KR102083951B1 - 무선 통신 시스템에서 상향링크 채널을 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 상향링크 채널을 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다.
구체적으로, 단말이 상향링크 채널을 전송하는 방법은, 기지국으로부터 특정 참조 신호(specific reference signal, CSI-RS)를 수신하는 과정과, 상기 특정 참조 신호에 기반하여 생성된 상향링크 제어 정보(uplink control information)를 보고(report)하는 상향링크 제어 채널(uplink control channel)을 전송할 빔의 수를 결정하는 과정과, 상기 결정된 빔의 수에 따라, 단일 빔(single beam) 또는 다수의 빔들(a plurality of beams)을 통해, 상기 기지국으로 상기 상향링크 제어 채널을 전송하는 과정을 포함하며, 상기 빔의 수는, 상기 기지국으로부터 수신된 하향링크 참조 신호(downlink reference signal)에 의한 측정 정보 또는 상기 상향링크 제어 정보의 유형(type) 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 상향링크 채널을 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 하나 이상의 빔(beam)들을 통해 상향링크 채널을 송수신하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.

차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.

본 명세서는, 무선 통신 시스템에서 상향링크 채널(uplink channel)을 송수신하는 방법을 제안한다.

구체적으로, 본 명세서는, 단말이 하나 또는 그 이상의 빔들을 이용하여 상향링크 채널을 전송하는 방법을 제안한다.

또한, 본 명세서는, 상향링크 제어 채널의 참조 신호(reference signal)에 기반하여 빔 조정(beam refinement)을 수행하는 방법을 제안한다.

또한, 본 명세서는, 다른 상향링크 채널 전송을 위한 빔 지시 정보(beam indication information)를 이용하여 상향링크 제어 채널의 전송 빔을 설정하는 방법을 제안한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 상향링크 채널(uplink channel)을 전송하는 방법에 있어서, 상기 방법은, 기지국으로부터 특정 참조 신호(Channel State Information-Reference Signal, CSI-RS)를 수신하는 과정과, 상기 특정 참조 신호에 기반하여 생성된 상향링크 제어 정보(uplink control information)를 보고(report)하는 상향링크 제어 채널(uplink control channel)을 전송할 빔의 수를 결정하는 과정과, 상기 결정된 빔의 수에 따라, 단일 빔(single beam) 또는 다수의 빔들(a plurality of beams)을 통해, 상기 기지국으로 상기 상향링크 제어 채널을 전송하는 과정을 포함하며, 상기 빔의 수는, 상기 기지국으로부터 수신된 하향링크 참조 신호(downlink reference signal)에 의한 측정 정보 또는 상기 상향링크 제어 정보의 유형(type) 중 적어도 하나에 기반하여 결정된다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 측정 정보가 나타내는 값이 미리 설정된 임계 값보다 작은 경우, 상기 상향링크 제어 채널은 상기 다수의 빔들을 통해 전송될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 미리 설정된 임계 값은, 상기 다수의 빔들의 빔의 수에 따라 다르게 설정될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 하향링크 참조 신호는, CSI-RS를 포함하고, 상기 측정 정보는, 채널 품질 지시자(channel quality indicator), 수신 전력(received power) 정보, 또는 수신 품질(received quality) 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 상향링크 제어 정보가 랭크 지시자(rank indicator) 또는 빔 인덱스(beam index) 중 적어도 하나를 나타내는 정보를 포함하는 경우, 상기 상향링크 제어 채널은 상기 다수의 빔들을 통해 전송될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 단말이 상기 다수의 빔들을 통해 상기 상향링크 제어 채널을 전송하는 경우, 상기 다수의 빔들은, 이전 시점의 상향링크 제어 정보 보고에 이용된 특정 빔을 포함하고, 상기 특정 빔은, 상기 상향링크 제어 채널 전송을 위해 설정된 자원(resource)들 중 미리 설정된 특정 자원에 할당될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 단말이 상기 다수의 빔들을 통해 상기 상향링크 제어 채널을 전송하는 경우, 상기 다수의 빔들은 미리 설정된 다수의 빔 집합(beam set)들 중 하나에 속할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법은, 상기 기지국으로부터, 상기 다수의 빔들의 적용 여부를 나타내는 정보, 상기 빔의 수를 나타내는 정보, 또는 상기 상향링크 제어 채널의 전송에 이용될 적어도 하나의 빔의 인덱스(index)를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 수신하는 과정을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법은, 상기 기지국으로부터, 상기 상향링크 제어 채널의 전송과 관련된 빔 설정 정보(beam configuration information)를 수신하는 과정을 더 포함하고, 상기 빔 설정 정보는, 상기 단일 빔을 위한 제1 빔 설정 정보 및 상기 다수의 빔을 위한 제2 빔 설정 정보를 포함하며, 상기 제1 빔 설정 정보 및 상기 제2 빔 설정 정보 각각은, 상기 상향링크 제어 채널의 전송과 관련된 자원 정보(resource information), 시간 오프셋 정보(time offset information), 또는 주기 정보(period information) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 단말은, 주기적(periodic) 또는 반-지속적(semi-persistent)으로 상향링크 제어 정보를 보고하도록 설정될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법은, 상기 단말이, 상기 기지국으로부터, 상향링크 공유 채널(uplink shared channel) 또는 하향링크 공유 채널(downlink shared channel)을 위한 빔 지시 정보를 수신하는 경우, 상기 빔 지시 정보가 나타내는 빔을 이용하여 후속(subsequent) 채널 상태 정보를 보고하는 상향링크 제어 채널을 후속 보고 시점에서 전송하는 과정을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법은, 상기 단말이 상기 다수의 빔들을 통해 상기 상향링크 제어 채널을 전송하는 경우, 상기 기지국으로부터 상기 다수의 빔들과 관련된 신호 품질 정보(signal quality information)를 수신하는 과정과, 상기 수신된 신호 품질 정보에 기반하여 선택된 적어도 하나의 특정 빔을 통해 후속 상향링크 채널을 전송하는 과정을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 신호 품질 정보는, 상기 상향링크 제어 채널의 복조(demodulation)를 위해 이용되는 참조 신호(reference signal)에 의해 측정된 각 빔 별 신호 품질에 기반하여 결정되며, 상기 신호 품질 정보는, 상기 참조 신호의 자원 인덱스 정보(resource index information) 또는 상기 참조 신호에 대한 수신 품질 정보(received quality information) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법은, 상기 기지국으로, 상기 상향링크 제어 채널의 전송을 위한 상기 다수의 빔의 적용 여부 또는 상기 빔의 수 중 적어도 하나에 대한 정보를 전송하는 과정을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 상향링크 채널(uplink channel)을 전송하는 단말에 있어서, 상기 단말은, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛과, 상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 기지국으로부터 특정 참조 신호(specific reference signal)를 수신하고, 상기 특정 참조 신호에 기반하여 생성된 채널 상태 정보(channel state information)를 보고(report)하는 상향링크 제어 채널(uplink control channel)을 전송할 빔의 수를 결정하고, 상기 결정된 빔의 수에 따라, 단일 빔(single beam) 또는 다수의 빔들(a plurality of beams)을 통해, 상기 기지국으로 상기 상향링크 제어 채널을 전송하도록 제어하며, 상기 빔의 수는, 상기 기지국으로부터 수신된 하향링크 참조 신호(downlink reference signal)에 의한 측정 정보 또는 상기 상향링크 제어 정보의 유형(type) 중 적어도 하나에 기반하여 결정된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상향링크 채널 전송에 대한 링크 품질(또는 빔 품질)이 저하되는 경우에도, 품질 정도에 따라 하나 또는 그 이상의 빔들을 이용함으로써 불필요한 빔 복구 절차(beam recovery procedure) 및/또는 링크 복구 절차(link recovery procedure)를 방지할 수 있는 효과가 있다. 이를 통해, 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있으며, 복구될 때까지의 통신 단절 및 지연 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 정보의 중요도(또는 신뢰도)에 따라 이용되는 빔의 수를 달리 설정할 수 있으므로, 기지국과 단말 간의 통신에 있어서 불확실성을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상향링크 제어 채널에 포함된 참조 신호를 이용하여 빔 조정 절차를 수행할 수 있다. 이에 따라, 기존의 빔 조정 절차에서 요구되는 별도의 참조 신호의 시그널링 없이도 빔 조정을 수행할 수 있는 점에서, 시그널링 오버헤드 및 통신 지연을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NR의 전체적인 시스템 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 프레임과 하향링크 프레임 간의 관계를 나타낸다.
도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 지원하는 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 안테나 포트 및 뉴머롤로지 별 자원 그리드의 예들을 나타낸다.
도 5는 아날로그 빔포머(analog beamformer) 및 RF 체인(RF chain)으로 구성되는 송신단(transmitter)의 블록도(block diagram)의 일례를 나타낸다.
도 6은 디지털 빔포머(digital beamformer) 및 RF 체인으로 구성되는 송신단의 블록도의 일례를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 아날로그 빔 스캐닝 방식의 일례를 나타낸다.
도 8은 주기적 또는 반-지속적 CSI 보고와 관련된 빔 엇갈림 현상의 일 예를 나타낸다.
도 9는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 다수의 빔들을 통해 UL 제어 정보를 전송하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 10은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 다수의 빔들을 통해 UL 제어 정보를 전송하는 방법의 다른 예를 나타낸다.
도 11은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 채널을 전송하는 단말의 동작 순서도를 나타낸다.
도 12는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

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. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 통상의 기술자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.

본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 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 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), gNB(generation-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.

이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

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), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 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(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

본 발명의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A/NR(New RAT)을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.

용어 정의

eLTE eNB: eLTE eNB는 EPC 및 NGC에 대한 연결을 지원하는 eNB의 진화(evolution)이다.

gNB: NGC와의 연결뿐만 아니라 NR을 지원하는 노드.

새로운 RAN: NR 또는 E-UTRA를 지원하거나 NGC와 상호 작용하는 무선 액세스 네트워크.

네트워크 슬라이스(network slice): 네트워크 슬라이스는 종단 간 범위와 함께 특정 요구 사항을 요구하는 특정 시장 시나리오에 대해 최적화된 솔루션을 제공하도록 operator에 의해 정의된 네트워크.

네트워크 기능(network function): 네트워크 기능은 잘 정의된 외부 인터페이스와 잘 정의된 기능적 동작을 가진 네트워크 인프라 내에서의 논리적 노드.

NG-C: 새로운 RAN과 NGC 사이의 NG2 레퍼런스 포인트(reference point)에 사용되는 제어 평면 인터페이스.

NG-U: 새로운 RAN과 NGC 사이의 NG3 레퍼런스 포인트(reference point)에 사용되는 사용자 평면 인터페이스.

비 독립형(Non-standalone) NR: gNB가 LTE eNB를 EPC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 요구하거나 또는 eLTE eNB를 NGC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 요구하는 배치 구성.

비 독립형 E-UTRA: eLTE eNB가 NGC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 gNB를 요구하는 배치 구성.

사용자 평면 게이트웨이: NG-U 인터페이스의 종단점.

시스템 일반

도 1은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NR의 전체적인 시스템 구조의 일례를 나타낸 도이다.

도 1을 참조하면, NG-RAN은 NG-RA 사용자 평면(새로운 AS sublayer/PDCP/RLC/MAC/PHY) 및 UE(User Equipment)에 대한 제어 평면(RRC) 프로토콜 종단을 제공하는 gNB들로 구성된다.

상기 gNB는 Xn 인터페이스를 통해 상호 연결된다.

상기 gNB는 또한, NG 인터페이스를 통해 NGC로 연결된다.

보다 구체적으로는, 상기 gNB는 N2 인터페이스를 통해 AMF (Access and Mobility Management Function)로, N3 인터페이스를 통해 UPF (User Plane Function)로 연결된다.

NR(New Rat) 뉴머롤로지(Numerology) 및 프레임(frame) 구조

NR 시스템에서는 다수의 뉴머롤로지(numerology)들이 지원될 수 있다. 여기에서, 뉴머롤로지는 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)과 CP(Cyclic Prefix) 오버헤드에 의해 정의될 수 있다. 이 때, 다수의 서브캐리어 간격은 기본 서브캐리어 간격을 정수 N(또는,

)으로 스케일링(scaling) 함으로써 유도될 수 있다. 또한, 매우 높은 반송파 주파수에서 매우 낮은 서브캐리어 간격을 이용하지 않는다고 가정될지라도, 이용되는 뉴머롤로지는 주파수 대역과 독립적으로 선택될 수 있다.

또한, NR 시스템에서는 다수의 뉴머롤로지에 따른 다양한 프레임 구조들이 지원될 수 있다.

이하, NR 시스템에서 고려될 수 있는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 뉴머롤로지 및 프레임 구조를 살펴본다.

NR 시스템에서 지원되는 다수의 OFDM 뉴머롤로지들은 표 1과 같이 정의될 수 있다.

NR 시스템에서의 프레임 구조(frame structure)와 관련하여, 시간 영역의 다양한 필드의 크기는

의 시간 단위의 배수로 표현된다. 여기에서,

이고,

이다. 하향링크(downlink) 및 상향링크(uplink) 전송은

의 구간을 가지는 무선 프레임(radio frame)으로 구성된다. 여기에서, 무선 프레임은 각각

의 구간을 가지는 10 개의 서브프레임(subframe)들로 구성된다. 이 경우, 상향링크에 대한 한 세트의 프레임들 및 하향링크에 대한 한 세트의 프레임들이 존재할 수 있다.

도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 프레임과 하향링크 프레임 간의 관계를 나타낸다.

도 2에 나타난 것과 같이, 단말(User Equipment, UE)로 부터의 상향링크 프레임 번호 i의 전송은 해당 단말에서의 해당 하향링크 프레임의 시작보다

이전에 시작해야 한다.

뉴머롤로지

에 대하여, 슬롯(slot)들은 서브프레임 내에서

의 증가하는 순서로 번호가 매겨지고, 무선 프레임 내에서

의 증가하는 순서로 번호가 매겨진다. 하나의 슬롯은

의 연속하는 OFDM 심볼들로 구성되고,

는, 이용되는 뉴머롤로지 및 슬롯 설정(slot configuration)에 따라 결정된다. 서브프레임에서 슬롯

의 시작은 동일 서브프레임에서 OFDM 심볼

의 시작과 시간적으로 정렬된다.

모든 단말이 동시에 송신 및 수신을 할 수 있는 것은 아니며, 이는 하향링크 슬롯(downlink slot) 또는 상향링크 슬롯(uplink slot)의 모든 OFDM 심볼들이 이용될 수는 없다는 것을 의미한다.

표 2는 뉴머롤로지

에서의 일반(normal) CP에 대한 슬롯 당 OFDM 심볼의 수를 나타내고, 표 3은 뉴머롤로지

에서의 확장(extended) CP에 대한 슬롯 당 OFDM 심볼의 수를 나타낸다.

NR 물리 자원(NR Physical Resource)

NR 시스템에서의 물리 자원(physical resource)과 관련하여, 안테나 포트(antenna port), 자원 그리드(resource grid), 자원 요소(resource element), 자원 블록(resource block), 캐리어 파트(carrier part) 등이 고려될 수 있다.

