵핑 시키는 방법 등과 관련하여, 이를 수행하기 단말과 기지국의 장치 구성을 도시하고 있다.
구체적으로 도 23은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 23에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 단말은 단말기 수신부(2300), 단말기 송신부(2304), 단말기 처리부(2302)를 포함할 수 있다. 단말기 수신부(2300)와 단말이 송신부(2304)를 통칭하여 본 발명의 실시 예에서는 송수신부라 칭할 수 있다. 송수신부는 기지국과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신부는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 단말기 처리부(2302)로 출력하고, 단말기 처리부(2302)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다. 단말기 처리부(2302)는 상술한 본 발명의 실시예에 따라 단말이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들어, 단말 수신부(2300)에서 기지국으로부터 제어정보를 수신하고, 단말 처리부(2302)는 제어정보 및 미리 설정된 설정 정보에 따라 사이드링크 CSI 피드백 전송 여부 및 피드백 정보들을 결정하고 이에 따라 송신 준비를 수행할 수 있다. 이후, 단말 송신부(1604)에서 스케줄링된 피드백을 기지국으로 전달할 수 있다. 사이드링크 통신을 수행하는 송신 단말과 수신 단말은 모두 도 23에 도시된 구조를 가질 수 있다. 송신 단말은 제1 단말로 지칭하고, 수신 단말은 제2 단말로 정의할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 단말에 있어서 상기 단말 처리부(2302)는 CSI(channel state information)를 획득하고, SCI(sidelink control information)을 포함하는 PSCCH(physical sidelink control channel)을 상기 송수신부를 통해 제2 단말에게 전송하며, 상기 CSI 및 상위 레이어로부터 전달 받은 데이터를 포함하는 PSSCH(physical sidelink shared channel)를 상기 송수신부를 통해 제2 단말에게 전송하도록 제어할 수 있다. 상기 SCI는 상기 CSI 및 데이터에 대한 맵핑 정보 및 QoS (quality of service) 정보를 포함하고, 상기 QoS 정보는 상기 PSSCH에서 상기 CSI의 전송 여부에 기반하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 QoS는 우선순위 (priority) 값을 포함하고, 상기 우선 순위는 상기 데이터의 우선 순위 및 상기 CSI의 전송 여부에 기반하여 결정될 수 있고, 상기 CSI는 MAC(medium access control) control element 를 포맷으로 전송될 수 있다. 상기 QoS 정보는 상기 CSI가 포함되는 상기 PSSCH의 전송을 상기 CSI가 포함되지 않는 다른 PSSCH의 전송 보다 우선 순위가 높은 것으로 지시할 수 있으며, 상기 CSI의 우선 순위는 기 설정된 값을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제2 단말에 있어서 상기 단말 처리부(2302)는 CSI(channel state information)-RS(reference signal)을 상기 송수신부를 통해 제1 단말에게 전송하고, 상기 송수신부를 통해 상기 제1 단말로부터 SCI(sidelink control information)을 포함하는 PSCCH(physical sidelink control channel)를 수신하며, 상기 SCI에 기반하여 CSI 및 데이터를 포함하는 PSSCH(physical sidelink shared channel)를 상기 송수신부를 통해 상기 제1 단말로부터 수신하도록 제어할 수 있다. 상기 SCI는 상기 CSI 및 데이터에 대한 맵핑 정보 및 QoS (quality of service) 정보를 포함하고, 상기 QoS 정보는 상기 PSSCH에서 상기 CSI의 전송 여부에 기반하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 QoS는 우선순위 (priority) 값을 포함하고, 상기 우선 순위는 상기 데이터의 우선 순위 및 상기 CSI의 전송 여부에 기반하여 결정될 수 있고, 상기 CSI는 MAC(medium access control) control element 를 포맷으로 수신될 수 있다. 상기 QoS 정보는 상기 CSI가 포함되는 상기 PSSCH의 전송을 상기 CSI가 포함되지 않는 다른 PSSCH의 전송 보다 우선 순위가 높은 것으로 지시할 수 있으며, 상기 CSI의 우선 순위는 기 설정된 값을 사용할 수 있다.
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 24에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 기지국은 기지국 수신부(2401), 기지국 송신부(2405), 기지국 처리부(2403)를 포함할 수 있다. 기지국 수신부(2401)와 기지국 송신부(2405)를 통칭하여 본 발명의 실시 예에서는 송수신부라 칭할 수 있다. 송수신부는 단말과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신부는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 기지국 처리부(2403)로 출력하고, 단말기 처리부(2403)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다. 기지국 처리부(2403)는 상술한 본 발명의 실시예에 따라 사이드링크 동작을 수행하는 기지국이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 일례로 사이드링크 통신에서의 송신 단말 또는 수신 단말의 동작을 기지국 또는 road side unit (RSU)가 수행할 수 있을 것이며, 이 때 기지국 및 RSU의 구조는 도 24의 구조를 가질 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 또한 상기 실시예들은 LTE 시스템, 5G 시스템 등에 상기 실시예의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능할 것이다.