KR101476205B1 - 무선 통신 시스템에서 위치 기반 서비스를 위한 참조 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 위치 기반 서비스를 위한 참조 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 출원에서는 무선 통신 시스템에 단말이 위치 측정 참조 신호(Location Based Service-Reference Signal; 이하 LBS-RS)를 검출하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 단말은 서빙 셀로부터 위치 측정에 참여하는 하나 이상의 타겟 셀들에 대한 LBS-RS 설정 정보를 수신하고, 상기 LBS-RS 설정 정보를 이용하여 상기 타겟 셀의 주파수 오프셋 값을 획득한다. 이후, 상기 LBS-RS 설정 정보와 상기 주파수 오프셋 값을 이용하여, 상기 타겟 셀로부터 송신된 상기 LBS-RS를 검출하고, 상기 검출된 LBS-RS의 수신 지연 시간을 측정하며, 상기 수신 지연 시간을 상기 서빙 셀로 송신한다.
위치 측정 참조 신호, 파일롯 패턴, OTDOA

Description

무선 통신 시스템에서 위치 기반 서비스를 위한 참조 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR TRANSMITTING LOCATION BASED SERVICE-REFERENCE SIGNAL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 통신 시스템에서 기지국이 위치 기반 서비스를 제공하기 위한 참조 신호를 송신하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
단말의 지리적 위치는 기본적으로 복수의 셀로부터 송신된 신호의 지연시간을 측정하여 계산한다. 따라서 단말의 위치를 측정하기 위해서는 적어도 3개 이상의 신호가 요구된다. 이를 기반으로 하여, 단말의 위치를 계산하는 다양한 방법들이 존재하지만, 일반적으로 신호 도달 시간차 검출(Observed Time Difference Of Arrival; OTDOA) 기법이 주로 사용된다.
도 1은 단말 위치를 측정하기 위한 OTDOA 기법의 개념도이다.
도 1을 참조하면, OTDOA 기법은 단말이 각 셀로부터 송신된 신호들이 단말에 도달한 타이밍 차이를 이용하여 단말의 위치를 측정하는 것으로서, 단말은 각 셀들로부터 수신한 신호의 지연 시간을 측정하여 이를 서빙 셀(serving cell) 또는 앵 커 셀(anchor cell)로 보고하고, 서빙 셀은 보고된 지연 시간들을 이용하여 해당 단말의 위치를 측정한다.
이 경우 각 셀에서 단말로 송신하는 신호는 위치 기반 서비스를 위한 참조 신호(Location Based Service-Reference Signal; LBS-RS)이며, 단말은 각 셀들로부터 수신한 LBS-RS를 구분해야 한다. 또한 각 셀들에서 단말로 송신하는 LBS-RS를 설정함에 있어, LBS-RS의 수신 전력과 지연 시간 역시 고려해야 한다. 본 발명에서는 단말이 각 셀들로부터 수신한 LBS-RS를 보다 효율적으로 검출하기 위하여, LBS-RS 시퀀스 생성 및 자원 할당 방법에 관하여 논의한다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 위치 기반 서비스를 위한 참조 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예인 무선 통신 시스템에서 단말이 위치 측정 참조 신호(Location Based Service-Reference Signal; 이하 LBS-RS)를 검출하는 방법은 서빙 셀로부터 위치 측정에 참여하는 하나 이상의 타겟 셀들에 대한 LBS-RS 설정 정보를 수신하는 단계, 상기 LBS-RS 설정 정보를 이용하여 상기 타겟 셀의 주파수 오프셋 값을 획득하는 단계, 및 상기 LBS-RS 설정 정보와 상기 주파수 오프셋 값을 이용하여, 상기 타겟 셀로부터 송신된 상기 LBS-RS를 검출하는 단계를 포함한다. 여기서 상기 LBS-RS 설정 정보는 시스템 정보 (System information) 블록, RRC 계층 메시지, MAC 계층 메시지 또는 하향링크 물리 제어 채널 중 하나에 의하여 수신되는 것이 바람직하다. 상기 LBS-RS 설정 정보는 상기 LBS-RS의 대역폭 값, 순환 전치(Cyclic Prefix, CP) 길이 정보 및 상기 인접 셀의 송신 안테나 개수를 포함한다.