이하, NR 시스템에서 고려될 수 있는 상기 물리 자원들에 대해 구체적으로 살펴본다.

먼저, 안테나 포트와 관련하여, 안테나 포트는 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널이 동일한 안테나 포트 상의 다른 심볼이 운반되는 채널로부터 추론될 수 있도록 정의된다. 하나의 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널의 광범위 특성(large-scale property)이 다른 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널로부터 추론될 수 있는 경우, 2 개의 안테나 포트는 QC/QCL(quasi co-located 혹은 quasi co-location) 관계에 있다고 할 수 있다. 여기에서, 상기 광범위 특성은 지연 확산(Delay spread), 도플러 확산(Doppler spread), 주파수 쉬프트(Frequency shift), 평균 수신 파워(Average received power), 수신 타이밍(Received Timing) 중 하나 이상을 포함한다.

도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 지원하는 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.

도 3을 참고하면, 자원 그리드가 주파수 영역 상으로

서브캐리어들로 구성되고, 하나의 서브프레임이 14 x 2^u OFDM 심볼들로 구성되는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

NR 시스템에서, 전송되는 신호(transmitted signal)는

서브캐리어들로 구성되는 하나 또는 그 이상의 자원 그리드들 및

의 OFDM 심볼들에 의해 설명된다. 여기에서,

이다. 상기

는 최대 전송 대역폭을 나타내고, 이는, 뉴머롤로지들뿐만 아니라 상향링크와 하향링크 간에도 달라질 수 있다.

이 경우, 도 4와 같이, 뉴머롤로지

및 안테나 포트 p 별로 하나의 자원 그리드가 설정될 수 있다.

도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 안테나 포트 및 뉴머롤로지 별 자원 그리드의 예들을 나타낸다.

뉴머롤로지

및 안테나 포트 p에 대한 자원 그리드의 각 요소는 자원 요소(resource element)로 지칭되며, 인덱스 쌍

에 의해 고유적으로 식별된다. 여기에서,

는 주파수 영역 상의 인덱스이고,

는 서브프레임 내에서 심볼의 위치를 지칭한다. 슬롯에서 자원 요소를 지칭할 때에는, 인덱스 쌍

이 이용된다. 여기에서,

이다.

뉴머롤로지

및 안테나 포트 p에 대한 자원 요소

는 복소 값(complex value)

에 해당한다. 혼동(confusion)될 위험이 없는 경우 혹은 특정 안테나 포트 또는 뉴머롤로지가 특정되지 않은 경우에는, 인덱스들 p 및

는 드롭(drop)될 수 있으며, 그 결과 복소 값은

또는

이 될 수 있다.

또한, 물리 자원 블록(physical resource block)은 주파수 영역 상의

연속적인 서브캐리어들로 정의된다. 주파수 영역 상에서, 물리 자원 블록들은 0부터

까지 번호가 매겨진다. 이 때, 주파수 영역 상의 물리 자원 블록 번호(physical resource block number)

와 자원 요소들

간의 관계는 수학식 1과 같이 주어진다.

또한, 캐리어 파트(carrier part)와 관련하여, 단말은 자원 그리드의 서브셋(subset)만을 이용하여 수신 또는 전송하도록 설정될 수 있다. 이 때, 단말이 수신 또는 전송하도록 설정된 자원 블록의 집합(set)은 주파수 영역 상에서 0부터

까지 번호가 매겨진다.

빔 관리(Beam management)

NR에서 빔 관리는 다음과 같이 정의된다.

빔 관리(Beam management): DL 및 UL 송수신에 사용될 수 있는 TRP(들) 및/또는 UE 빔들의 세트(set)를 획득하고 유지하기 위한 L1/L2 절차들의 세트로서, 적어도 다음 사항들을 포함한다:

- 빔 결정: TRP (들) 또는 UE가 자신의 송신 / 수신 빔을 선택하는 동작.

- 빔 측정: TRP (들) 또는 UE가 수신된 빔 형성 신호의 특성을 측정하는 동작.

- 빔 보고: UE가 빔 측정에 기반하여 빔 형성된 신호의 정보를 보고하는 동작.

- 빔 스위핑 (Beam sweeping): 미리 결정된 방식으로 시간 간격 동안 송신 및 / 또는 수신된 빔을 이용하여 공간 영역을 커버하는 동작.

또한, TRP 및 UE에서의 Tx / Rx 빔 대응(correspondence)는 다음과 같이 정의된다.

- TRP에서의 Tx / Rx 빔 대응은 다음 중 적어도 하나가 충족되면 유지된다.

- TRP는 TRP의 하나 이상의 송신 빔에 대한 UE의 하향링크 측정에 기초하여 상향링크 수신을 위한 TRP 수신 빔을 결정할 수 있다.

- TRP는 TRP의 하나 이상의 Rx 빔들에 대한 TRP의 상향링크 측정에 기초하여 하향링크 전송에 대한 TRP Tx 빔을 결정할 수 있다.

- UE에서의 Tx / Rx 빔 대응은 다음 중 적어도 하나가 충족되면 유지된다.

- UE는 UE의 하나 이상의 Rx 빔에 대한 UE의 하향링크 측정에 기초하여 상향링크 전송을 위한 UE Tx 빔을 결정할 수 있다.

- UE는 하나 이상의 Tx 빔에 대한 상향링크 측정에 기초한 TRP의 지시에 기초하여 하향링크 수신을 위한 UE 수신 빔을 결정할 수 있다.

- TRP로 UE 빔 대응 관련 정보의 능력 지시가 지원된다.

다음과 같은 DL L1 / L2 빔 관리 절차가 하나 또는 다수의 TRP들 내에서 지원된다.

P-1: TRP Tx 빔 / UE Rx 빔 (들)의 선택을 지원하기 위해 상이한 TRP Tx 빔에 대한 UE 측정을 가능하게 하기 위해 사용된다.

- TRP에서의 빔포밍의 경우 일반적으로 서로 다른 빔 세트에서 인트라(intra)/인터(inter)-TRP Tx 빔 스윕(sweep)을 포함한다. UE에서의 빔포밍을 위해, 그것은 통상적으로 상이한 빔들의 세트로부터의 UE Rx 빔 sweep를 포함한다.

P-2: 상이한 TRP Tx 빔에 대한 UE 측정이 인터/인트라-TRP Tx 빔(들)을 변경하도록 하기 위해 사용된다.

P-3: UE가 빔 포밍을 사용하는 경우에 동일한 TRP Tx 빔에 대한 UE 측정이 UE Rx 빔을 변경시키는데 사용된다.

적어도 네트워크에 의해 트리거된 비주기적 보고(apreiodic reporting)는 P-1, P-2 및 P-3 관련 동작에서 지원된다.

빔 관리 (적어도 CSI-RS)를 위한 RS에 기초한 UE 측정은 K (빔의 총 개수) 빔으로 구성되며, UE는 선택된 N개의 Tx 빔들의 측정 결과를 보고한다. 여기서, N은 반드시 고정된 수는 아니다. 이동성 목적을 위한 RS에 기반한 절차는 배제되지 않는다. 보고 정보는 적어도 N <K 인 경우 N 개의 빔 (들)에 대한 측정량 및 N 개의 DL 송신 빔을 나타내는 정보를 포함한다. 특히, UE가 K'> 1 논-제로-파워 (NZP) CSI- RS 자원들에 대해, UE는 N'의 CRI (CSI-RS 자원 지시자)를 보고 할 수 있다.

UE는 빔 관리를 위해 다음과 같은 상위 계층 파라미터(higher layer parameter)들로 설정될 수 있다.

- N≥1 보고 설정(setting), M≥1 자원 설정

- 보고 설정과 자원 설정 간의 링크들은 합의된 CSI 측정 설정에서 설정된다.

- CSI-RS 기반 P-1 및 P-2는 자원 및 보고 설정으로 지원된다.

- P-3은 보고 설정의 유무에 관계없이 지원될 수 있다.

- 적어도 이하 사항들을 포함하는 보고 설정(reporting setting)

- 선택된 빔을 나타내는 정보

- L1 측정 보고(L1 measurement reporting)

- 시간 영역 동작(예: 비주기적(aperiodic) 동작, 주기적(periodic) 동작, 반-지속적(semi-persistent) 동작)

- 여러 주파수 세분성(frequency granularity)이 지원되는 경우의 주파수 세분성

- 적어도 이하 사항들을 포함하는 리소스 설정(resource setting)

- 시간 영역 동작(예: 비주기적 동작, 주기적 동작, 반-지속적 동작)

- RS 유형: 적어도 NZP CSI-RS

- 적어도 하나의 CSI-RS 자원 세트. 각 CSI-RS 자원 세트는 K≥1 CSI-RS 자원들을 포함(K개의 CSI-RS 자원들의 일부 파라미터들은 동일할 수 있다. 예를 들어, 포트 번호, 시간 영역 동작, 밀도 및 주기)

또한, NR은 L> 1 인 L 그룹을 고려하여 다음 빔 보고를 지원한다.

- 최소한의 그룹을 나타내는 정보

- N1 빔에 대한 측정량(measurement quantity)(L1 RSRP 및 CSI 보고 지원 (CSI-RS가 CSI 획득을 위한 경우))

- 적용 가능한 경우, N_l개의 DL 송신 빔을 나타내는 정보

상술한 바와 같은 그룹 기반의 빔 보고는 UE 단위로 구성할 수 있다. 또한, 상기 그룹 기반의 빔 보고는 UE 단위로 턴-오프(turn-off) 될 수 있다(예를 들어, L = 1 또는 N_l = 1인 경우).

NR은 UE가 빔 실패로부터 복구하는 메커니즘을 트리거할 수 있음을 지원한다.

빔 실패(beam failure) 이벤트는 연관된 제어 채널의 빔 쌍 링크(beam pair link)의 품질이 충분히 낮을 때 발생한다(예를 들어 임계 값과의 비교, 연관된 타이머의 타임 아웃). 빔 실패(또는 장애)로부터 복구하는 메커니즘은 빔 장애가 발생할 때 트리거된다.

네트워크는 복구 목적으로 UL 신호를 전송하기 위한 자원을 갖는 UE에 명시적으로 구성한다. 자원들의 구성은 기지국이 전체 또는 일부 방향으로부터(예를 들어, random access region) 청취(listening)하는 곳에서 지원된다.

빔 장애를 보고하는 UL 송신/자원은 PRACH (PRACH 자원에 직교하는 자원)와 동일한 시간 인스턴스(instance)에 또는 PRACH와 다른 시간 인스턴스(UE에 대해 구성 가능)에 위치할 수 있다. DL 신호의 송신은 UE가 새로운 잠재적인 빔들을 식별하기 위해 빔을 모니터할 수 있도록 지원된다.

NR은 빔 관련 지시(beam-related indication)에 관계 없이 빔 관리를 지원한다. 빔 관련 지시가 제공되는 경우, CSI-RS 기반 측정을 위해 사용된 UE 측 빔 형성 / 수신 절차에 관한 정보는 QCL을 통해 UE에 지시될 수 있다. NR에서 지원할 QCL 파라미터로는 LTE시스템에서 사용하던 delay, Doppler, average gain등에 대한 파라미터 뿐만 아니라 수신단에서의 빔포밍을 위한 공간 파라미터가 추가될 예정이며, 단말 수신 빔포밍 관점에서 angle of arrival (AOA) 관련 파라미터 및/또는 기지국 수신 빔포밍 관점에서 angle of departure (AOD) 관련 파라미터들이 포함될 수 있다.

NR에서 상기 angle of arrival 관련 파라미터를 통칭하여 spatial Rx(receive) parameter라 명칭하기로 하였다. 즉, 특정 antenna port가 다른 antenna port와 spatial Rx parameter 관점에서 QCL되어 있다고 함은 해당 두 antenna port를 수신하는 수신기가 동일한 수신 빔(spatial filter)을 사용해도 무방함을 지칭한다. 이는, 하향링크 관점에서 기지국이 해당 두 antenna port를 전송할 때 동일 혹은 유사한 전송 빔을 적용함을 단말에게 알려주는 것과 동일하다.

NR은 제어 채널 및 해당 데이터 채널 전송에서 동일하거나 다른 빔을 사용하는 것을 지원한다.

빔 쌍 링크 블로킹(beam pair link blocking)에 대한 견고성(robustness)를 지원하는 NR-PDCCH 전송을 위해, UE는 동시에 M개의 빔 쌍 링크상에서 NR-PDCCH를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 여기서, M≥1 및 M의 최대값은 적어도 UE 능력에 의존할 수 있다.

UE는 상이한 NR-PDCCH OFDM 심볼들에서 상이한 빔 쌍 링크(들)상의 NR-PDCCH를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 다수의 빔 쌍 링크들 상에서 NR-PDCCH를 모니터링하기 위한 UE Rx 빔 설정과 관련된 파라미터는 상위 계층 시그널링 또는 MAC CE에 의해 구성되거나 및 / 또는 탐색 공간 설계에서 고려된다.

적어도, NR은 DL RS 안테나 포트(들)과 DL 제어 채널의 복조를 위한 DL RS 안테나 포트(들) 사이의 공간 QCL 가정의 지시를 지원한다. NR-PDCCH(즉, NR-PDCCH를 모니터링하는 구성 방법)에 대한 빔 지시를 위한 후보 시그널링 방법은 MAC CE 시그널링, RRC 시그널링, DCI 시그널링, 스펙 transparent 및/또는 암시적 방법, 및 이들 시그널링 방법의 조합이다.

유니 캐스트 DL 데이터 채널의 수신을 위해, NR은 DL RS 안테나 포트와 DL 데이터 채널의 DMRS 안테나 포트 사이의 공간 QCL 가정의 지시를 지원한다.

RS 안테나 포트를 나타내는 정보는 DCI (다운 링크 허가)를 통해 표시된다. 또한, 이 정보는 DMRS 안테나 포트와 QCL 되어 있는 RS 안테나 포트를 나타낸다. DL 데이터 채널에 대한 DMRS 안테나 포트의 상이한 세트는 RS 안테나 포트의 다른 세트와 QCL로서 나타낼 수 있다.

UL(PUCCH/PUSCH) 빔 지시에 대해 간략히 살펴본다. 여기서, UL 빔 지시는 일반적인 용어이며, NR에서 UL 빔 지시는 spatial_relation_info. field 설정에 의해 UL 빔이 지시된다.

상기 spatial_relation_info. field 는 SRS 기반의 UL 빔 패어 결정 절차가 수행된 경우 SRS resource ID(s) (SRI)로, DL 빔과 UL 빔 간에 빔 호혜성(혹은 빔 대응성)이 존재하는 경우 DL 빔을 지시하기 위한 DL RS인 CSI-RS resource ID(s) (CRI) 혹은 SSB(synchronization signal block) ID (혹은 SSB ID에 상응하는 다른 ID, e.g. PBCH DMRS ID)를 포함할 수 있다.

일례로, PUCCH에 대한 UL 빔 지시는 (1) RRC layer에서 하나의 SRI, CRI 또는 SSB ID를 spatial_relation_info. field 설정에 의해 지시하거나, (2) RRC layer에서 복수의 SRIs, CRIs 또는 SSB IDs를 설정한 후 MAC layer에서 그 중 하나의 ID를 지정하는 방식으로 지시할 수 있다.

