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이 시리즈는 기지국과 UE간 시간 자원 할당이 어떻게 합의되고 진행되는지에 관한 시리즈이다. 본 시리즈를 작성하기 위해, Samsung Electronics AmericaNaveen Chelikani님의 글 [1]Dahlman5G NR [2]을 참고하였다. 이를 포함한 기타 참고문헌 (3GPP TS )은 마지막에 표기해두었다.

 


<5G 시간 축 자원할당 시리즈>
1. 시간 축 자원할당 개요
2. K0에 의한 PDSCH 자원 할당
3. K1에 의한 HARQ-ACK 자원 할당 (1) - HARQ-ACK timing
4. K1에 의한 HARQ-ACK 자원 할당 (2) - codebook


 

자원할당 개요

 

LTE와는 다르게 mmWave의 활용으로 5G에서 TDD의 이용이 필수불가결해짐에 따라, 시간축 자원할당을 이해하는 것은 차세대 시나리오의 구현에 중요하게 되었다. 하지만, 다양한 numerology, mini-slot, out-of-order HARQ, new type DCI (0_2, 1_2) 등의 새로운 feature가 도입되면서 이를 온전히 이해하는 것은 쉽지 않다. 본 포스팅에서는 본격적인 K value에 따른 시간 축 자원할당에 앞서 TDD와 관련된 기본적인 개념들을 소개하고자 한다.

 

 

 

 

시간 축 자원

 

시간 축 자원의 단위는 가장 크게 라디오 프레임 (10 ms)부터 심볼 (2μ/14 ms)까지 다양하다. 더욱 자세한 내용은 이전 포스팅에 나와있으므로 참고하고, 아래와 같이 그림으로 설명을 대체한다

 

각 시간 축 자원은 downlink (DL)uplink (UL) 중 하나로 구성 (configure)될 수 있다. ConfigurationAllocation은 자칫 혼동하기 쉽고 또 실제로 섞어서 소통하는데 문제가 없다. 하지만 표준에서 사용하는 의미로는 조그만 차이가 있다. 다음을 통해 더 자세히 알아보자.

 

TDD Configuration (TDD 구성)

 

 

Configuration은 시간 축 자원을 DLUL로 나누는 자체를 의미한다따라서 이전 포스팅에서 언급된 것처럼 Slot configuration이라고하면 Slot 14개의 심볼을 DLUL로 나누는 방식을 의미한다.

 

1개의 슬롯을 14개의 심볼로 나누는 Configuration

 

Slot configuration 방법에는 dynamic (동적) 구성과 semi-static (준정적) 방식이 있으며, 각 세부내용은 이전 시리즈에서 다루었다.

3GPP 표준에서는 Slot안 심볼 configuration 뿐만 아니라, TDD UL-DL 패턴 configuration 예시도 제시한다. TS 38.101-4에서는 몇 개의 DL 슬롯, 그리고 Flexible Slot (symbol), UL 슬롯으로 시간 축을 구성할 지 제안한다. 물론 여기에 나온 configuration은 성능 평가를 위한 예시이므로 반드시 실제 시스템이 이렇게 동작해야한다는 것은 아니다.

 

 

 

 

예시 1) SCS 30 kHz, dynamic TDD를 사용하는 경우

이 구성은 7개의 DL 슬롯, 1개의 스페셜 슬롯, 2개의 UL 슬롯으로 이루어져 있다. 이 때, 1 스페셜 슬롯은 6개의 DL 심볼과 4개의 Flexible 심볼과 4개의 UL 심볼로 구성한다 (14개의 심볼)

 

예시 2) SCS 60 kHz, semi-static TDD를 사용하는 경우

 

이 구성은 semi-static 구성이므로, 아래 pattern 1을 확인한다 ( 2개의 pattern까지 가능). dl-ULTransmissionPeriodicity1 ms이고, 60 kHz (μ=2)이므로, 총 슬롯의 개수는 2μ=4, 4개 임을 알 수 있다. 따라서, 보여주듯이 총 4개의 슬롯이 설정되어있다. 2개의 DL1개의 Sp.1개의 UL이고, Special slot11개의 DL symbol, 3개의 flexible symbols로 구성되어있다.

즉, 무엇이 됐든 Configuration은 연속적인 시간자원을 DL/UL 혹은 Flexible 로 나누는 것을 의미한다.

 

TDD Configuration

 

TDD Time resource allocation

 

시간 축 자원 할당은 말 그대로, 보내야할 물리채널 (PDSCH, PDCCH, PUSCH, PUCCH ) configuredDL, UL region에 할당을 하는 것을 말한다. 이 때, DL 데이터 (PDSCH)를 할당한다면 K0값에 따라서 할당하고, HARQ-ACK (PUCCH)를 할당한다면 K1값에 따라 한다. K2 값은 UL 데이터 (PUSCH)할당에 쓰인다.

 

K values

Meaning

Allocation

DCI

K0

DCI 받은 슬롯으로부터 할당하고 싶은 PDSCH까지의 슬롯 수

PDSCH on DL region

TimeDomainResourceAllocation 필드 (TDRA, 1~4 bits)

K1

DL이 있는 슬롯부터 해당 ACK를 보낼 PUCCH까지의 슬롯 수

PUCCH on UL region

HARQ-timing_feedback 필드indicator (3 bits)

 

K0K1값은 DCI에 의해서 전달된다. 다만, 그 값이 전달되는 것이 아니고 RRC 테이블에서 값을 참조할 수 있도록 간접적인 참조값이 전달됨에 유의한다. 더욱 자세한 내용은 다음 포스팅에서 다룰 예정이다.

 

Configuration vs. Resource Allocation

 

TDD Configuration과 Resource Allocation

순서상을 나누자면, 엄밀히 말해 configuration이 먼저 일어나고 그 뒤에 정해진 region resource allocation을 하는게 맞다.

 

물론, 매우 Academic한 영역에서는 이것을 구분하지 않고 최적의 resource allocation을 찾았다면 바로 UL/DL로 구성해 통신한다고 하지만, 사실 practical하게는 최소 dynamic DCI를 통해 새로 slot configuration을 진행해주거나 RRCReconfiguration 과정을 통해 UL-DL pattern을 새로 정해주어야하는데 드는 시스템적인 딜레이가 있다. 그럼에도 불구하고 둘은 섞어서 표현하는 경우가 많으므로 문맥에 맞게 파악하는 것이 중요하다.

 

 

 

 

 

마치며...

 

본 포스팅에서는 시간할당의 기본적인 내용을 다루었다. 아무래도 한 번에 전반적인 내용을 이해하는 것은 어려움이 있겠지만, 여러 번 보다 보면 용어도 익숙해지고 전체적인 그림을 가질 수 있을 것이다. 이후의 포스팅에서는 DCI payload를 기반으로 K0값과 K1값이 정해져서 할당이 되는 과정을 다루도록 하겠다.

 

참고문헌

[1] 5G-NR K0,K1 & K2 for Time Domain DL & UL Resource allocation, Naveen Chelikani

[2] 5G NR 차세대 무선기술, 홍릉도서출판, 전창범/류영권 공동번역

[3] TS 38.101-4

[4] TS 38.214

 

 


<5G 시간 축 자원할당 시리즈>
1. 시간 축 자원할당 개요
2. K0에 의한 PDSCH 자원 할당
3. K1에 의한 HARQ-ACK 자원 할당 (1) - HARQ-ACK timing
4. K1에 의한 HARQ-ACK 자원 할당 (2) - codebook


 

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