또한 상기 검출된 LBS-RS의 수신 지연 시간을 측정하는 단계와 상기 수신 지연 시간을 상기 서빙 셀로 송신하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는, 상기 LBS-RS 설정 정보는 상기 타겟 셀의 상기 LBS-RS 설정이 상기 서빙 셀의 상기 LBS-RS 설정과 동일한지 여부를 지시하는 지시자(indicator)이다. 상기 지시자는 상기 LBS-RS의 대역폭, 순환 전치(Cyclic Prefix, CP) 길이 정보 및 상기 인접 셀의 송신 안테나 개수 각각에 대하여 1비트 정보를 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 장치는 서빙 셀로부터 위치 측정에 참여하는 하나 이상의 타겟 셀들에 대한 위치 측정 참조 신호(Location Based Service-Reference Signal; 이하 LBS-RS) 설정 정보를 수신하는 수신 모듈, 상기 LBS-RS 설정 정보를 이용하여 상기 타겟 셀의 주파수 오프셋 값을 획득하고, 상기 LBS-RS 설정 정보와 상기 주파수 오프셋 값을 이용하여, 상기 타겟 셀로부터 송신된 상기 LBS-RS를 검출하며, 상기 LBS-RS의 수신 지연 시간을 측정하는 프로세서, 및 상기 수신 지연 시간을 상기 서빙 셀로 송신하는 송신 모듈을 포함한다. 상기 수신 모듈은 상기 LBS-RS 설정 정보를 상기 시스템 정보(System information) 블록, RRC 계층 메시지, MAC 계층 메시 지 또는 하향링크 물리 제어 채널 중 하나를 통하여 수신하는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는, 상기 LBS-RS 설정 정보는 상기 타겟 셀의 상기 LBS-RS 설정이 상기 서빙 셀의 상기 LBS-RS 설정과 동일한지 여부를 지시하는 지시자(indicator)이다. 상기 지시자는 상기 LBS-RS의 대역폭, 순환 전치(Cyclic Prefix, CP) 길이 정보 및 상기 인접 셀의 송신 안테나 개수 각각에 대하여 1비트 정보를 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 셀이 위치 측정 참조 신호(이하 LBS-RS)를 위한 자원을 할당하는 방법은 상기 LBS-RS를 송신하기 위한 자원을 지시하는 LBS-RS 패턴 기본 블록을 설정하는 단계, 하나의 서브프레임에서 상기 LBS-RS 패턴 기본 블록이 할당될 OFDM 심볼들을 결정하는 단계, 및 상기 결정된 OFDM 심볼들에 상기 LBS-RS 패턴 기본 블록을 할당하는 단계를 포함한다. 여기서 상기 LBS-RS 패턴 기본 블록은 N개의 OFDM 심볼들과 상기 OFDM 심볼들 각각에 대응하는 N개의 부반송파로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 OFDM 심볼들을 결정하는 단계는 송신 안테나를 위한 참조 신호가 할당되지 않은 OFDM 심볼들을 결정하는 단계를 포함하며, 상기 LBS-RS 패턴 기본 블록을 할당하는 단계는 상기 LBS-RS 패턴 기본 블록과 동일한 제 1 기본 블록과 상기 LBS-RS 패턴 기본 블록과 시간 축으로 대칭되는 제 2 기본 블록을 할당하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면 무선 통신 시스템에서 기지국이 위치 기반 서비스를 제공하기 위한 참조 신호를 효과적으로 송신할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
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, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
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. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
이동통신 시스템에서 사용자 기기(User Equipment)는 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 사용자 기기는 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 사용자 기기가 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 사용자 기기가 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
도 2는 이동통신 시스템의 일례인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution) 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 사용자 기기는 단계 S201에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 사용자 기기는 기지국으로부터 주 동기 채널(P-SCH: Primary Synchronization Channel) 및 부 동기 채널(S-SCH: Secondary Synchronization Channel)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 사용자 기기는 기지국으로부터 물리방송채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 사용자 기기는 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal: DLRS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 사용자 기기는 단계 S202에서 물리하향링크제어채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel) 및 상기 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널(PDSCH: Physical Downlink Control Channel)을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 사용자 기기는 기지국에 단계 S203 내지 단계 S206과 같은 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 사용자 기기는 물리임의접속채널(PRACH: Physical Random Access Channel)를 통해 특징 시퀀스를 프리엠블로서 전송하고(S203), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 상기 임의접속에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S204). 핸드오버(Handover)의 경우를 제외한 경쟁 기반 임의접속의 경우 그 후 추가적인 물리임의접속채널의 전송(S205) 및 물리하향링크제어채널/물리하향링크공유 채널 수신(S206)과 같은 충돌해결절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 사용자 기기는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널/물리하향링크공유채널 수신(S207) 및 물리상향링크공유채널(PUSCH: Physical Uplink Shared Channel)/물리상향링크제어채널(PUCCH: Physical Uplink Control Channel) 전송(S208)을 수행할 수 있다. 이때 사용자 기기가 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 사용자 기기가 기지국으로부터 수신하는 제어 정보에는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator)/PMI(Precoding Matrix Index)/RI(Rank Indicator) 등을 포함한 다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution) 시스템의 경우, 사용자 기기는 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 물리상향링크공유채널 및/또는 물리상향링크제어채널을 통해 전송할 수 있다.
3GPP LTE 시스템에 있어서, 기지국이 하향 링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 3은 기지국이 하향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
3GPP LTE 시스템에서 기지국은 하향링크로 하나 이상의 코드워드(Code Word)를 전송할 수 있다. 따라서 하나 이상의 코드워드는 각각 스크램블링 모듈(301) 및 변조 맵퍼(302)를 통해 복소 심볼로서 처리될 수 있다, 그 후, 복소 심볼은 레이터 맵퍼(303)에 의해 복수의 레이어(Layer)에 맵핑되며, 각 레이어는 프리코딩 모듈(304)에 의해 채널 상태에 따라 선택된 소정 프리코딩 행렬과 곱해져 각 전송 안테나에 할당될 수 있다. 이와 같이 처리된 각 안테나별 전송 신호는 각각 자원 요소 맵퍼(305)에 의해 전송에 이용될 시간-주파수 자원 요소에 맵핑되며, 이후 OFDM 신호 생성기(306)를 거쳐 각 안테나를 통해 전송될 수 있다.