여기서, (2)의 경우, RRC layer에서 spatial_relation_info. field가 복수 개 설정되는 특징을 갖는다.

또한, PUSCH에 대한 UL 빔 지시 역시 상기 PUCCH에 대한 UL 빔 지시와 유사하나 차이점은 UL 빔 패어(beam pair) 결정이 끝난 이후에도 UL link adaptation을 위해 (맞춰진 UL 빔 패어를 통해) SRS 전송이 수행될 것이므로 최종적인 PUSCH 빔 지시는 해당 SRS resource ID (SRI)를 DCI로 지시한다.

이 때, 해당 SRI는 higher layer에서 기 설정된 복수의 SRS resource IDs 중 하나를 지시하는 역할이며, 상기 SRS resource ID들은 각각 (beam management 용도의) CRI, SSB ID, 또는 SRI와 spatial_relation_info. field로 빔 설정될 수 있다.

또한, NR에서는 반-지속적(semi-persistent) CSI 보고를 PUCCH 뿐만 아니라 PUSCH로도 지원한다.

이때, 반-지속적 CSI 보고를 PUSCH로 수행하기 위해서는 SPS(semi-persistent scheduling) PUSCH 자원 할당 방식과 유사하게 일반적인 one-shot scheduling을 수행하는 데 사용하는 C-RNTI와는 별도의 RNTI를 통해 scheduling grant를 지시한다.

이때, 상기 RNTI는 RRC message로 설정한다.

아래 표 4는 PUCCH 빔 지시 관련 RRC 파라미터의 일례를 나타내고, 표 5는 PUCCH 빔 지시 관련 MAC CE 파라미터의 일례를 나타낸다.

또한, 단일 빔을 적용하는 PUCCH와 복수 개의 빔을 적용하는 PUCCH는 한 slot에서 N번 반복 전송되는 복수의 PUCCH 자원들(혹은 심볼 그룹들)에 대해 N개의 빔들이 각각 정해진다.

이때, 각각의 N 빔들이 동일한 빔으로 설정(또는 지시 또는 적용)되는지 아니면 다른 빔으로 설정되는지로 구분될 수도 있다.

예를 들어, 상술한 spatial_relation_info field가 한 slot 내에서 반복 전송되는 복수 개의 PUCCH 자원들에 각각 설정/지시되고, 이때 동일한 spatial_relation_info 값을 적용하는지 여부, 또는 한 slot 내에서 전송되는 하나의 PUCCH 자원의 PUCCH symbol group 별로 spatial_relation_info 값을 동일하게 설정하는지 또는 다르게 설정하는지 여부로 구분될 수 있다.

PUSCH의 경우, 심볼 그룹 단위로 반복 전송을 수행하며, 서로 다른 심볼 그룹에 동일한 SRI 값을 적용하는지 아닌지에 따라 구분될 수 있다.

또한, NR 시스템에서 DL 관련 DCI에 포함된 TCI(transmission configuration indicator) field는 LTE의 PQI field와 유사하게 higher layer에서 설정된 다수의 QCL reference 자원들(e.g. CSI-RS 자원들 혹은 SSB 자원들)의 후보들 중에서 동적으로 하나를 지시하는 역할을 수행한다.

여기서, QCL 지시는 spatial parameter에 대한 QCL 지시를 포함할 수 있다. 예를 들어, higher layer에서 설정된 복수의 DL RS 자원들 중에서 TCI field를 통해 해당 PDSCH가 어느 DL RS 빔으로 전송되는지를 지시할 수 있다.

이를 수신한 단말은 해당 DL RS의 수신에 적합하도록 미리 training된 수신 빔을 적용하여 해당 PDSCH 빔을 수신할 수 있다.

하이브리드 빔포밍(Hybrid beamforming)

다중 안테나(multiple antenna)를 이용하는 기존의 빔 형성(beamforming) 기술은 빔 형성 가중치 벡터(weight vector)/프리코딩 벡터(precoding vector)를 적용하는 위치에 따라 아날로그 빔 형성(analog beamforming) 기법과 디지털 빔 형성(digital beamforming) 기법으로 구분될 수 있다.

아날로그 빔 형성 기법은 초기 다중 안테나 구조에 적용된 빔 형성 기법이다. 이는, 디지털 신호 처리가 완료된 아날로그 신호를 다수의 경로로 분기한 후, 각 경로에 대해 위상 쉬프트(Phase-Shift, PS)와 전력 증폭기(Power Amplifier, PA) 설정을 적용하여 빔을 형성하는 기법을 의미할 수 있다.

아날로그 빔 형성을 위해서는, 각 안테나에 연결된 PA와 PS가 단일 디지털 신호로부터 파생된 아날로그 신호를 처리(process)하는 구조가 요구된다. 다시 말해, 아날로그 단에서 상기 PA 및 상기 PS가 복소 가중치(complex weight를 처리한다.

도 5는 아날로그 빔포머(analog beamformer) 및 RF 체인(RF chain)으로 구성되는 송신단(transmitter)의 블록도(block diagram)의 일례를 나타낸다. 도 2는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 5에서, RF 체인은 기저대역(baseband, BB) 신호가 아날로그 신호로 변환되는 처리 블록을 의미한다. 아날로그 빔 형성 기법은 상기 PA와 상기 PS의 소자의 특성에 따라 빔의 정확도가 결정되고, 상기 소자의 제어 특성상 협대역(narrowband) 전송에 유리할 수 있다.

또한, 아날로그 빔 형성 기법의 경우, 다중 스트림(stream) 전송을 구현하기 어려운 하드웨어 구조로 구성되므로, 전송률 증대를 위한 다중화 이득(multiplexing gain)이 상대적으로 작다. 또한, 이 경우, 직교 자원할당 기반의 단말 별 빔 형성이 용이하지 않을 수도 있다.

이와 달리, 디지털 빔 형성 기법의 경우, MIMO 환경에서 다이버시티(diversity)와 다중화 이득을 최대화하기 위해 BB(Baseband) 프로세스를 이용하여 디지털 단에서 빔 형성이 수행된다.

도 6은 디지털 빔포머(digital beamformer) 및 RF 체인으로 구성되는 송신단의 블록도의 일례를 나타낸다. 도 3은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 6의 경우, 빔 형성은 BB 프로세스에서 프리코딩이 수행됨에 따라 수행될 수 있다. 여기에서, RF 체인은 PA를 포함한다. 이는, 디지털 빔 형성 기법의 경우, 빔 형성을 위해 도출된 복소 가중치가 송신 데이터에 직접적으로 적용되기 때문이다.

또한, 단말 별로 상이한 빔 형성이 수행될 수 있으므로, 동시에 다중 사용자 빔 형성을 지원할 수 있다. 뿐만 아니라, 직교 자원이 할당된 단말 별로 독립적인 빔 형성이 가능하므로, 스케줄링의 유연성이 향상되고, 이에 따라, 시스템 목적에 부합하는 송신단의 운용이 가능하다. 또한, 광대역 전송을 지원하는 환경에서 MIMO-OFDM과 같은 기술이 적용되는 경우에, 부반송파(subcarrier) 별로 독립적인 빔이 형성될 수도 있다.

따라서, 디지털 빔 형성 기법은 시스템의 용량 증대와 강화된 빔 이득을 기반으로 하여 단일 단말(또는 사용자)의 최대 전송률을 극대화할 수 있다. 상술한 바와 같은 특징에 기반하여, 기존의 3G/4G(예: LTE(-A)) 시스템에서는 디지털 빔포밍 기반의 MIMO 기법이 도입되었다.

NR 시스템에서, 송수신 안테나가 크게 증가하는 거대(massive) MIMO 환경이 고려될 수 있다. 일반적으로 셀룰러(cellular) 통신에서는 MIMO 환경에 적용되는 최대 송수신 안테나가 8개로 가정된다. 그러나, 거대 MIMO 환경이 고려됨에 따라, 상기 송수신 안테나의 수는 수십 또는 수백 개 이상으로 증가할 수 있다.

이 때, 거대 MIMO 환경에서 앞서 설명된 디지털 빔 형성 기술이 적용되면, 송신단은 디지털 신호 처리를 위하여 BB 프로세스를 통해 수백 개의 안테나에 대한 신호 처리를 수행해야 한다. 이에 따라, 신호 처리의 복잡도가 매우 커지고, 안테나 수만큼의 RF 체인이 필요하므로 하드웨어 구현의 복잡도도 매우 커질 수 있다.

또한, 송신단은 모든 안테나에 대해 독립적인 채널 추정(channel estimation)이 필요하다. 뿐만 아니라, FDD 시스템의 경우, 송신단은 모든 안테나로 구성된 거대 MIMO 채널에 대한 피드백 정보가 필요하므로, 파일럿(pilot) 및/또는 피드백 오버헤드가 매우 커질 수 있다.

반면, 거대 MIMO 환경에서 앞서 설명된 아날로그 빔 형성 기술이 적용되면, 송신단의 하드웨어 복잡도는 상대적으로 낮다.

이에 반해, 다수 안테나를 이용한 성능의 증가 정도는 매우 작으며, 자원 할당의 유연성이 낮아질 수 있다. 특히, 광대역 전송 시, 주파수 별로 빔을 제어하는 것이 용이하지 않다.

따라서, 거대 MIMO 환경에서는 아날로그 빔 형성과 디지털 빔 형성 기법 중 한 개 만을 배타적으로 선택하는 것이 아닌, 아날로그 빔 형성과 디지털 빔 형성 구조가 결합된 하이브리드(hybrid) 형태의 송신단 구성 방식이 필요하다.

이 때, 아래의 표 1에 나타난 것과 같은 아날로그 빔 형성 기법과 디지털 빔 형성 기법의 성능 이득 및 복잡도의 관계를 이용하여, 하이브리드 형태의 송신단이 구성될 수 있다.

아날로그 빔포밍(analog beamfroming)

일반적으로, 아날로그 빔포밍은 순수 아날로그 빔포밍 송수신단과 하이브리드 빔포밍 송수신단에서 이용될 수 있다. 이 때, 아날로그 빔 스캐닝은 동일한 시간에 한 개의 빔에 대한 추정을 수행할 수 있다. 따라서, 빔 스캐닝에 필요한 빔 트레이닝(beam training) 시간은 전체 후보 빔의 수에 비례하게 된다.

상술한 바와 같이, 아날로그 빔 포밍의 경우, 송수신단 빔 추정을 위하여 시간 영역에서의 빔 스캐닝 과정이 반드시 요구된다. 이 때, 전체 송수신 빔에 대한 추정 시간 T_s는 아래 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.

수학식 2에서, t_s는 하나의 빔 스캐닝을 위해 필요한 시간을 의미하고, K_T는 송신 빔의 수를 의미하고, K_R은 수신 빔의 수를 의미한다.

도 7은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 아날로그 빔 스캐닝 방식의 일례를 나타낸다. 도 7은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 7의 경우, 전체 송신 빔의 수 K_T가 L이고, 전체 수신 빔의 수 K_R가 1인 경우가 가정된다. 이 경우, 전체 후보 빔의 개수는 총 L개가 되므로, 시간 영역에서 L개의 시간 구간이 요구된다.

다시 말해, 아날로그 빔 추정을 위하여 단일 시간 구간에서 1개의 빔 추정만이 수행될 수 있으므로, 도 7에 나타난 바와 같이, 전체 L개의 빔(P₁ 내지 P_L) 추정을 수행하기 위하여 L개의 시간 구간이 요구된다. 단말은 아날로그 빔 추정 절차가 종료된 후, 가장 높은 신호 세기를 갖는 빔의 식별자(예: ID)를 기지국으로 피드백한다. 즉, 송수신 안테나 수의 증가에 따라 개별 빔 수가 증가할 수록, 보다 긴 트레이닝 시간이 요구될 수 있다.

아날로그 빔포밍은 DAC(Digital-to-Analog Converter) 이후에 시간 영역의 연속적인 파형(continuous waveform)의 크기와 위상각을 변화시키기 때문에, 디지털 빔포밍과 달리 개별 빔에 대한 트레이닝 구간이 보장될 필요가 있다. 따라서, 상기 트레이닝 구간의 길이가 증가할수록 시스템의 효율이 감소(즉, 시스템의 손실(loss)이 증가)될 수 있다.

채널 상태 정보 피드백(Channel State Information feedback)

레거시(legacy) LTE 시스템을 포함한 대부분의 셀룰러 시스템(cellular system)에서, 단말은 채널 추정(channel estimation)을 위한 파일럿 신호(예: 참조 신호(Reference Signal, RS))를 기지국으로부터 수신하여 채널 상태 정보(Channel State Information, CSI)를 산출하고, 산출된 값을 기지국으로 보고(report)한다. 기지국은 단말로부터 피드백(feedback) 받은 CSI 정보에 기반하여 데이터(data) 신호(즉, 하향링크 데이터)를 전송한다. LTE 시스템의 경우, 단말이 피드백하는 CSI 정보는 채널 품질 정보(Channel Quality Information, CQI), 프리코딩 행렬 인덱스(Precoding Matrix Index, PMI), 랭크 지시자(Rank Indicator, RI)를 포함한다. 이하, CQI 피드백, PMI 피드백, 및 RI 피드백에 대해 구체적으로 살펴본다.

먼저, CQI 피드백은 기지국이 데이터를 전송할 때 어떠한 변조 및 부호화 기법(Modulation and Coding Scheme, MCS)을 적용할 지에 대한 정보를 제공하려는 목적으로 단말이 기지국으로 제공하는 무선 채널 품질 정보이다. 기지국과 단말 간의 무선 품질이 높은 경우, 단말은 높은 CQI 값을 기지국으로 피드백한다. 높은 CQI 값을 피드백 받은 기지국은 상대적으로 높은 변조 차수(modulation order)와 낮은 채널 코딩 비율(channel coding rate)을 적용하여 데이터를 전송한다. 이와 달리, 기지국과 단말 간의 무선 품질이 낮은 경우, 단말은 낮은 CQI 값을 기지국으로 피드백한다. 낮은 CQI 값을 피드백 받은 기지국은 상대적으로 낮은 변조 차수와 높은 채널 코딩 비율을 적용하여 데이터를 전송한다.

다음으로, PMI 피드백은 기지국이 다중 안테나(multiple-antenna)를 설치한 경우, 어떠한 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 프리코딩 기법(precoding scheme)을 적용할 지에 대한 정보를 제공하려는 목적으로 단말이 기지국으로 제공하는 선호되는 프리코딩 행렬(preferred precoding matrix) 정보이다. 단말은 파일럿 신호로부터 기지국과 단말 간의 하향링크 MIMO 채널을 추정하고, 기지국이 어떠한 MIMO 프리코딩을 적용하면 효율적일 지에 대한 정보를 PMI 피드백을 통해 전달한다. LTE 시스템의 경우, PMI 구성에 있어 행렬 형태로 표현 가능한 선형 MIMO 프리코딩(linear MIMO precoding)만 고려된다.

이 경우, 기지국과 단말은 다수의 프리코딩 행렬들로 구성된 코드북(codebook)을 공유하고 있으며, 코드북 내 각각의 MIMO 프리코딩 행렬은 고유의 인덱스(index)를 갖는다. 따라서, 단말은 코드북 내에서 가장 선호하는 MIMO 프리코딩 행렬에 해당하는 인덱스를 PMI를 통해 피드백함에 따라, 단말의 피드백 정보량을 최소화한다. 이 때, PMI 값이 반드시 하나의 인덱스로만 구성될 필요는 없다. 일례로, 송신 안테나 포트(transmission antenna port)의 수가 8 개인 경우, 두 개의 인덱스들(즉, 제1 PMI(first PMI) 및 제2 PMI(second PMI))을 결합하여 최종적인 8 Tx(Transmission) MIMO 프리코딩 행렬이 도출될 수 있다.

다음으로, RI 피드백은 기지국과 단말이 다중 안테나를 설치하여 공간 다중화(spatial multiplexing)을 통한 다중-레이어(multi-layer) 전송이 가능한 경우, 단말이 선호하는 전송 레이어의 수에 대한 정보를 제공하려는 목적으로 단말이 기지국으로 제공하는 선호하는 전송 레이어 수에 대한 정보이다. 이 때, RI는 PMI와 밀접한 관계가 있는데, 이는, 전송 레이어 수에 따라 기지국은 각각의 레이어에 대해 어떠한 프리코딩을 적용해야 하는 지 알 수 있어야 하기 때문이다.

PMI/RI 피드백 구성에 있어, 단일 레이어 전송을 기준으로 PMI 코드북을 구성한 후 레이어 별로 PMI를 정의하여 단말이 피드백하는 방법이 고려될 수 있다. 다만, 이러한 방법은 전송 레이어 수의 증가에 따라 PMI/RI 피드백의 정보량이 크게 증가하는 단점이 있다. 따라서, LTE 시스템의 경우, 각각의 전송 레이어 수에 따른 PMI 코드북이 정의되어 있다. 즉, R-레이어(R-layer) 전송을 위하여, 크기 Nt x R의 행렬 N개가 코드북 내에 정의된다. 여기에서, R은 레이어의 수, Nt는 송신 안테나 포트 수, N은 코드북의 크기를 의미한다. 따라서, LTE 시스템의 경우, 전송 레이어 수에 관계없이 PMI 코드북의 크기가 정의된다. 이 경우, 전송 레이어 수(R)는 프리코딩 행렬(Nt x R 행렬)의 랭크(rank) 값과 일치하게 된다.

본 명세서에서 설명되는 PMI/RI는, 프리코딩 행렬(Nt x R 행렬)의 인덱스 값과 프리코딩 행렬의 랭크 값을 의미하는 LTE 시스템에서의 PMI/RI를 의미하는 것으로 제한되지 않는다. 또한, 본 명세서에서 설명되는 PMI는 송신단에서 적용 가능한 MIMO 프리코더 중에서 선호하는 MIMO 프리코더 정보를 나타내는 정보를 의미한다. 이 경우, 프리코더의 형태는 행렬로 표현가능한 선형 프리코더 만으로 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서 설명되는 RI는 선호하는 전송 레이어 수를 나타내는 피드백 정보를 모두 포함하는 것으로, LTE에서의 RI보다 더 넓은 의미로 해석될 수 있다.

이러한 CSI 정보는 전체 시스템 주파수 영역에 대해 생성되거나, 또는 일부 주파수 영역에 대해 생성될 수도 있다. 특히, 광대역 시스템(wideband(또는 broadband) system)에서는 단말 별로 선호하는 일부 주파수 영역(예: 서브밴드(subband))에 대한 CSI 정보를 생성하여 피드백하는 방법이 효율적일 수 있다.

또한, LTE 시스템에서 CSI 정보에 대한 피드백은 상향링크 채널을 통해 수행된다. 일반적으로, 주기적인(periodic) CSI 피드백은 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)를 통해 수행되고, 비주기적인(aperiodic) CSI 피드백은 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)을 통해 수행된다.

PUCCH를 통해 수행되는 주기적인 CSI 피드백에 대한 PUCCH CSI 보고 모드(PUCCH CSI reporting mode)는 표 6과 같이 정의될 수 있다. 여기에서, PUCCH CSI 보고 모드는, 단말이 주기적인 CSI 피드백을 수행하는 경우에 단말이 어떠한 정보를 피드백해야 하는 지에 대해 모드로 구분한 것을 의미한다.

주기적인 CSI 피드백과 달리, 비주기적인 CSI 피드백은 기지국이 CSI 피드백 정보를 요청하는 경우에만 일시적으로 수행된다. 이 경우, 기지국은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)/ePDCCH(enhanced PDCCH)와 같은 하향링크 제어 채널을 통해 비주기적인 CSI 피드백을 트리거(trigger)한다. LTE 시스템에서 비주기적인 CSI 피드백이 트리거된 경우, 단말이 어떠한 정보를 피드백해야 하는 지에 대한 PUSCH CSI 보고 모드(PUSCH CSI reporting mode)는 표 7과 같이 정의될 수 있다. 이 경우, 단말이 동작할 PUSCH CSI 보고 모드는 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)(즉, 상위 계층 메시지)을 통해 지시될 수 있다.

PUCCH는 PUSCH보다 한 번에 전송할 수 있는 데이터의 양(즉, 페이로드 크기(payload size))이 작으므로, PUCCH의 경우, 전송하고자 하는 CSI 정보를 한 번에 전송하기 어려울 수 있다. 이에 따라, 각 PUCCH CSI 보고 모드에 따라 CQI 및 PMI를 전송하는 시점(예: 서브프레임)과 RI를 전송하는 시점이 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 표 4의 Mode 1-0의 경우, 단말은 특정 PUCCH 전송 시점에서 RI만 전송하고, 다른 PUCCH 전송 시점에서 광대역 CQI(wideband CQI)를 전송할 수 있다.

또한, PUCCH 보고 유형(PUCCH reporting type)은 특정 PUCCH 전송 시점에 구성되는 CSI 정보의 종류에 따라 정의될 수 있다. 예를 들어, RI만 전송하는 보고 유형은 유형 3(type 3)에 해당하고, 광대역 CQI만 전송하는 보고 유형은 유형 3(type 4)에 해당한다. RI에 대한 피드백 주기(feedback period) 및 오프셋(offset) 값과 CQI/PMI에 대한 피드백 주기 및 오프셋 값은 상위 계층 시그널링(즉, 상위 계층 메시지)를 통해 단말로 지시(또는 설정)될 수 있다.

앞서 설명된 CSI 피드백 정보는 상향링크 제어 정보(Uplink Control Channel, UCI)에 포함된다.

참조 신호(Reference Signal, RS)

무선 통신 시스템에서 데이터는 무선 채널을 통해 전송되기 때문에, 신호는 전송 중에 왜곡될 수 있다. 수신단에서 왜곡된 신호를 정확하게 수신하기 위하여, 수신된 신호의 왜곡은 채널 정보를 이용하여 보정되어야 한다. 채널 정보를 검출하기 위하여 송신측과 수신측 모두 알고 있는 신호 전송 방법과 신호가 채널을 통해 전송될 때 왜곡된 정도를 이용하여 채널 정보를 검출하는 방법을 주로 이용한다. 상술한 신호를 파일럿 신호(pilot signal) 또는 참조 신호(Reference Signal, RS)라고 한다.

또한 최근 대부분의 이동 통신 시스템에서 패킷(packet)을 전송할 때, 지금까지 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안테나를 사용했던 것에서 탈피, 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 채택해 송수신 데이터 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 사용한다. 다중 입출력 안테나를 이용하여 데이터를 송수신할 때, 신호를 정확하게 수신하기 위하여 송신 안테나와 수신 안테나 간의 채널 상태가 검출되어야 한다. 따라서 각 송신 안테나는 개별적인 참조 신호를 가져야 한다.

LTE 시스템의 경우, 파일럿 신호 또는 RS의 용도는 다음과 같이 4 개의 유형으로 정의될 수 있다.

(1) 측정 RS(Measurement RS): 채널 상태 측정용 파일럿

1) CSI 측정(measurement)/보고(reporting) 용도 (단기 측정(short term measurement): 링크 적응(link adaptation), 랭크 적응(rank adaptation), 폐루프(closed loop) MIMO 프리코딩 등의 목적

2) 장기(long term) 측정/보고 용도: 핸드오버(handover), 셀 선택/재선택(cell selection/reselection) 등의 목적

(2) 복조 RS(Demodulation RS): 물리 채널 수신용 파일럿

(3) 포지셔닝 RS(Positioning RS): 단말 위치 추정용 파일럿

(4) MBSFN RS (Multicast-Broadcast Single-Frequency Network Reference Signal): 멀티캐스트(Multicast)/브로드캐스트(Broadcast) 서비스를 위한 파일럿

이동 통신 시스템에서 RS는 그 목적에 따라 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 채널 정보 획득을 위한 목적의 RS와 데이터 복조를 위해 사용되는 RS가 있다. 전자는 UE가 하향 링크로의 채널 정보를 획득하는데 그 목적이 있으므로, 광대역으로 전송되어야 하고, 특정 서브 프레임에서 하향 링크 데이터를 수신하지 않는 UE라도 그 RS를 수신하고 측정할 수 있어야 한다. 또한 이는 핸드 오버 등의 측정 등을 위해서도 사용된다. 후자는 기지국이 하향링크를 보낼 때 해당 리소스에 함께 보내는 RS로서, UE는 해당 RS를 수신함으로써 채널 추정을 할 수 있고, 따라서 데이터를 복조할 수 있게 된다. 이 RS는 데이터가 전송되는 영역에 전송되어야 한다.

이 경우, 안테나의 수가 많아짐에 따른 RS 오버헤드(overhead) 문제를 해결하기 위하여, 채널 정보 획득을 위한 목적의 RS로 CSI-RS(Channel State Information-RS)가 이용되고, 데이터 복조를 위해 사용되는 RS로 단말-특정(UE-specific) RS가 이용될 수 있다. CSI-RS는 CSI 측정 및 피드백 전용으로 설계된 RS이며, CRS(Cell-specific Reference Signal)에 비해 매우 낮은 RS 오버헤드를 갖는다. 또한, CRS는 4 개의 다중 안테나 포트까지 지원하는데 반해, CSI-RS는 8 개의 다중 안테나 포트까지 지원 가능하도록 설계되었다.

또한, 단말-특정 RS는 데이터 채널의 복조 전용으로 설계되어, CRS와 달리, 해당 단말에 대한 데이터 전송 시에 적용된 MIMO 프리코딩 기법이 파일럿 신호에 동일하게 적용된 RS(즉, 프리코딩된 RS(precoded RS))이다. 따라서, 단말-특정 RS는 전송 레이어(layer)의 수(즉, 전송 랭크(rank))만큼만 전송되면 될 뿐, CRS 및 CSI-RS와 같이 안테나 포트의 개수만큼 전송될 필요가 없다. 또한, 단말-특정 RS는 기지국의 스케줄러(scheduler)를 통해 각 단말에 대해 할당된 데이터 채널 자원 영역과 동일한 자원 영역에서 해당 단말의 데이터 채널 수신 용도로 전송되므로, 단말 특정적인 RS라는 특징이 있다.

또한, LTE 상향링크의 경우, 측정 RS로 사운딩 RS(Sounding RS, SRS)가 존재하고, 상향링크 데이터 채널(PUSCH)에 대한 복조 RS(즉, DM-RS)와 ACK/NACK 및 CSI 피드백을 위한 상향링크 제어 채널(PUCCH)에 대한 복조 RS가 각각 존재한다.

또한, NR 시스템의 경우, 위상(phase)의 변화를 측정(measurement) 및 추적(tracking)하기 위한 PTRS(Phase-Tracking Reference Signal)이 추가적으로 존재할 수 있다.

기지국은 단말에 대해 주기적(periodic) CSI 보고, 반-지속적(semi-persistent) CSI 보고, 및/또는 비주기적(aperiodic) CSI 보고를 요청할 수 있다. 여기에서, 상기 반-지속적 CSI 보고는 특정 시간 구간 동안에만 주기적 CSI 보고가 활성화되는 것을 의미할 수 있다. 이 때, 주기적 CSI 보고 및 반-지속적 CSI 보고가 활성화(activation)된 기간(duration)에서는, CSI 보고를 위한 UL 자원(예: PUCCH)이 특정 주기로 단말에게 할당된다.

단말의 CSI 측정을 위하여, 기지국은 DL 참조 신호(downlink reference signal, DL RS)를 전송할 필요가 있다. 빔포밍(예: 아날로그 빔포밍)이 적용되는 시스템의 경우, DL RS의 송수신을 위한 DL 송신 및 수신 빔 쌍(downlink transmission/reception beam pair, DL Tx/Rx beam pair)이 결정(또는 설정)될 필요가 있다. 뿐만 아니라, UL 제어 정보(예: HARQ-ACK 정보, CSI)의 송수신을 위한 UL 송신 및 수신 빔 쌍(uplink transmission/reception beam pair, UL Tx/Rx beam pair)도 결정될 필요가 있다. 이하, 본 명세서에서 설명의 편의를 위하여, DL 송신 및 수신 빔 쌍은 DL 빔 쌍(DL beam pair)으로 지칭되고, UL 송신 및 수신 빔 쌍은 UL 빔 쌍(UL beam pair)으로 지칭된다.

DL 빔 쌍을 결정하는 절차는, 다음과 같은 두 단계의 절차들의 조합으로 설정될 수 있다. 구체적으로, 상기 두 단계의 절차들 중 하나는, 기지국이 다수의 기지국 송신 빔(즉, TRP 송신 빔)들에 해당하는 DL RS를 단말로 전송하고, 해당 단말이 다수의 기지국 송신 빔들 중 하나를 선택 및/또는 보고하는 절차(즉, 기지국 송신 빔 선택 절차)이다. 또한, 나머지 절차는, 기지국이 각 기지국 송신 빔에 해당하는 동일한 DL RS를 반복하여 전송하고, 단말이 반복하여 전송되는 신호들에 대해 서로 다른 단말 수신 빔(UE Rx beam)을 이용하여 측정을 수행하고, 측정에 따라 단말 수신 빔을 선택(또는 결정)하는 절차이다.

이와 유사하게, UL 빔 쌍을 결정하는 절차도, 다음과 같은 두 단계의 절차들의 조합으로 설정될 수 있다. 구체적으로, 상기 두 단계의 절차들 중 하나는, 단말이 다수의 단말 송신 빔(UE Tx beam)들에 해당하는 UL RS를 기지국으로 전송하고, 해당 기지국이 다수의 단말 송신 빔들 중 하나를 선택 및/또는 시그널링(signaling)하는 절차(즉, 단말 송신 빔 선택 절차)이다. 또한, 나머지 절차는, 단말이 각 단말 송신 빔에 해당하는 동일한 UL RS를 반복하여 전송하고, 기지국이 반복하여 전송되는 신호들에 대해 서로 다른 기지국 수신 빔(즉, TRP 수신 빔)을 이용하여 측정을 수행하고, 측정에 따라 기지국 수신 빔을 선택하는 절차이다.