도 4는 본 발명에서 사용되는 하향링크의 시간-주파수 자원 격자 구조(resource grid structure)를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 하향링크 송신 자원은
Figure 112009504896780-pat00035
개의 서브캐리어(subcarrier)와
Figure 112009504896780-pat00036
개의 OFDM 심볼로 구성되는 도 4와 같은 자원 격자(resource grid)에 의해 묘사될 수 있다. 여기서,
Figure 112009504896780-pat00037
은 하향링크에서의 자원 블록(Resource Block; RB)의 개수를 나타내고,
Figure 112009504896780-pat00038
는 하나의 RB을 구성하는 서브캐리어의 개수를 나타내고,
Figure 112009504896780-pat00039
는 하나의 하향링크 슬롯에서의 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다. 자원 격자 내의 각 요소는 자원 요소(Resource Element, RE)라고 불리며, 슬롯 내의 인덱스 쌍 (k,l) 에 의해 유일하게 식별된다. 여기서, k 는 주파수 영역에서의 인덱스이고 l 는 시간 영역에서의 인덱스이며 k 는 0,...,
Figure 112009504896780-pat00040
중 어느 하나의 값을 갖고, l는 0,...,
Figure 112009504896780-pat00041
중 어느 하나의 값을 갖는다.
Figure 112009504896780-pat00042
의 크기는 셀 내에서 구성된 하향링크 전송 대역폭에 따라 달라지며
Figure 112009504896780-pat00043
을 만족해야 한다. 여기서,
Figure 112009504896780-pat00044
는 무선 통신 시스템이 지원하는 가장 작은 하향링크 대역폭이며
Figure 112009504896780-pat00045
는 무선 통신 시스템이 지원하는 가장 큰 하향링크 대역폭이다.
Figure 112009504896780-pat00046
이고
Figure 112009504896780-pat00047
일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 하나의 슬롯 내에 포함된 OFDM 심볼의 개수는 순환 전치(Cyclic Prefix, CP)의 길이 및 부반송파의 간격에 따라 다를 수 있다. 다중안테나 전송의 경우에, 하나의 안테나 포트 당 하나의 자원 격자가 정의될 수 있다.
도 4에 도시된 자원 블록(Resource Block, RB)은 어떤 물리 채널과 자원 요소들 간의 매핑(mapping) 관계를 기술하기 위해 사용된다. RB는 물리 자원 블록(Physical Resource Block; PRB)과 가상 자원 블록 (Virtual Resource Block: VRB)으로 나눌 수 있다.
상기 하나의 PRB는 시간 영역의
Figure 112009504896780-pat00048
개의 연속적인 OFDM 심볼과 주파수 영역의
Figure 112009504896780-pat00049
개의 연속적인 서브캐리어로 정의된다. 여기서
Figure 112009504896780-pat00050
과
Figure 112009504896780-pat00051
는 미리 결정된 값일 수 있다. 예를 들어
Figure 112009504896780-pat00052
과
Figure 112009504896780-pat00053
는 표 1과 같이 주어질 수 있다. 따라서 하나의 PRB는
Figure 112009504896780-pat00054
개의 자원 요소로 구성된다. 하나의 PRB는 시간 영역에서는 하나의 슬롯에 대응되고 주파수 영역에서는 180kHz에 대응될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
[표 1]
Figure 112009504896780-pat00001
PRB는 주파수 영역에서 0에서
Figure 112009504896780-pat00055
까지의 값을 갖는다. 주파수 영역에서의 PRB 개수(number) n PRB 와 하나의 슬롯 내에서의 자원 요소 (k,l) 사이의 관계는
Figure 112009504896780-pat00056
를 만족한다.
상기 VRB은 PRB과 동일한 크기를 가질 수 있다. 두 가지 타입의 VRB이 정의되는데, 첫째 타입은 로컬형 VRB(Localized VRB, LVRB)이고, 둘째 타입은 분산형 VRB(Distributed VRB, DVRB)이다. 각 타입의 VRB에 대해, 한 쌍(pair)의 VRB이 단일의 VRB 인덱스를 가지고 1개의 서브프레임의 2개의 슬롯에 걸쳐 할당된다. 다시 말하면, 하나의 서브프레임을 구성하는 2개의 슬롯 중 제1 슬롯에 속하는
Figure 112009504896780-pat00057
개의 VRB들은 각각 0부터
Figure 112009504896780-pat00058
중 어느 하나의 인덱스 (Index)를 할당 받고, 위의 2개의 슬롯 중 제2 슬롯에 속하는
Figure 112009504896780-pat00059
개의 VRB들도 마찬가지로 각각 0부터
Figure 112009504896780-pat00060
중 어느 하나의 인덱스를 할당 받는다.
도 5는 하향 링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13∼11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도 5에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 참조 신호(Reference Signal; RS)를 나타낸다. 안테나 0 내지 3에 대한 RS는 일반적인 서브프레임에서 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 일정한 패턴으로 고정되며, MBSFN(Multicast/Broadcast over a Single Frequency Network) 서브프레임에서는 제어 영역에만 할당된다.