이 때, DL 빔과 UL 빔 간에 빔 호혜성(beam reciprocity)이 성립하는 경우, 상술한 DL 빔 쌍을 결정하는 절차 또는 UL 빔 쌍을 결정하는 절차 중 어느 하나는 생략될 수 있다. 이는, 빔 대응성(beam correspondence)이 성립하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 여기에서, 빔 호혜성(또는 빔 대응성)이 성립한다는 것은, 기지국과 단말 간의 통신에서 기지국 전송 빔과 기지국 수신 빔이 일치하고, 단말 전송 빔과 단말 수신 빔이 일치한다고 가정할 수 있는 것을 의미할 수 있다. 여기에서, 기지국 전송 빔 및 기지국 수신 빔은 각각 DL 송신 빔 및 DL 수신 빔을 의미하고, 단말 전송 빔 및 단말 수신 빔은 각각 UL 송신 빔 및 UL 수신 빔을 의미할 수 있다.

상술한 DL 빔 쌍을 결정하는 절차 및 UL 빔 쌍을 결정하는 절차는 주기적 또는 비주기적으로 수행될 수 있다. 다만, 후보 빔(candidate beam)의 수가 많은 경우에는 빔 쌍 결정을 위해 요구되는 RS 오버헤드(RS overhead)가 클 수 있으므로, 상기 절차들을 빈번하게(frequently) 수행하는 것은 비효율적일 수 있다.

이 때, 앞서 언급된 주기적 CSI 보고 또는 반-지속적 CSI 보고는, 상술한 DL 빔 쌍을 결정하는 절차 및 UL 빔 쌍을 결정하는 절차가 완료된 이후에 수행되는 것으로 가정할 수 있다.

이 때, 단일 또는 다수의 안테나 포트(antenna port)들을 포함하는 CSI-RS(상술한 단말의 CSI 측정을 위한 CSI-RS)는 DL 빔으로 결정된 기지국 전송 빔을 통해 빔포밍되어 전송될 수 있다. 이 경우, CSI-RS의 전송 주기(transmission period)는 CSI 보고 주기와 동일하거나, 또는 더 짧게(즉, CSI-RS 전송이 CSI 보고보다 빈번하게 수행되도록) 설정될 수 있다. 또한, 비주기적 CSI-RS를 CSI 보고 주기에 맞추어 전송하는 방법 또는 비주기적 CSI-RS 전송이 CSI 보고보다 빈번하게 수행되도록 설정하는 방법도 고려될 수 있다. 이 후, 단말은 상술한 UL 빔 쌍을 결정하는 절차에 따라 결정된 단말 송신 빔(즉, UL 송신 빔)을 통해 CSI를 주기적으로 전송할 수 있다.

다만, 단말의 위치 이동, 단말의 회전(rotation), 및/또는 주변 물체의 이동으로 인하여 무선 채널 환경이 변경되는 경우, 최적의 DL 빔 쌍 및/또는 UL 빔 쌍은 변경될 수 있다. 예를 들어, 빔 차단(block)으로 인해 LoS(Line of Sight) 환경이 Non-LoS 환경으로 변환되는 경우, 최적의 빔 쌍이 변경될 수 있다. 이 때, 매 CSI 보고 시점(instance, timing)마다 DL 빔 및/또는 UL 빔을 보정하는 절차를 수행하는 것은 RS 오버헤드 및/또는 시그널링 오버헤드 측면에서 비효율적일 수 있다. 특히, 주기적(또는 반-지속적) CSI 보고는 기지국과 단말 간에 데이터 트래픽(data traffic)이 존재하지 않는 경우에도 링크 유지 및 트래픽 발생 시 신속한 스케줄링(scheduling)을 위해 활성화될 수 있다.

상술한 점들을 고려하면, 단말과 기지국의 전력 소모 관점에서, 최적의 빔 쌍을 결정하는 절차를 빈번하게 수행하는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 빔 쌍을 결정하는 절차는 CSI 보고보다 덜 빈번하게 수행되도록 설정될 수 있다. 이 경우, 빔이 엇갈리게 배열될(misaligned) 수 있으며, 이에 따라 통신 품질이 떨어지는 문제가 발생될 수 있다.

도 8은 주기적 또는 반-지속적 CSI 보고와 관련된 빔 엇갈림 현상의 일 예를 나타낸다. 도 8은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 8을 참고하면, 기지국 및 단말은 최적의 빔 쌍(즉, 최적의 DL 빔 쌍 및 UL 빔 쌍)을 결정하기 위한 빔 관리 절차(beam management procedure) 802를 수행하는 경우가 가정된다. 또한, DL 빔과 UL 빔 간에 빔 호혜성(또는 빔 대응성)을 만족하며, 단말이 회전함에 따라 빔이 어긋나는 경우가 가정된다.

도 8에 나타난 것과 같이, 빔 관리 절차(즉, 최적의 빔 쌍을 결정하는 절차)가 CSI 보고 주기보다 길게 설정되는 경우, 빔 쌍을 구성하는 빔들 간에 어긋나는 경우가 발생될 수 있다.

구체적으로, 구간 804에서, 단말은 빔 관리 절차 802를 통해 결정된 최적의 빔 쌍을 이용하여 기지국으로부터 전송되는 CSI-RS를 수신하고, CSI 보고를 전송할 수 있다. 다만, 구간 806에서와 같이, 단말의 회전 등에 의해 빔 쌍을 구성하는 빔들이 서로 어긋나는 경우가 발생될 수 있다. 또한, 구간 808을 참고하면, 구간 806과 비교하여 시간이 지남에 따라 빔들 간의 어긋나는 정도가 더 커질 수도 있다.

이와 같이, 빔 관리 절차를 통해 결정된 최적의 빔 쌍이 단말의 회전 등을 통해 서로 어긋나는 경우, 기지국과 단말 간의 통신 품질이 저하될 수 있다. 구체적으로, CSI 보고에 대한 빔 품질이 저하되는 경우, DL 적응(DL adaptation) 시의 MCS(Modulation and Coding Scheme) 저하(예: CQI 저하)뿐만 아니라, CSI 피드백 정보 자체가 기지국으로 전달되지 않는 경우가 발생될 수 있다. 이 경우, 별도의 빔 복구 절차(beam recovery procedure) 및/또는 링크 복구 절차(link recovery procedure) 등이 요구될 수 있다. 이와 같은 별도의 절차들은 일반적으로 기지국 및/또는 단말의 시그널링에 따른 전력 소모(power consumption), 복구되기 전까지의 통신 단절(disconnection) 및 지연(latency, delay) 등과 같은 문제들을 야기할 수 있다.

이하, 본 명세서에서는, 단말이 주기적(또는 반-지속적) CSI 보고를 수행하는 경우에 발생될 수 있는 상술한 문제들을 해결하기 위한 방법들을 살펴본다. 구체적으로, 주기적(또는 반-지속적) CSI 보고 도중에, 추가적인 빔 관리 절차(즉, 최적의 빔 쌍을 결정하는 절차)를 수행하지 않으면서도 기지국과 단말 간의 링크 품질(또는 채널 품질, 빔 품질)을 유지하기 위한 방법을 제안한다.

또한, 본 명세서에서 설명되는 방법은 CSI 보고뿐만 아니라, 다른 UL 제어 정보(예: HARQ-ACK 정보, 스케줄링 요청(Scheduling Request, SR), 빔 실패 복구(beam failure recovery)를 위한 정보 등)에도 적용될 수 있음은 물론이다.

또한, 이하 설명되는 실시 예들은 설명의 편의를 위하여 구분된 것일 뿐, 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 예를 들어, 이하 제1 실시 예에서 설명되는 방식이 제2 실시 예 및/또는 제3 실시 예에서 설명되는 방식에 추가적으로 적용될 수 있으며, 그 반대의 경우도 가능하다.

제1 실시 예 - UL 채널 전송을 위한 빔의 수를 변경하는 방법

먼저, 단말이 UL 채널(예: PUCCH)을 스위핑(sweeping)하는 방법이 고려될 수 있다. 다시 말해, 단말이 UL 제어 정보를 다수의 빔들을 통해 분할(division) 또는 반복(repetition)하여 전송하는 방법이 고려될 수 있다.

도 9는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 다수의 빔들을 통해 UL 제어 정보를 전송하는 방법의 일 예를 나타낸다. 도 9는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 9를 참고하면, 앞서 설명된 도 8과 같이, 기지국 및 단말은 빔 관리 절차 902를 통해 최적의 빔 쌍을 결정하여 주기적(또는 반-지속적) CSI 보고 절차를 수행하는 경우가 가정된다.

또한, 단말은 다수의 빔의 적용과 관련하여 미리 설정된 조건을 만족하는지 여부에 따라, 단일 빔 또는 다수의 빔들을 통해 UL 채널을 전송하도록 설정될 수 있다.

구간 904 및 구간 906은 앞서 설명된 도 8의 구간 804 및 806에 대응될 수 있다. 즉, 구간 904에서, 단말은 설정된 최적의 빔 쌍에 따른 수신 빔을 이용하여 CSI-RS를 수신하고, 최적의 빔 쌍에 따른 송신 빔을 이용하여 CSI를 보고할 수 있다.

이와 달리, 구간 906의 경우, 단말의 회전에 의해 구간 904에서 이용된 단말 빔이 기지국 빔과 어긋나게 배열된다. 다만, 이 경우에도, 미리 설정된 조건(예: 링크 품질이 임계 값 이하로 측정되는 경우)이 충족되지 않음에 따라, 단말은 그대로 단일 빔을 이용하여 CSI를 보고한다.

이 후, 단말의 회전이 더욱 진행됨에 따라 미리 설정된 조건이 충족되는 경우, 구간 908에 나타난 것과 같이, 단말은 다수의 빔들을 이용하여 CSI를 보고할 수 있다.

이와 같이, 단말이 다수의 빔들을 이용하여 CSI를 보고함에 따라, 빔의 어긋남에 의해 발생될 수 있는 CSI 보고 메시지 손실을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 불필요한 빔 복구 절차(또는 링크 복구 절차) 등이 수행될 확률이 낮아질 수 있다.

이하, 단말이 UL 채널 전송을 위하여 단일 빔 또는 다수의 빔들을 이용하여 즉, 적용되는 빔의 수를 변경하여 UL 채널을 전송하는 방법에 대한 구체적인 내용에 대해 살펴본다.

예를 들어, 단말이 주기적 또는 반-지속적 CSI 보고를 수행할 때, DL RS를 이용하여(즉, DL RS에 의해) 측정된 링크 품질 수준이 낮아지면, 단말은 CSI 보고를 위한 UL 채널(예: PUCCH)에 이용되는 UL 송신 빔의 수를 증가시킬 수 있다. 이 때, 단말이 링크 품질 수준이 낮아지는 것을 판단(또는 결정)하기 위하여 일정 수준 값(즉, 임계(threshold) 값, 미리 설정된 수준 값)이 이용될 수도 있다. 여기에서, DL RS를 이용하여 측정되는 링크 품질(즉, 측정 정보)은 아래와 같은 정보들 중 적어도 하나일 수 있다.

- CSI 보고를 위해 측정된 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator, CQI) 정보

- CSI 보고를 위해 측정된 랭크 지시자(Rank Indicator, RI)에 관계 없이 DL 전송 RI를 '1'로 가정하여 측정된 CQI 정보

- DL RS에 대한 수신 전력 정보 (예: RSRP(Reference Signal Received Power) 등)

- DL RS에 대한 수신 품질 정보 (예: RSRQ(Reference Signal Received Quality) 등)

이 때, 단말이 UL 채널 전송을 위해 다수의 빔들을 적용하는 방법은 다음과 같을 수 있다.

일례로, 단말은 링크 품질이 일정 수준 이상인 경우 PUCCH 전송을 위해 단일 빔(single beam)을 적용하고, 링크 품질이 일정 수준 이하인 경우 PUCCH 전송을 위해 다수의 빔들(a plurality of beams)을 적용하도록 설정될 수 있다. 다시 말해, 측정된 링크 품질이 미리 설정된 조건(또는 값)을 만족하는지 여부에 따라, 단말은 단일 빔 또는 다수의 빔들을 통해 PUCCH를 전송할 수 있다.

또는, 링크 품질에 대한 일정 수준(즉, 임계 값)을 다중화하여 링크 품질 구간이 떨어질 때마다 PUCCH 전송에 이용되는 빔의 수를 점차적으로 증가시키는 방법도 고려될 수 있다. 다시 말해, 단말은 링크 품질에 대해 미리 설정된 다수의 임계 값들에 따라, PUCCH 전송에 이용할 빔의 수 또는 빔 집합을 단계적으로 변경(즉, 감소 또는 증가)할 수 있다.

예를 들어, 상대적으로 인접한 빔포밍 방향들의 빔들로 구성된 빔 집합 A 및 상대적으로 멀리 떨어진 빔포밍 방향들의 빔들로 구성된 빔 집합 B 등과 같이, 동일한 빔 수로 구성된 다수의 집합들이 존재할 수 있다. 이 경우, 단말은 링크 품질이 우수한 경우(즉, 일정 수준 이상인 경우)에는 빔 집합 A를 적용하고, 우수하지 못한 경우에는 빔 집합 B를 적용하도록 설정될 수 있다. 이와 같은 빔 집합들은 단말에 의해 결정되거나, 기지국에 의해 미리 설정될 수도 있다.

본 명세서에서는 CSI 보고를 위한 UL 제어 채널을 PUCCH로 지칭한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 임의의 CSI 보고를 위해 설정된 물리 채널(예: PUSCH)에도 상술한 방법이 적용될 수 있음은 물론이다.

상술한 방법의 경우, 단말은 측정된 링크 품질에 따라 PUCCH 전송에 이용되는 빔의 수 또는 빔 집합을 결정할 수 있다. 이는, 링크 품질이 저하되는 경우에 CSI 피드백(feedback) 정보 전달의 신뢰성(reliability)를 향상시키기 위함이다. 다만, 단말은 링크 품질 뿐만 아니라, 피드백 정보의 중요성(또는 유형)에 따라 PUCCH 전송에 이용되는 빔의 수 또는 빔 집합을 결정할 수도 있다.

예를 들어, 단말은 CSI 보고 정보에 따라 CSI 보고를 위한 UL 채널(예: PUCCH, PUSCH)에 이용되는 UL 송신 빔의 수 또는 빔 집합을 결정(또는 변경)할 수 있다. 구체적으로, 단말이 비교적 높은 신뢰도(reliability)로 기지국으로 전달될 필요가 있는 정보를 전송하는 경우, 단말은 다수의 빔들을 이용하여 PUCCH를 전송할 수 있다. 여기에서, 상기 정보는 RI, 빔 인덱스(beam index), CSI-RS 자원 지시자(CSI-RS Resource Indicator, CRI) 등을 포함할 수 있다.

이와 달리, 단말이 상대적으로 중요도가 낮은 정보를 전송하는 경우, 단말은 단일 빔을 이용하여 PUCCH를 전송할 수 있다. 여기에서, 상기 정보는 PMI(Precoding Matrix Indicator), CQI, 명시적인(explicit) 피드백 정보(예: 채널 공분산 행렬(channel covariance matrix), 고유 벡터/값(eigen vector/value), 채널 계수(channel coefficient)) 등을 포함할 수 있다.