제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.
PDCCH는 물리 하향 링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 자세히 설명한다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향 링크 스케줄링 그랜트(Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다. PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩(decoding)을 해야하는지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 전송형식정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
＜제 1 실시예＞
본 발명의 제 1 실시예에서는 복수의 셀들이 단말로 LBS-RS를 송신함에 있어 발생할 수 있는 경로 손실(pathloss)를 보상하는 방법에 관한 것이다.
도 6 및 도 7은 복수의 셀들로부터 수신한 신호들에서 발생할 수 있는 경로 손실을 설명하기 위한 도면이다. 상술한 바와 같이 단말의 위치를 측정하기 과정에서는 하나 이상의 셀, 바람직하게는 적어도 3개의 셀들로부터 LBS-RS를 수신할 필요가 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 서빙 셀과 타겟 셀 두 개의 셀만을 고려한다.
단말이 서빙 셀에 연결되어 있는 상황에서, 서빙셀 및 타겟 셀 모두로부터 송신된 LBS-RS들을 수신하는 경우, 아래와 같은 두 가지 경우를 고려할 수 있다.
첫 번째는 도 6과 같이 서빙 셀(셀 ＃A)로부터의 경로 손실이 타겟 셀(셀 ＃B)로부터의 경로 손실과 유사한 경우이며, 두 번째는 도 7과 같이 서빙 셀로부터의 경로 손실이 타겟 셀로부터의 경로 손실 보다 적은 경우이다.
도 6을 참조하면, 서빙 셀 및 타겟 셀로부터 단말로 송신된 신호들의 경로 손실이 유사하므로, 양 셀로부터 동일한 전력을 이용하여 송신된 LBS-RS들은 단말에서 유사한 진폭 즉 유사한 전력으로 수신될 수 있다. 단말은 LBS-RS들을 수신한 후 자동 이득 제어(Automatic Gain Control; AGC)라고 지칭되는 신호 증폭 과정을 수행하여 타겟 셀로부터 수신된 신호를 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital Converter; ADC)의 동작 범위에 적합하게 증폭한다. 이후 단말은 ADC의 출력으로부터 서빙 셀로부터 송신된 LBS-RS와 타겟 셀로부터 송신된 LBS-RS를 구별한다. 만약 도 6과 같이 두 신호가 유사한 전력으로 수신된 경우라면, 단말은 수신 신호들에서 타겟 셀로부터 송신된 LBS-RS를 검출함에 있어 특별한 문제가 발생하지 않는다.
그러나 도 7의 경우, 타겟 셀과 단말 사이의 경로 손실이 매우 크기 때문에, 타겟 셀로부터 수신된 신호가 서빙 셀로부터 수신된 신호에 비하여 매우 작게 측정된다. 한편 AGC는 타겟 셀 및 서빙 셀 모두로부터 수신한 수신 신호 전체를 고려하여 신호를 증폭하기 때문에, 타겟 셀로부터 수신한 신호는 ADC를 수행하는 과정에서 소실될 여지가 있다. 따라서 도 7과 같은 상황에서는 타겟 셀로부터 송신된 신호를 검출하지 못할 가능성이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 서빙 셀은 휴지 기간(idle period) 또는 신호 비송신 구간(signal non-transmitting duration)을 설정할 수 있다. 서빙 셀의 휴지 기간 동안에는 서빙 셀로부터 송신된 LBS-RS의 영향이 없으므로, 타겟 셀에서 송신한 LBS-RS는 신호의 경로 손실이 크더라도 ADC 과정을 거친 후 오류없이 검출될 수 있다.
＜제 2 실시예＞
본 발명의 제 2 실시예는 각 셀로부터 송신된 LBS-RS의 전파 지연 시간(propagation delay)으로 인하여 발생하는 신호 간 간섭을 방지하기 위한 방안이다.
우선 전파 지연 시간에 관하여 살펴본다. 도 8은 복수의 셀로부터 송신된 신호의 전파 지연을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 셀 A 및 셀 B에서 신호가 동일한 타이밍에 송신되었다고 할지라도 그 전파 경로에 따라 단말의 수신 타이밍은 달라질 수 있다. 특히 도 8은 단말이 셀 A에 가까이 위치하는 경우를 도시하며, 셀 B로부터 수신되는 신호는 전파 지연이 셀 A로부터 수신된 신호보다 크다는 것을 알 수 있다. 따라서, 단말에서는 서로 다른 셀들로부터 수신되는 신호들이 서로 다른 타이밍에 수신될 수 있다.
타겟 셀의 최대 반경이 100km인 경우 단말에서 수신되는 신호의 최대 전파지연은 ±0.334 ms일 수 있다. 이는 셀들간에 동기가 맞추어져 있다고 하더라도, 수신 측에서는 각 셀 들로부터 수신되는 LBS-RS 간에 최대 ±0.334 ms의 지연이 발생할 수 있다는 것을 의미한다.
비동기 시스템에서도 하나의 서브프레임의 길이가 1ms이고 수신 신호에 관한 측정이 서브프레임 단위로 이루어 진다면, 단말이 두 셀로부터 수신한 신호들 간에 발생할 수 있는 최대 지연 시간은 서브프레임의 절반 즉, ±0.5 ms임을 알 수 있다.
도 9 내지 도 11은 비동기 시스템에서 발생할 수 있는 전파 지연을 설명하기 위한 도면이다. 특히 도 9 내지 도 11은 셀 A에서 수신한 서브프레임을 기준으로 셀 B로부터 수신한 서브프레임의 지연 시간이 각각 0ms, +0.5ms, -0.25ms 인 경우를 도시한다. 따라서 제 2 실시예에서는 단말이 서빙 셀로부터 송신된 신호로 인한 간섭 없이 타겟 셀로부터 송신된 LBS-RS를 수신하기 위하여, 서빙 셀로 하여금 최대 3 휴지(idle) 서브프레임을 설정할 것을 제안한다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 각 기지국에서의 신호 송신 타이밍을 도시하는 도면이다. 특히 단말은 셀 C에 연결되어 통신하고 있다고 가정한다.
도 12를 참조하면, 상술한 바와 같이 최대 지연 시간이 서브프레임의 절반이 라는 점으로 인하여, 모든 셀들로부터 송신 되는 신호 각각을 신호 간 간섭없이 수신하기 위하여 1 내지 3의 연속적인 휴지 서브프레임을 설정해야 함을 알 수 있다.
이와 같이 1 내지 3의 연속적인 휴지 서브프레임을 설정함에 따라, 단말은 서빙 셀의 첫 번째 휴지 서브프레임의 시작 지점을 기준으로 각 셀들로부터 송신되는 LBS RS의 수신 지연 시간을 측정하여 서빙 셀로 보고할 수 있다.
＜제 3 실시예＞
단말이 타겟 셀로부터 송신된 신호의 서브프레임 경계를 검출하지 않고 지연 시간을 측정하도록 하기 위해서, 서빙 셀은 단말에게 타겟 셀 ID와 타겟 셀의 대략적인 서브프레임 타이밍을 알려 줄 수 있다. 이 경우 상기 대략적인 서브프레임 타이밍은 타겟 셀 ID, 서빙 셀의 서브프레임 번호 및 시스템 프레임 번호에 의하여 정하여 진다. 또한, 서빙 셀은 타겟 셀로부터 송신되는 LBS-RS의 대역폭과 LBS-RS가 할당되는 주파수 위치에 관하여 단말에게 알려줄 수 있다. 상술한 정보들은 단말이 LBS-RS를 검출하기 위한 과정에서 어떠한 타겟 셀들이 위치 측정에 참여하는지에 관한 검색 과정과 신호 측정을 위한 동기화 과정을 생략하는 것을 가능하게 한다.
단말의 위치 측정을 위하여 필요한 정보는 서빙 셀에 의하여 방송될 수 있다. 이 경우 서빙 셀이 방송하는 정보는 타겟 셀들의 ID를 포함할 수 있다. 네트워크는 이미 셀들의 정확한 지리적 위치를 알고 있기 때문에, 서빙 셀은 단말 주변에 가장 가까이 위치한 셀들을 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 서빙 셀과 동일한 위치에 안테나를 가지고 있는 셀과 같이 위치 측정에 기여를 할 수 없는 셀들의 ID는 방송 하지 않는 것으로 설정할 수 있다.
＜제 4 실시예＞
도 13 내지 도 18은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 LBS-RS 패턴들을 도시하는 도면이다. 특히 도 13 내지 도 16과 도 18에 도시된 Empty Resource Elements에는 일반적인 데이터 정보가 송신되는 것으로 구현할 수도 있다.
제 4 실시예는 하나의 RB 단위로 LBS-RS 패턴을 설계한 것을 특징으로 한다.
우선 도 13은 대각 방향으로 참조 신호가 배열된 패턴(이하 패턴 A1)을 도시한다. 특히 패턴 A1은 하나의 OFDM 심볼 측면에서는 LBS-RS를 위하여 복수의 RE가 할당된다. 복수의 셀들에서 송신되는 LBS-RS들을 구분하기 위하여, 상기 패턴 A1의 주파수 오프셋(vshift) 값을 다르게 설정할 필요가 있다. 또한 상기 vshift는 셀 ID에 의존하는 값으로, 아래 수학식 1에 의하여 결정된다.
Figure 112009504896780-pat00061
(단, A는 1보다 큰 12 이하의 자연수)
즉, 셀 설계 시 동기화된 셀을 구축한다고 가정하면, 각각의 셀들이 서로 다른 vshift값을 갖는 패턴 A1을 이용하여 LBS-RS를 송신하도록 설정하여, 셀들 간에 완전한 직교성을 갖는 LBS-RS 패턴을 설계할 수 있다.