또한, 단일 빔이 적용된 PUCCH와 다수의 빔들이 적용된 PUCCH와 관련하여, 하나의 슬롯(또는 서브프레임)에서 N 번 반복 전송되는 복수의 PUCCH 자원들(또는 심볼 그룹들)에 대해 N 개의 빔들이 각각 결정될 수 있다. 이 때, 단일 빔이 적용된 PUCCH와 다수의 빔들이 적용된 PUCCH는, N 개의 빔들에 대해 동일한 빔으로 설정(또는 지시, 적용)되는지 또는 다른 빔으로 설정되는지에 따라 구분될 수 있다.

일례로, 상술한 spatial_relation_info field가 하나의 슬롯 내에서 반복하여 전송되는 다수의 PUCCH 자원들 각각에 대해 설정 또는 지시될 수 있다. 이 때, 단일 빔이 적용된 PUCCH와 다수의 빔들이 적용된 PUCCH는, 다수의 PUCCH 자원들 모두 대해 동일한 spatial_relation_info 값이 적용되는지 여부에 따라 구분될 수 있다. 또는, 단일 빔이 적용된 PUCCH와 다수의 빔들이 적용된 PUCCH는, 하나의 슬롯 내에서 전송되는 하나의 PUCCH 자원의 PUCCH 심볼 그룹 별로 spatial_relation_info 값이 동일하게 또는 다르게 설정되는지 여부에 따라 구분될 수도 있다.

또한, 단일 빔이 적용된 PUSCH와 다수의 빔들이 적용된 PUSCH는, 심볼 그룹 단위로 반복 전송을 수행하며 서로 다른 심볼 그룹에 동일한 SRI 값이 적용되는지 여부에 따라 구분될 수 있다.

또한, 앞서 언급한 바와 같이, 정보의 중요도에 따라 단말이 이용할 빔의 수 또는 빔 집합을 결정하는 방법은 CSI뿐만 아니라 다른 UL 제어 정보에도 적용될 수 있다. 예를 들어, HARQ-ACK 정보, CSI, SR, 및 빔 실패 복구와 관련된 정보 등에 대해 단말은 각각 다른 수의 빔(들)을 이용하여 전송을 수행할 수도 있다.

구체적으로, PUCCH 포맷에 따라 빔의 수 및/또는 빔 집합이 다르게 설정될 수 있다. 특히, SR, ACK/NACK과 같이 정보량이 많지 않으나 우선 순위(priority)가 높은 정보를 전송하는 PUCCH 포맷의 경우, 슬롯 내에서 PUCCH를 반복 전송하면서 서로 다른 빔이 적용되도록 설정될 수 있다. 이와 달리, CSI 정보와 같이 정보량이 많으며 우선 순위가 높지 않은 정보를 전송하는 PUCCH 포맷의 경우에는, 슬롯 내에서 PUCCH를 반복 전송하지 않거나, 반복 전송을 허용하되 동일한 빔이 적용되도록 설정될 수 있다.

상술한 바와 같이 단말이 다수의 빔들을 이용하여 UL 채널(예: PUCCH)을 전송하는 방식(예: 다수 빔 기반 PUCCH 전송)의 경우, 단말은 다음과 같은 세 가지 방법들에 따라 단말 송신 빔을 선택할 수 있다.

먼저, 단말이 임의로 빔 집합(beam set)(즉, 하나 이상의 빔들)을 선택하는 방법이 고려될 수 있다. 이 때, 기지국이 단말에 의해 선택한 빔 집합을 인식할 수 없는 경우가 가정된다. 또는, PUCCH 자원(즉, PUCCH 전송을 위해 할당된 자원)의 일부에 적용될 빔 집합은 기지국과 단말 간에 미리 정의(또는 약속, 설정)되고, 나머지 빔 집합은 단말이 임의로 선택하는 방법이 고려될 수 있다. 또는, PUCCH 전송에 이용할 빔 집합이 미리 설정(또는 규정)되거나, 또는 기지국이 지정하는 방법이 고려될 수도 있다.

다만, 두 번째 방법 및 세 번째 방법은, 첫 번째 방법과 달리, 기지국과 단말 간 무선 채널의 시간적 변화가 급격하게 발생되지 않는 경우에 유효할 수 있다. 다시 말해, 두 번째 방법 및 세 번째 방법의 경우, CSI 보고 시점들 간의 간격이 짧게 설정될 수도 있다.

세 번째 방법의 구체적인 일 예로, PUCCH 자원에 대해 N 개(N ≥ 1)의 spatial_relation_info field(들)가 RRC 메시지를 통해 설정되는 경우를 가정한다. 이 때, MAC 메시지를 통해 이들 중에 하나의 entity를 지시하는 경우, MAC 메시지로 복수의 entities를 지시하도록 하여 복 수의 빔을 지시하도록 설정할 수 있다. 그리고/또는, RRC 메시지로 복 수(i.e. N>1)개의 빔이 설정된 경우라 하더라도, MAC메시지를 받지 않고 해당 빔들을 모두 사용하여 PUCCH를 전송하도록 설정할 수도 있다.

이 경우, 단말은 이전 CSI 전송에 이용된 송신 빔들 중 일부를 재사용(reuse)하도록 설정될 수도 있다. 구체적으로, 주기적(또는 반-지속적) CSI 보고 도중에 단말이 특정 보고 시점에서 PUCCH 전송을 위한 빔의 수를 증가시키는 경우, 단말은 직전(즉, 바로 이전) CSI 보고 시점에서의 최적의 단말 송신 빔(들)(best UE Tx beam(s))을 PUCCH 전송에 대해 미리 설정된 일부 또는 전체 시간/주파수 자원에서 이용할 수 있다.

예를 들어, 단말이 이전 보고 시점에서 단일 빔을 이용하여 CSI 보고를 수행하고, 다음 보고 시점에서 다수의 빔들(예: 2 개의 빔들)을 이용하여 CSI 보고를 수행하도록 설정될 수 있다. 이 경우, 이전 보고 시점에서 이용된 빔은 PUCCH 전송을 위한 자원(예: 심볼)들 중에서 미리 설정된 일부 자원에 적용(또는 할당)되고, 나머지 빔(들)은 나머지 자원들에 적용될 수 있다. 여기에서, 나머지 빔(들)은 단말에 의해 임의로 선택된 또는 기지국에 의해 지시 또는 미리 설정된 빔(들)을 의미할 수 있다. 이 때, 추가되는 빔(들)은 이전 보고 시점에서 이용된 빔과 유사한 방향(즉, 전송 방향)을 갖는 빔들로 구성될 수도 있다.

또는, DL 빔 쌍 및/또는 UL 빔 쌍을 결정하는 과정에서 단말이 N 개의 최적의 송신 빔을 알고 있는 경우, 단말은 전송 빔 수에 따라 미리 설정된(또는 약속된) 심볼 집합(symbol set)에서 선택하여 이용할 수 있다. 상기 N 개의 최적의 송신 빔은 단말이 선택하여 보고한 N 개의 빔이거나, 기지국에 의해 지정된 N 개의 빔일 수 있다. 상기 심볼 집합이 미리 설정되는 것에 대한 일 예로, PUCCH DMRS 심볼과 해당 심볼 그룹 간의 인접한 정도에 의해 심볼 집합마다 전송 신뢰도가 다를 수 있으므로, 인접된 순서에 따라 최적 빔(best beam), 두 번째 최적 빔(second best beam), 세 번째 최적 빔(third best beam)으로 설정될 수 있다.

이 때, 단말은 빔 품질로 정렬된 순서대로 설정된 심볼 집합에서 순서대로 선택할 수도 있다.

앞서 설명된 링크 품질에 따라 UL 채널(예: PUCCH)의 전송에 이용되는 빔의 수를 결정하는 방법의 경우, 단말이 UL 채널을 다수의 빔을 통해 전송할지 여부(예: PUCCH 복수 빔 적용 여부)를 판단한다. 그러나, 기지국이 다수의 빔을 통해 UL 채널을 전송할지 여부, UL 채널 전송에 이용될 빔의 수, 및/또는 빔(또는 빔 그룹(beam group))의 인덱스를 지시하는 방법도 고려될 수 있다. 이 경우, 기지국은 이와 같은 지시 정보를 물리 계층 시그널링(physical layer signaling) 및/또는 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 단말로 전달할 수 있다.

물리 계층 시그널링이 이용되는 경우, 지시 정보는 DL 제어 정보(Downlink Control Information, DCI) 형태로 전달될 수 있다. 이와 달리, 상위 계층 시그널링이 이용되는 경우, 지시 정보는 MAC-CE(Medium Access Control-Control Element), RRC-IE(Radio Resource Control-Information Element) 등의 형태로 전달될 수 있다. 또한, 지시 정보가 상위 계층 제어 정보(예: MAC CE)로 설정되는 경우, 단말은 추가적으로 지시 정보에 대한 ACK/NACK 정보를 기지국으로 전송할 수 있다. 이 때, NACK 정보가 전송되는 경우, 기지국은 상기 지시 정보를 재전송할 수 있다.

또한, 상술한 방법들에서, 다수의 빔 기반의 UL 채널 전송에 대한 전송 주기(transmission period) 및/또는 시간 오프셋(time offset)은 단일 빔 기반의 UL 채널 전송에 대한 전송 주기 및/또는 시간 오프셋과 별도로 설정될 수 있다. 예를 들어, CSI 보고를 위한 PUCCH 자원을 두 개 설정하고, 하나는 단일 빔을 적용하여 전송하고, 다른 하나는 다수의 빔들을 적용하여 전송하도록 설정하는 방법이 고려될 수 있다. 또는, PUCCH 전송에 대한 전송 주기 및 시간 오프셋은 동일하게 설정하되, 특정 주기에서만 다수의 빔 기반의 PUCCH 전송을 적용하도록 설정하는 방법도 고려될 수 있다. 일례로, PUCCH 전송 자원이 5 밀리 초(msec) 주기로 설정되는 경우, 단말은 4 번에 한 번 즉, 20 msec 마다 다수의 빔 기반의 PUCCH 전송을 수행하고, 나머지 전송 시점들에서는 단일 빔 기반의 PUCCH 전송을 수행할 수 있다.

상기 예시는 설명의 편의를 위하여 단일 빔 및 다수의 빔들 즉, 두 가지 경우로만 구분했을 뿐, UL 채널 전송을 위한 빔들이 세 가지 이상의 경우로 구분되는 경우에도 상술한 방법이 적용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, N₁ 개 빔 PUCCH 전송 모드, N₂ 개 빔 PUCCH 전송 모드, ... , N_k 개 빔 PUCCH 전송 모드 등을 별도로 설정하거나, 단일 설정 내에서 주기(또는 오프셋)가 다르게 설정될 수도 있다.

또한, 상술한 방법들은, 서로 다른 빔을 적용해서 UL 채널 전송을 수행할 때 설명의 편의상 하나의 slot 내에서 서로 다른 빔을 적용하는 것을 기준으로 설명하였으나, 다수의 slot들에 걸쳐서 서로 다른 빔을 적용하는 경우로 확장될 수도 있다. 예를 들어, 짧은 주기로 설정된 주기적인 혹은 반-지속적 PUCCH 자원에 대해 전송 시점(slot) 마다 동일 빔을 적용할 지 아니면 빔을 바꾸어 가면서 전송을 수행할 지에 대한 판단 기준으로 상기 제안 방식들이 적용될 수 있다. 이 때, 빔 집합을 지시/설정하는 경우, 해당 빔 집합은 복 수 개의 slot들에 걸쳐서 적용되는 빔 집합으로 정의될 수 있다. 일례로, 슬롯 마다 N 개의 심볼 그룹이 정의(또는 설정)되고, M 개의 슬롯 단위로 빔 집합이 적용될 때, 총 N x M 빔들이 정의(또는, 설정, 지시, 적용)될 수 있다.

또한, 상술한 방법들에서는 단말이 다수의 빔 기반의 UL 채널 전송을 수행하는 경우, 기지국의 UL 채널 수신 빔(예: PUCCH 수신 빔)이 고정되는 경우가 가정되었다. 그러나, 단말의 송신 빔에 따라 기지국의 최적의 수신 빔은 다를 수 있으므로, 기지국도 UL 채널 수신을 위하여 다수의 수신 빔들을 이용하도록 설정될 수 있다.

일례로, 기지국이 단말의 PUCCH 전송을 위한 빔 집합(즉, PUCCH 전송 빔 집합)을 지정하는 경우, 기지국은 각 PUCCH 송신 빔에 대한 최적의 PUCCH 수신 빔으로 순차적으로 변경하여 수신할 수 있다. 또는, 이 경우, 기지국은 해당 수신 빔 그룹으로 합성 빔(composite beam)을 설정하여 동시에 PUCCH를 수신할 수도 있다. 합성 빔을 설정하여 수신하는 방법과 관련하여, 기지국이 다수의 TXRU(Transmission and Reception Point)들 또는 패널(panel)들을 갖는 경우, 기지국은 각 TXRU 또는 패널의 수신 빔을 다르게 설정하여 동시에 PUCCH를 수신할 수도 있다. 또는, 기지국은 수신 빔 계수를 합성하여 두 방향을 모두 수신할 수 있는 빔(즉, 빔 폭(beam width)이 확대된 빔)을 이용하여 동시에 수신할 수도 있다.

이와 달리, 기지국이 단말의 PUCCH 전송을 위한 빔 집합을 지정하지 않는 경우, 특정 경우를 만족하는 경우에 기지국이 다수의 PUCCH 수신 빔을 적용하도록 설정(또는 규정)될 수 있다. 여기에서, 상기 특정 조건은, 기지국이 이전의 PUCCH 수신에 실패한 경우, 이전에 수신된 PUCCH의 수신 감도가 일정 값 이하인 경우, 이전에 단말이 보고한 CQI 또는 RSRP와 같은 피드백 정보(예: DL 피드백 정보)가 일정 값 이하인 경우, 또는 기지국이 이전에 수신한 다른 UL 신호(예: PUSCH, SRS(Sounding Reference Signal))의 품질이 일정 값 이하인 경우 등일 수 있다. 또한, 상기 특정 조건이 만족되는 경우, 기지국은 단말에게 PUCCH 전송 전력의 증가를 지시할 수도 있다.

상술한 방법들에 기반하여, 단말은 상황에 맞게 단일 빔 또는 다수의 빔을 이용하여 UL 제어 정보(예: CSI)를 전달할 수 있다.

제2 실시 예 - UL RS 기반의 UL 빔 조정 방법

이 때, 상술한 방법들을 이용하여 단말이 다수의 빔을 이용하여 UL 채널 전송을 수행하는 경우, 기지국은 해당 UL 채널을 통해 전송되는 참조 신호(Reference Signal, RS)를 이용하여 UL 빔 조정(UL beam refinement)을 수행할 수 있다.

구체적으로, 기지국은 UL 채널 복조에 이용되는 RS(예: PUCCH DMRS)를 이용하여 각 단말 송신 빔(즉, UL 송신 빔)에 해당하는 RS 신호 품질을 비교할 수 있다. 이를 통해, 기지국은 상기 비교 결과에 따라, RS 자원 인덱스 정보 및/또는 RS 품질 정보를 단말에게 제공할 수 있다. 예를 들어, RS 자원 인덱스 정보는 최적의 PUCCH DMRS에 대한 자원 및/또는 포트의 인덱스(들)을 포함할 수 있으며, RS 품질 정보는 RSRP(Reference Signal Received Power), RSRQ(Reference Signal Received Quality) 등을 포함할 수 있다. 다시 말해, 기지국은 다수의 단말 UL 송신 빔들을 통해 전송되는 UL RS를 이용하여 측정을 수행한 후, 단말의 후속하는 UL 전송 또는 DL 수신에 적합한 빔(들)을 RS 관련 정보를 통해 지시할 수 있다.