그러나, 도 13에 개시된 패턴 A1의 문제점은 신호의 전파 지연(propagation delay)으로 인하여 서빙 셀과 타겟 셀의 LBS-RS 패턴 사이에 충돌이 발생할 수 있다는 것이다. 도 14는 패턴 A1의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 셀 A는 vshift값이 0 임에 반하여, 셀 B는 vshift값이 하나의 부반송파 간격이라고 가정한다. 이 경우, 전파 지연으로 인하여 셀 B로부터 송신되는 LBS-RS가 정확히 하나의 OFDM 심볼만큼 늦게 수신되는 경우, 상기 셀 A 및 셀 B로부터 수신되는 LBS-RS 패턴은 단말 입장에서 동일한 패턴으로 인식되어 각각의 신호를 구분할 수 없다.
셀이 구축될 때 네트워크는 대략적인 셀 반경을 인지하고 있으며. 셀의 최대 반경이 약 100km라고 가정하면, 단말 위치에 따라 발생할 수 있는 최대 지연 시간은 0.334ms 즉, 약 4.5 OFDM 심볼로 환산할 수 있다. 따라서 서빙 셀은 최대 지연 시간을 고려하여 단말이 수신하는 LBS-RS 신호들의 충돌이 발생하지 않도록 미리 타겟 셀의 vshift값을 설정하고 서빙 셀은 이를 타겟 셀과 단말로 알려줌으로서 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
도 15는 임의의 부반송파에 연속된 참조 신호가 배열된 패턴(이하 패턴 A2)을 도시한다. 패턴 A2 역시 복수의 셀들에서 송신되는 LBS-RS들을 구분하기 위하여, 주파수 오프셋(vshift) 값을 다르게 설정한다. 패턴 A2의 장점은 서로 다른 vshift 값을 갖는 패턴들은 수신 지연 시간에 무관하게 패턴 충돌이 발생하지 않는다는 점이다. 또한 패턴 A2 역시 서로 다른 vshift 값을 갖는 패턴들은 직교성을 보장할 수 있으며, 이로 인하여 단말이 LBS-RS를 검출함에 있어 성능 향상을 꾀할 수 있다.
도 16은 위치 측정을 수행하는 전체 서브프레임에서 특정 OFDM 심볼들에 연속된 참조 신호가 배열된 패턴(이하 패턴 A3)을 도시한다. 패턴 A2가 서로 다른 vshift값을 갖는 패턴들의 직교성을 보장함이 비하여, 패턴 A3는 셀들로부터 수신되는 모든 패턴들의 직교성을 보장한다는 것이 불가능하다.
패턴 A3에서 복수의 셀들로부터 송신되는 LBS-RS의 충돌을 방지하기 위하여, 하나의 서브프레임에서 특정 개수의 OFDM 심볼만이 사용될 수 있다. 상술한 전파 지연으로 인한 충돌이 발생하지 않도록 LBS-RS 송신 OFDM 심볼을 설정한다면 상기 패턴 A2와 동일한 정도의 직교성을 확보하는 것도 가능하다.
도 17은 안테나 포트 0 내지 3을 위한 참조 신호(Common-RS; CRS)를 위한 자원 영역과 PDCCH 영역을 제외한 전체 서브프레임에서 참조 신호가 송신되는 것으로 배열된 패턴(이하 패턴 A4)을 도시한다. 패턴 A4는 기본적으로 상술한 패턴들에 비하여 긴 LBS-RS 시퀀스를 사용하며, 서로 다른 셀들로부터 수신된 LBS-RS들을 구별하기 위하여 LBS-RS 시퀀스의 교차 상관(cross correlation)값을 이용한다. 따라서 LBS-RS 시퀀스의 교차 상관 값이 클수록 패턴 A4가 효과적이다.
도 18은 패턴 A1과 패턴 A2가 조합된 패턴 A5를 도시한다. 도 18을 참조하면, 패턴 A5에서는 LBS-RS가 임의의 부반송파에서 일정 개수의 OFDM 심볼에 할당된 후, 오프셋을 반영한 부반송파에서 동일한 개수의 OFDM 심볼에 할당된다.
상술한 바와 같이 셀 사이즈에 기반하여 계산된 최대 전파 지연을 계산할 수 있다. 최대 전파 지연이 0.33ms 즉 대략적으로 4 OFDM 심볼이라고 가정하면, 도 18과 같이 LBS-RS가 상기 최대 전파 지연 즉, 4 OFDM 심볼에서는 동일한 부반송파를 통하여 LBS-RS를 송신한다. 이 경우, 다른 셀들로부터 송신된 LBS-RS 패턴이 다른 vshift값을 이용하기 때문에 다른 셀들로부터 수신된 LBS-RS와의 충돌은 방지할 수 있다.
다만, LBS-RS가 일정 개수의 부반송파만을 이용하여 송신되는 경우 이는 시간 영역에서 파형이 일정 횟수만 반복된다는 것을 의미한다. 이는 신호 검출 과정에서 복수의 교차 상관 피크가 발생한다는 것을 의미하므로 신호 검출 측면에서 악영향을 미칠 수 있다. 따라서 패턴 A5에서는 상기 일정 개수의 OFDM 심볼을 통하여 LBS-RS이 송신된 이후에는 오프셋(도 18에서는 1 부반송파) 값만큼 부반송파를 천이(shift)하여 동일한 개수의 OFDM 심볼을 통하여 LBS-RS을 송신한다. 일정 횟수의 부반송파 천이를 거치면, LBS-RS는 모든 부반송파 대역에서 송신될 수 있다. 다만, 하나의 OFDM 심볼에서 LBS-RS를 송신하기 위한 자원 요소는 연속되지 않고 흩어져 있기 때문에 기지국이 보다 많은 전력을 소비하여 LBS-RS를 송신해야 한다는 단점이 있다.
상술한 LBS-RS 패턴들에서 안테나 포트를 위한 참조 신호들은 PDCCH 영역에 위치한 참조 신호를 제외하고는 송신되지 않을 수 있다. 특히 MBSFN(Multicast/Broadcast over a Single Frequency Network) 서브프레임에서 LBS-RS를 송신하는 경우에는, MBSFN 서브프레임이 처음 2개의 OFDM 심볼 영역만 PDCCH 영역과 안테나 포트를 위한 참조 신호를 위한 영역으로 사용하고 나머지 영역은 다른 용도로 사용하므로, LBS-RS 할당에 유연성(flexibility)를 보장할 수 있다. 즉, 상술한 패턴들과 달리 안테나 포트를 위한 참조 신호들이 송신되는 영역에 서는 LBS-RS를 송신하는 것으로 설정할 수도 있다.
한편, 일반 CP 또는 확장 CP가 적용된 경우 모두에 대해서 동일한 정확도를 갖는 위치 측정을 지원하기 위하여. 하나의 RB에 포함된 LBS-RS를 위한 RE의 개수는 동일할 필요가 있다.
이하에서는 단말이 LBS-RS가 송신되는 안테나 포트 번호, LBS-RS 대역폭, CP 길이 및 송신 안테나 개수에 관한 정보를 획득하기 위한 블라인드 디코딩을 수행하는 것을 방지하기 위하여 서빙 셀이 위치 측정을 참여하는 타겟 셀에서 설정된 LBS-RS 대역폭, CP 길이 및 송신 안테나에 관한 정보를 단말로 시그널링하는 방안을 제안한다. 서빙 셀이 이러한 정보를 단말로 시그널링함으로 인하여, 단말은 LBS-RS를 검출하기 위한 구현 방법에 있어 복잡도를 감소시킬 수 있으며, 이는 단말 단가를 크게 감소시킬 수 있다. 여기서 서빙 셀의 정의를 위치 측정을 위한 정보를 제공하는 셀이라고 할 수 있다. 서빙 셀이 타겟 셀의 LBS-RS 대역폭, CP 길이 및 송신 안테나에 관한 정보를 단말로 지시하면, 단말은 나머지 정보(예를 들어, vshift값)들은 블라인드 디코딩하여 획득할 수 있다.
이러한 정보들을 단말로 송신하는 방법으로서 방송 채널을 통하여 송신되는 시스템 정보(System Information)에서 방송하는 방안, 상위 계층(예를 들어, RRC 계층 또는 MAC 계층)으로부터 송신되는 메시지를 통하여 시그널링하는 방안, 또는 하향링크 물리 제어 채널(예를 들어, PDCCH)를 통하여 송신하는 방안 등을 고려할 수 있다.
한편, 타겟 셀의 시스템 설정에 관한 정보는 서빙 셀의 시스템 설정과 비교하여 동일한지 여부만을 지시함에 의하여 시그널링 오버헤드를 더욱 감소시킬 수 있다. 여기서 시스템 설정이란 LBS-RS 검출에 파라미터로 사용될 수 있는 LBS-RS 대역폭, CP 길이 및 송신 안테나의 개수 등과 같은 정보의 조합을 의미한다. 모든 후보 타겟 셀 각각에 대하여 타겟 셀의 시스템 설정이 서빙 셀과 동일한지 여부를 나타내는 지시자를 송신할 수 있고, 후보 타겟 셀들 전체를 대상으로 하나의 지시자만 시그널링할 수도 있다. 만약 안테나 포트를 위한 참조 신호들이 송신되지 않는 경우와 같이 송신 안테나의 개수가 LBS-RS 검출에 영향을 미치지 않는다면, 송신 안테나의 개수에 관한 정보는 상기 지시자를 결정함에 있어서 생략될 수 있다.
한편, 타겟 셀의 시스템 설정이 서빙 셀과 다른 경우라면, 서빙 셀은 타겟 셀들의 시스템 설정을 단말로 개별적으로 시그널링 하는 것이 바람직하다.
＜제 5 실시예＞
이하에서는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 3가지 종류의 LBS-RS 패턴과 LBS-RS 패턴 기본 블록을 이용하여 자원을 할당하는 방법을 설명한다. 제 2 실시예에 따른 LBS-RS 패턴에서는 PDCCH 영역으로 할당된 ODFM 심볼에서 LBS-RS를 위한 자원을 할당하지 않는다. 이는, 일반 서브프레임에서는 처음 3개의 ODFM 심볼이, MBSFN 서브프레임에서는 처음 2개의 ODFM 심볼이 LBS-RS를 위한 자원으로 할당되지 않는다는 것을 의미한다.