이하, 상향링크 참조 신호 기반의 상향링크 빔 조정 방법과 관련된 단말 및 기지국의 동작을 구체적으로 살펴본다.

먼저, 기지국으로부터 상기 정보(즉, RS 자원 인덱스 정보 및/또는 RS 품질 정보)를 수신한 단말은 다음 두 가지 동작들 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 단말은 RS 자원 인덱스 정보에 맵핑된 UL 송신 빔(들) 또는 높은 RS 품질에 해당하는 UL 송신 빔(들)을 후속하는 UL 전송에 이용할 수 있다. 또는, 단말은 RS 자원 인덱스 정보에 맵핑된 UL 송신 빔(들) 또는 높은 RS 품질에 해당하는 UL 송신 빔(들)에 상응하는 DL 수신 빔(들)을 통해 DL 신호를 수신할 수 있다. 이 경우, 해당 단말에 대해 DL 및 UL 간 빔 대응성(DL/UL beam correspondence)이 성립되는 경우가 가정된다.

다음으로, 단말로 상기 정보(즉, RS 자원 인덱스 정보 및/또는 RS 품질 정보)를 전송한 기지국은 다음 두 가지 동작들 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 기지국은 RS 자원 인덱스 정보에 맵핑된 UL 송신 빔(들) 또는 높은 RS 품질에 해당하는 UL 송신 빔(들)에 페어링(pairing)된 UL 수신 빔(들)을 후속하는 UL 수신에 이용할 수 있다. 또는, 기지국은 RS 자원 인덱스 정보에 맵핑된 UL 송신 빔(들) 또는 높은 RS 품질에 해당하는 UL 송신 빔(들)에 페어링된 UL 수신 빔(들)에 상응하는 DL 송신 빔(들)을 통해 후속하는 DL 신호를 전송할 수 있다. 이 경우, 해당 기지국에 대해 DL 및 UL 간 빔 대응성이 성립되는 경우가 가정된다.

여기에서, 페어링된 빔은 신호의 송수신 성능이 최적화되도록 맵핑된 빔을 의미할 수 있다. 즉, 단말 UL 송신 빔에 페어링된 기지국 UL 수신 빔은, 단말 송신 빔에 대해 수신 성능이 최적화되도록 맵핑된 기지국 수신 빔을 의미할 수 있다. 이와 같은 빔 쌍 정보(즉, 페어링된 빔들 간의 관계 정보)를 기지국과 단말이 공유하고 있는 경우, 상술한 바와 같은 RS 자원 인덱스 정보 또는 RS 품질 정보를 수신한 단말은, 후속되는 송수신 절차에서 이용될 빔에 대한 별도의 지시를 필요로 하지 않을 수 있다. 이 경우, 단말은, 별도의 지시가 없어도, 후속되는 송수신 절차에서 기지국의 빔이 해당 RS 자원 인덱스 정보 또는 RS 품질 정보로부터 유추한 단말 송신/수신 빔과 페어링된 기지국 수신/송신 빔으로 변경됨을 가정하여, 송수신을 수행할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같은 UL 빔 조정 절차에서, 단말이 복수의 빔을 UL 채널 전송에 적용하였는지 여부 및 적용한 경우의 빔 정보(예: 빔의 수, 빔 인덱스 등)를 기지국이 파악할 수 있도록, 해당 단말이 이에 대한 정보를 기지국에 전달하는 과정이 추가적으로 요구될 수 있다. 이와 같은 정보는 CSI 피드백 정보와 함께 UCI에 포함되거나, 또는 CSI 피드백을 전송하는 물리 채널이 아닌 별도의 UL 물리 채널을 통해 전달될 수도 있다. 또는, 단말은 이와 같은 정보를 물리 계층 메시지뿐만 아니라, 상위 계층(higher layer) 메시지(예: RRC 메시지, MAC-CE 등)를 통해 전달할 수도 있다.

또는, UL 채널과 함께 전송되는 UL RS(예: PUCCH DMRS)의 파라미터를 상술한 다수의 빔 적용 여부 및/또는 적용된 빔의 정보에 따라 다르게 설정하여, 기지국이 이에 대한 정보를 파악하게 하는 방법도 고려될 수 있다. 여기에서, 상기 UL RS의 파라미터는, 시간 및/또는 주파수 자원 위치, UL RS에 적용된 시퀀스(sequence) 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, UL RS에 자도프-추 시퀀스(Zadoff-Chu sequence)가 이용되는 경우, 스위핑(sweeping) 적용 여부에 따라 루트 인덱스(root index) 또는 순환 쉬프트(cyclic shift)가 다르게 적용될 수 있다. 또는, UL RS에 의사-랜덤 시퀀스(Pseudo-Random sequence)가 이용되는 경우, 스위핑 적용 여부에 따라 스크램블링 시드(scrambling seed) 또는 직교 커버 코드(Orthogonal Cover Code, OCC)가 다르게 적용될 수 있다. 여기에서, 스위핑 적용 여부는, 단말이 UL 채널을 전송하기 위하여 다수의 빔들을 이용하는지 여부를 의미할 수 있다.

이 경우, 기지국은 스위핑 온(sweeping ON) 및 스위핑 오프(sweeping OFF)에 해당하는 파라미터를 (모두) 적용하는 블라인드 검출(blind detection) 방식을 통해 스위핑 온 또는 스위핑 오프를 판단할 수 있다. 여기에서, 스위핑 온은 스위핑이 적용되는 경우를 의미하고, 스위핑 오프는 스위핑이 적용되지 않는 경우를 의미할 수 있다.

또는, PUCCH 에러 검출 코드(PUCCH error detecting code)인 CRC(Cyclic Redundancy Check) 비트에 대한 마스킹(masking)을 통해 UL 채널 전송과 관련된 스위핑 여부 및/또는 빔의 수에 대한 정보를 전달하는 방법도 고려될 수 있다. 해당 방법의 경우, PBCH의 CRC 마스킹을 통해 CRS 포트 수에 대한 정보를 전달하는 방식과 동일한 기법이 적용될 수 있다.

상술한 방법들의 경우, 각각 독립적으로 이용되는 것뿐만 아니라, 다수의 방법들이 함께 이용될 수도 있다. 예를 들어, 스위핑 여부(즉, 빔 스위핑 여부)는 1 비트의 정보로 별도의 물리 채널을 통해 전달되고, 적용된 빔에 대한 빔 인덱스 관련 정보는 UCI에 포함되어 PUCCH를 통해 전달될 수도 있다.

도 10은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 다수의 빔들을 통해 UL 제어 정보를 전송하는 방법의 다른 예를 나타낸다. 도 10은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 10을 참고하면, 빔 관리 절차 1002 및 구간들 1004 내지 1008은 앞서 설명된 도 9의 빔 관리 절차 902 및 구간들 904 내지 908과 동일한 바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략된다.

도 10에 나타난 방법의 경우, 단말은 빔 관리 절차 1002를 통해 빔 쌍이 결정된 이후 세 번째 CSI 보고 시에 링크 품질이 미리 설정된 수준 이하로 떨어짐을 감지한다. 이에 따라, 해당 단말은 세 번째 CSI 보고에 대해 PUCCH 스위핑을 수행할 수 있다. 즉, 해당 단말은 다수의 UL 빔들을 통해 세 번째 CSI 보고를 수행할 수 있다.

이 경우, PUCCH 스위핑을 인지한 기지국은, 각 단말 송신 빔에 해당하는 PUCCH DMRS 자원들에 대한 신호 품질을 비교하여, 비교 결과에 대한 정보를 단말에게 제공할 수 있다. 이를 통해, 기지국은 UL 제어 채널(즉, PUCCH)의 DMRS 기반의 UL 빔 조정을 수행할 수 있다(단계 1010). 비교 결과에 대한 정보를 제공 받은 단말은 품질이 우수한 PUCCH DMRS 자원에 해당하는 빔으로 후속되는 UL 전송을 위한 UL 송신 빔 및/또는 후속되는 DL 수신을 위한 DL 수신 빔을 변경할 수 있다.

상술한 절차들을 통해, 빔 조정 절차를 별도로 수행하는 것이 아닌, 단말이 다수의 빔들을 통해 전송하는 UL 채널의 UL RS(예: PUCCH DMRS)를 이용하여 해당 단말과 기지국 간에 빔 조정을 수행함에 따라, 빔 관리 오버헤드(beam management overhead)를 줄일 수 있는 장점이 있다.

또는, 기지국의 설정 혹은 지시에 의해 PUCCH 전송에 다수의 빔들을 전송하는 경우, 빔을 변경하는 단위(예: 심볼 그룹) 별로 자원 혹은 RS의 인덱싱을 한 후, 이를 기반으로 기지국은 단말이 후속하는 UL 전송 및/또는 DL 수신에 사용할 빔을 지시할 수 있다.

제3 실시 예 - UL/DL 데이터 빔 지시에 기반한 UL 제어 채널 빔 설정

상술한 제1 실시 예에서, 주기적 또는 반-지속적 CSI 보고 시에 단말이 빔 품질에 대한 저하(degradation)을 판단하여 다수의 빔들을 UL 제어 채널(예: PUCCH) 전송에 이용하는 방법이 제안되었다. 이와 같은 주기적 또는 반-지속적 CSI 보고 시점(또는 인스턴스(instance))들 중간에, 특정 상황에 따른 빔 관리 절차가 수행되는 경우가 발생될 수도 있다. 예를 들어, 단말이 CSI 보고를 수행한 후 다음 보고 시점 이전에, 해당 단말에 대한 DL 또는 UL 데이터 트래픽(data traffic)이 발생되어 빔 관리 절차가 수행될 수 있다. 여기에서, 빔 관리 절차는 단말과 기지국 간의 최적의 빔 쌍을 결정하는 절차를 의미할 수 있다.

이와 같이, 단말의 CSI 보고 중간에 UL 빔 또는 DL 빔에 대한 기지국의 직접적(또는 간접적) 지시가 존재하는 경우, 해당 지시에 따라 UL 제어 채널 전송을 위한 UL 빔을 보정하는 방법이 고려될 수 있다. 예를 들어, 단말이 CSI 보고 중간에 UL/DL 빔에 대한 지시를 수신하는 경우, 해당 단말은 상기 지시에 기반하여 PUCCH 보고를 위한 UL 빔을 조정할 수 있다.

이와 관련된 구체적인 방법의 예는 다음과 같을 수 있다.

단말이 주기적(또는 반-지속적)으로 보고하도록 설정된 각 CSI 보고 인스턴스(CSI reporting instance) 중간에, UL 데이터에 대한 빔(즉, PUSCH 송신 빔) 또는 DL 데이터에 대한 빔(즉, PDSCH 수신 빔)에 대한 지시가 존재할 수 있다. 다시 말해, CSI 보고 중간에 단말이 UL 데이터에 대한 빔 및/또는 DL 데이터에 대한 빔을 지시하는 빔 지시 정보를 수신하는 경우가 발생할 수 있다.

이 경우, 단말은 상술한 바와 같이 지시된 빔을 고려하여 후속하는(또는 미리 설정된) 주기적 CSI 보고를 위한 송신 빔(즉, PUCCH 보고 송신 빔)을 설정할 수 있다. 특히, 단말은 지시된 빔을 상기 PUCCH 보고 송신 빔으로 설정할 수도 있다. 이때, DL 데이터에 대한 빔의 경우, 해당 단말에 대해 빔 호혜성(beam reciprocity) 또는 빔 대응성(beam correspondence)이 성립되는 경우가 가정된다.

또한, 상기 지시를 수행한 기지국은 해당 시점 이후에 해당 단말의 주기적(또는 반-지속적) CSI 피드백에 대한 PUCCH 수신 빔을 PUSCH 수신 빔 또는 PDSCH 송신 빔으로 변경할 수 있다.

여기에서, 상기 빔 지시 정보(즉, UL 데이터에 대한 빔 또는 DL 데이터에 대한 빔을 나타내는 정보)는 물리 계층 시그널링(physical layer signaling) 또는 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 전달될 수 있다. 예를 들어, 단말은 상기 빔 지시 정보를 PDCCH를 통해 전달되는 DCI를 이용하여 수신하거나, 상위 계층 메시지(예: RRC 메시지, MAC-CE)를 통해 수신할 수 있다. 상기 빔 지시 정보가 DCI를 통해 전송되는 경우, 상기 빔 지시 정보는 UL 그랜트(예: PUSCH 자원 할당 정보) 또는 DL 그랜트(예: PDSCH 자원 할당 정보)와 함께 시그널링될 수도 있다.

상기 UL 데이터에 대한 빔 정보는, 빔 식별자(beam ID) 또는 UL 빔 측정을 위한 RS 자원 인덱스 등의 형태로 설정될 수 있다. 여기에서, UL 빔 측정을 위한 RS는 SRS, UL DMRS 등을 포함할 수 있다. 또한, 빔 정보는 UL 송신 빔을 직접 지시할 수도 있으나, 간접적으로 UL 송신 빔과 연관된(associated) UL 수신 빔에 대한 정보를 지시할 수도 있다.

예를 들어, PUSCH빔 지시에 사용된 SRI filed를 후속 PUCCH빔에도 적용할 지를 지시하는 플래그가 설정될 수 있다. 이 경우, 단말이 RRC 메시지 또는 RRC 및 MAC 메시지 둘 다를 통해 별도로 지시된 PUCCH 빔을 유지하는 중에 해당 플래그가 온(ON)된 형태의 UL 관련 DCI를 수신한 경우, 해당 단말은 후속 PUCCH빔을 해당 PUSCH에 적용되도록 지시하는 SRI 값으로 변경하여 적용할 수 있다.

또한, 상기 DL 데이터에 대한 빔 정보도, 빔 식별자 또는 DL 빔 측정을 위한 RS 자원 인덱스 등의 형태로 설정될 수 있다. 여기에서, DL 빔 측정을 위한 RS는 CSI-RS, DL DMRS 등을 포함할 수 있다. 이 경우에도, 빔 정보는 DL 수신 빔을 직접 지시할 수도 있으나, 간접적으로 DL 수신 빔과 연관된 DL 송신 빔에 대한 정보를 지시할 수도 있다.

특히, 단말 수신 빔을 지시하는 경우, 서로 다른 안테나 포트 간 QCL(Quasi-Co-Location)에 대한 시그널링을 통해 간접적으로 빔이 지시될 수 있다. 또한, DL 및 UL 간 빔 대응성이 성립하는 단말은, DL 수신 빔 정보를 이용하여 UL 송신 빔을 결정할 수 있다. 일례로, 기지국은 기지국 송신 빔에 해당하는 CSI-RS 안테나 포트(들)(또는 CSI-RS 자원)과 DL DMRS(즉, 단말 특정 RS) 포트(들)간의 QCL 관계에 대한 시그널링을 통해 어느 빔이 DL 데이터 전송에 이용되는지를 알려줄 수 있다.

이와 관련하여, NR 시스템에서는, QCL 프레임워크(framework)는 단말 측의 빔포밍 또는 수신 절차를 지원하기 위하여 새로운 공간 QCL 파라미터(들)(spatial QCL parameter(s))로 확장될 수 있다. 또한, NR 시스템의 하향링크의 경우, 빔 관련 지시가 있는 또는 빔 관련 지시가 없는 빔 관리 절차가 지원될 수 있다. 특히, 빔 관련 지시가 제공되는 경우, 데이터 수신에 이용되는 단말 측의 빔포밍 또는 수신 절차와 관련된 정보는 QCL을 통해 단말에게 지시될 수 있다.

또한, NR 시스템에서 DL 관련 DCI에 포함된 TCI(transmission configuration indicator) 필드는 (LTE의 PQI 필드와 유사하게) 상위 계층에서 설정된 다수의 QCL 참조 자원들(e.g. CSI-RS 자원들 혹은 SSB 자원들)의 후보들 중에서 동적으로 하나를 지시하는 역할을 수행한다.

여기서, QCL 지시는 공간 파라미터(spatial parameter)에 대한 QCL 지시를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상위 계층에서 설정된 복수의 DL RS 자원들 중에서 TCI 필드를 통해 해당 PDSCH가 어느 DL RS 빔으로 전송되는지를 지시할 수 있다. 이를 수신한 단말은 해당 DL RS의 수신에 적합하도록 미리 훈련(training)된 수신 빔을 적용하여 해당 PDSCH 빔을 수신할 수 있다.

이와 관련하여, 본 명세서에서 상술한 방법은 PDSCH 자원 할당을 수행하는 DL 관련 DCI에 플래그를 추가하여 후속 PUCCH에 해당 PDSCH 수신 빔에 상응하는 송신 빔을 적용할지 여부를 지시하기 위해 이용될 수 있다.

구체적으로, 상기 제안한 플래그가 온(ON)이면 단말은 후속하는 UL 채널에 대한 전송 시, 적용할 상향링크 전송 빔을 상기 TCI 필드에서 지시하는 DL RS에 대한 수신 빔에 대응하는 송신 빔으로 설정할 수 있다.

이 때, PDSCH 빔 지시와 관련하여, DCI에 TCI 필드가 존재하지 않는 경우, 상위 계층에서 설정된 복수의 TCI 상태들(states) 중에서 미리 약속된 특정 상태(예: 가장 낮은 인덱스 상태)가 TCI 필드 값으로 적용될 수 있다. 또는, PDCCH 전송을 위해 설정된 TCI 값이 PDSCH 수신에도 그대로 적용될 수도 있다.

이 경우에도, DL 관련 DCI에 플래그를 추가하여 해당 플래그가 온(ON)이면, 단말은, 후속하는 UL 채널에 대한 전송 시 적용할 상향링크 전송 빔을 해당 TCI 값(예: 가장 낮은 인덱스 상태 또는 PDCCH에 대한 TCI 상태)에서 지시하는 DL RS에 대한 수신 빔에 대응하는 송신 빔으로 적용하도록 설정될 수 있다.

상기 PDCCH에 대한 빔 지시와 관련하여, 다수의 PDCCH들(또는 코어셋(CORESET), 탐색 영역(search space))에 대응하는 TCI 값들이 설정된 경우, 해당 스케쥴링을 지시한 PDCCH에 해당하는 TCI 값을 적용하도록 설정하는 방법이 고려될 수 있다. 또는, 특정 규칙에 의해 미리 정해진 PDCCH에 해당하는 TCI 값(예: 가장 낮은 인덱스의 코어셋)을 적용하도록 설정하는 방법도 고려될 수 있다. 또는, 단말에 대해 별도로 미리 설정(또는 지시)된 PDCCH에 해당하는 TCI 값을 적용하도록 설정하는 방법도 고려될 수 있다.

도 11은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 채널을 전송하는 단말의 동작 순서도를 나타낸다. 도 11은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

S1105 단계에서, 단말은 기지국으로부터 특정 참조 신호(예: CSI-RS_를 수신한다.

S1110 단계에서, 해당 단말은 상기 수신된 특정 참조 신호에 기반하여 생성된 상향링크 제어 정보(예: 채널 상태 정보(CSI))를 보고하는 상향링크 제어 채널을 전송할 빔의 수를 결정할 수 있다. 이 경우, 해당 단말은 상술한 실시 예들에서 설명된 방법을 통해 상향링크 제어 채널(예: PUCCH)을 전송할 빔의 수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 상기 상향링크 제어 채널의 전송을 위하여 빔 스위핑을 적용할지 여부를 결정할 수 있다. 이 때, 상기 빔의 수는 상기 기지국으로부터 수신된 DL RS에 의한 측정 정보(예: 링크 품질) 또는 상기 상향링크 제어 정보의 유형(type)(예: 피드백 정보의 중요성 및/또는 신뢰도에 따른 정보 유형) 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.

S1115 단계에서, 해당 단말은 상기 결정된 빔의 수에 따라, 단일 빔(single beam) 또는 다수의 빔들(a plurality of beams)을 통해, 상기 기지국으로 상기 상향링크 제어 채널을 전송한다.

이 때, 상기 측정 정보가 나타내는 값이 미리 설정된 임계 값보다 작은 경우, 상기 상향링크 제어 채널은 상기 다수의 빔들을 통해 전송될 수 있다. 여기에서, 상기 미리 설정된 임계 값은, 상기 다수의 빔들의 빔의 수에 따라 다르게 설정될 수 있다. 또한, 상기 하향링크 참조 신호는, CSI-RS를 포함하며, 상기 측정 정보는, 채널 춤질 지시자(CQI), 수신 전력 정보(예: RSRP), 또는 수신 품질 정보(예: RSRQ) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 상향링크 제어 정보가 랭크 지시자(RI) 또는 빔 인덱스(또는 빔 식별자) 중 적어도 하나를 나타내는 정보를 포함하는 경우, 상기 상향링크 제어 채널은 상기 다수의 빔들을 통해 전송될 수 있다.

또한, 상기 단말이 상기 다수의 빔들을 통해 상기 상향링크 제어 채널을 전송하는 경우, 상기 다수의 빔들은, 이전 시점의 상향링크 제어 정보 보고에 이용된 특정 빔을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 특정 빔은, 상기 상향링크 제어 채널 전송을 위해 설정된 자원(resource)들 중 미리 설정된 특정 자원에 할당될 수 있다.

또한, 상기 단말이 상기 다수의 빔들을 통해 상기 상향링크 제어 채널을 전송하는 경우, 상기 다수의 빔들은 미리 설정된 다수의 빔 집합들 중 하나에 속할 수 있다.

또한, 단말은 상기 다수의 빔들의 적용 여부를 나타내는 정보, 상기 빔의 수를 나타내는 정보, 또는 상기 상향링크 제어 채널의 전송에 이용될 적어도 하나의 빔의 인덱스를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 기지국으로부터 수신할 수도 있다. 즉, 해당 단말은 기지국으로부터 상향링크 제어 채널의 전송에 이용될 빔에 대한 지시 정보를 수신할 수도 있다.

또한, 단말은 상기 상향링크 제어 채널의 전송과 관련된 빔 설정 정보(beam configuration information)를 수신할 수 있다. 이 경우, 상기 빔 설정 정보는, 상기 단일 빔을 위한 제1 빔 설정 정보 및 상기 다수의 빔을 위한 제2 빔 설정 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 빔 설정 정보 및 상기 제2 빔 설정 정보 각각은, 상기 상향링크 제어 채널의 전송과 관련된 자원 정보(resource information), 시간 오프셋 정보(time offset information), 또는 주기 정보(period information) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 단말은 주기적 또는 반-지속적으로 상향링크 제어 정보를 보고하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 단말이, 상기 기지국으로부터, 상향링크 공유 채널(예: PUSCH) 또는 하향링크 공유 채널(PDSCH)을 위한 빔 지시 정보를 수신하는 경우, 상기 단말은 상기 빔 지시 정보가 나타내는 빔을 이용하여 후속(subsequent) 채널 상태 정보를 보고하는 상향링크 제어 채널을 후속 보고 시점에서 전송할 수 있다.

또한, 상기 단말이 상기 다수의 빔들을 통해 상기 상향링크 제어 채널을 전송하는 경우, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 상기 가수의 빔들과 관련된 신호 품질 정보를 수신할 수 있다. 또한, 상기 단말은 상기 수신된 신호 품질 정보에 기반하여 선택된 적어도 하나의 특정 빔을 통해 후속 상향링크 채널을 전송할 수 있다. 또한, 이 경우, 상기 단말은 상기 기지국으로, 상기 상향링크 제어 채널의 전송을 위한 상기 다수의 빔의 적용 여부 또는 상기 빔의 수 중 적어도 하나의 대한 정보를 전송할 수도 있다.

여기에서, 상기 신호 품질 정보는, 상기 상향링크 제어 채널의 복조를 위해 이용되는 참조 신호(예: UL DMRS)에 의해 측정된 각 빔 별 신호 품질(즉, RS 신호 품질)에 기반하여 결정된다. 이 때, 상기 신호 품질 정보는, 상기 참조 신호의 자원 인덱스 정보(resource index information) 또는 상기 참조 신호에 대한 수신 품질 정보(received quality information) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반

도 12는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

도 12를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(1210)과 기지국(1210) 영역 내에 위치한 다수의 단말(1220)을 포함한다.

기지국(1210)은 프로세서(processor, 1211), 메모리(memory, 1212) 및 RF부(radio frequency unit, 1213)을 포함한다. 프로세서(1211)는 앞서 도 1 내지 도 11에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1211)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1212)는 프로세서(1211)와 연결되어, 프로세서(1211)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(1213)는 프로세서(1211)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

단말(1220)은 프로세서(1221), 메모리(1222) 및 RF부(1223)을 포함한다.

프로세서(1221)는 앞서 도 1 내지 도 11에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1221)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1222)는 프로세서(1221)와 연결되어, 프로세서(1221)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(1223)는 프로세서(1221)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

메모리(1212, 1222)는 프로세서(1211, 1221) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1211, 1221)와 연결될 수 있다. 또한, 기지국(1210) 및/또는 단말(1220)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.

이상에서 설명된 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명에 따른 실시 예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 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 일 실시 예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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.

본 발명의 무선 통신 시스템에서 상향링크 채널을 전송하는 방안은 3GPP LTE/LTE-A 시스템, 5G 시스템(New RAT 시스템)에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (15)

1. 무선 통신 시스템에서 단말이 상향링크 제어 채널(uplink control channel)을 전송하는 방법에 있어서,
   기지국으로부터, 상기 상향링크 제어 채널의 전송과 관련된 빔 정보(beam information)를 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 수신하는 과정과,
   상기 빔 정보에 기반하여 설정된 적어도 하나의 빔을 통해, 상기 기지국으로 상기 상향링크 제어 채널을 전송하는 과정을 포함하며,
   상기 빔 정보는 상기 기지국과 상기 단말 간에 송수신되는 참조 신호(reference signal)에 기반하여 설정되고,
   상기 참조 신호에 의한 측정 정보가 나타내는 값이 미리 설정된 임계 값보다 작은 경우 상기 상향링크 제어 채널은 다수의 빔들(a plurality of beams)을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 빔 정보는 상기 적어도 하나의 빔에 대한 빔 인덱스 정보(beam index information)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 참조 신호는 CSI-RS(Channel State Information-Reference Signal)이며,
   상기 상향링크 제어 채널은 미리 설정된 하나 이상의 CSI 보고 자원들(CSI reporting resources)을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 상향링크 제어 채널의 전송을 위한 빔 구성(beam configuration)은 상기 미리 설정된 하나 이상의 CSI 보고 자원들 별로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 빔의 수는 상기 참조 신호에 의한 측정 정보 또는 상기 상향링크 제어 채널을 통해 전달되는 상향링크 제어 정보의 유형 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
   
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 미리 설정된 임계 값은, 상기 다수의 빔들의 빔의 수에 따라 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 참조 신호는, CSI-RS를 포함하고,
   상기 측정 정보는, 채널 품질 지시자(channel quality indicator), 수신 전력(received power) 정보, 또는 수신 품질(received quality) 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 다수의 빔들은 미리 설정된 다수의 빔 집합(beam set)들 중 하나에 속하는 방법.
   
10. 제 5항에 있어서,
    상기 기지국으로부터, 상기 적어도 하나의 빔들의 적용 여부를 나타내는 정보, 상기 빔의 수를 나타내는 정보, 또는 상기 상향링크 제어 채널의 전송에 이용될 적어도 하나의 빔 인덱스(beam index)를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 수신하는 과정을 포함하는 방법.
    
11. 제 1항에 있어서,
    상기 기지국으로부터, 상기 상향링크 제어 채널의 전송과 관련된 빔 설정 정보(beam configuration information)를 수신하는 과정을 더 포함하고,
    상기 빔 설정 정보는, 단일 빔(single beam)을 위한 제1 빔 설정 정보 및 다수의 빔들(a plurality of beams)을 위한 제2 빔 설정 정보를 포함하며,
    상기 제1 빔 설정 정보 및 상기 제2 빔 설정 정보 각각은, 상기 상향링크 제어 채널의 전송과 관련된 자원 정보(resource information), 시간 오프셋 정보(time offset information), 또는 주기 정보(period information) 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
    
12. 제 1항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 상향링크 제어 채널을 통해, 주기적(periodic) 또는 반-지속적(semi-persistent)으로 상향링크 제어 정보를 보고하도록 설정되는 방법.
    
13. 무선 통신 시스템에서 상향링크 제어 채널(uplink control channel)을 전송하는 단말에 있어서,
    무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛과,
    상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    기지국으로부터, 상기 상향링크 제어 채널의 전송과 관련된 빔 정보(beam information)를 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 수신하고,
    상기 빔 정보에 기반하여 설정된 적어도 하나의 빔을 통해, 상기 기지국으로 상기 상향링크 제어 채널을 전송하도록 제어하며,
    상기 빔 정보는 상기 기지국과 상기 단말 간에 송수신되는 참조 신호(reference signal)에 기반하여 설정되고,
    상기 참조 신호에 의한 측정 정보가 나타내는 값이 미리 설정된 임계 값보다 작은 경우 상기 상향링크 제어 채널은 다수의 빔들(a plurality of beams)을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 단말.
    
14. 무선 통신 시스템에서 기지국이 상향링크 제어 채널(uplink control channel)을 수신하는 방법에 있어서,
    단말로, 상기 상향링크 제어 채널의 전송과 관련된 빔 정보(beam information)를 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 전송하는 과정과,
    상기 빔 정보에 기반하여 설정된 적어도 하나의 빔을 통해, 상기 단말로부터 상기 상향링크 제어 채널을 수신하는 과정을 포함하며,
    상기 빔 정보는 상기 기지국과 상기 단말 간에 송수신되는 참조 신호(reference signal)에 기반하여 설정되고,
    상기 참조 신호에 의한 측정 정보가 나타내는 값이 미리 설정된 임계 값보다 작은 경우 상기 상향링크 제어 채널은 다수의 빔들(a plurality of beams)을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 삭제

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