상기 3가지 종류의 패턴 중 첫 번째 패턴은 4개의 송신 안테나를 갖는 기지국에서 일반 서브프레임을 송신하는 경우로서, 송신 안테나를 위한 참조 신호에 할 당될 ODFM 심볼에서는 LBS-RS를 위한 ODFM 심볼을 할당하지 않는다. 도 19를 참조하면, 일반(normal) CP를 갖는 하나의 서브프레임에서 LBS-RS를 송신할 수 있는 ODFM 심볼은 7개 이고, 확장(Extended) CP의 경우 5개 이다. 일반 CP의 경우, 확장 CP를 갖는 서브프레임과 동일한 성능을 발휘하게 하기 위하여, 5개의 ODFM 심볼만을 사용하도록 구현할 수 있다.
두 번째 패턴은 MBSFN 서브프레임을 이용하여 LBS-RS를 송신하는 경우로서, 송신 안테나를 위한 참조 신호에 할당된 ODFM 심볼은 PDCCH 영역에만 할당된다. 따라서 일반 CP를 갖는 하나의 서브프레임에서 LBS-RS를 송신할 수 있는 ODFM 심볼은 12개 이고, 확장 CP의 경우 10개 이다. 일반(normal) CP의 경우, 확장 CP를 갖는 서브프레임과 동일한 성능을 발휘하게 하기 위하여, 10개의 ODFM 심볼만을 사용하도록 구현할 수 있다.
세 번째 패턴은 일반 서브프레임을 송신하는 경우로서, 첫 번째 패턴과 달리 송신 안테나를 위한 참조 신호에 할당될 ODFM 심볼도 LBS-RS를 위한 ODFM 심볼을 할당할 수 있다. 따라서 일반 CP를 갖는 하나의 서브프레임에서 LBS-RS를 송신할 수 있는 ODFM 심볼은 11개 이고, 확장 CP의 경우 9개 이다. 일반(normal) CP의 경우, 확장 CP를 갖는 서브프레임과 동일한 성능을 발휘하게 하기 위하여, 9개의 ODFM 심볼만을 사용하도록 구현할 수 있다. 다만 세 번째 패턴은 송신 안테나를 위한 참조 신호에 할당될 자원 요소에서는 LBS-RS를 송신하지 않고 송신 안테나를 위한 참조 신호를 송신한다.
상기 3가지 패턴들에서 확장 CP를 갖는 서브프레임과 동일한 성능을 발휘하 게 하기 위하여 2개의 ODFM 심볼을 사용하지 않을 수 있으며, 이 경우 송신 안테나를 위한 참조 신호가 할당되지 않는 영역을 사용하지 않는 것이 바람직하다.
이하에서는 상기 세가지 패턴들에 적용하기 위한 LBS-RS 패턴 기본 블록을 정의한다. 서로 다른 셀들은 서로 다른 LBS-RS 패턴 기본 블록을 사용하는 것이 바람직하다. 도 20을 참조하면, LBS-RS 패턴 기본 블록은 N*N 개의 자원 요소로 구성된 행렬을 의미하며, 각각의 행과 열에 1개의 LBS-RS만이 송신되도록 구성된다.
이하에서는 상술한 3가지 패턴에 LBS-RS 패턴 기본 블록을 적용하는 방법에 관하여 보다 상세히 설명한다.
우선 첫 번째 패턴에 4*4 개의 자원 요소로 구성된 LBS-RS 패턴 기본 블록이 사용된 예가 도 21에 도시된다 참조번호 2101과 같이 5개의 ODFM 심볼들 중 4개의 ODFM 심볼이 선택되며, 선택된 ODFM 심볼에 LBS-RS 패턴 기본 블록이 삽입된다. 이 경우, 하나의 자원 블록에는 3개의 LBS-RS 패턴 기본 블록들이 삽입될 수 있으며, 셀 ID에 기반하여 서로 다른 3개의 LBS-RS 패턴 기본 블록의 삽입이 가능하다.
마찬가지로, 도 22는 두 번째 패턴에 6*6 개의 자원 요소로 구성된 LBS-RS 패턴 기본 블록이 사용된 예를 도시하며, 도 23은 세 번째 패턴에 6*6 개의 자원 요소로 구성된 LBS-RS 패턴 기본 블록이 사용된 예를 도시한다. 특히 도 23에서는 상술한 바와 같이 송신 안테나를 위한 참조 신호에 할당될 자원 요소에서는 LBS-RS를 송신하지 않고 송신 안테나를 위한 참조 신호를 송신한다.
LBS-RS 패턴 기본 블록들은 하나의 서브프레임의 주파수 영역에서는 반복적으로 적용될 수 있으나, 시간 영역에서의 반복적 적용을 위해서는 ODFM 심볼이 부 족함을 알 수 있다. 이 경우, 도 24와 같이 반복되는 LBS-RS 패턴 기본 블록은 부분적으로라도 적용하는 것을 제안한다.
도 24를 참조하면 첫 번째 LBS-RS 패턴 기본 블록을 시간 영역에서 반복적으로 송신하기 위하여 두 번째 LBS-RS 패턴 기본 블록은 부분적으로 송신하며, 이 때 첫 번째 LBS-RS 패턴 기본 블록을 그대로 이용하는 경우, 첫 번째 LBS-RS 패턴 기본 블록과 다른 LBS-RS 패턴 기본 블록을 이용하는 경우 모두 가능하며, 바람직하게는 도 25와 같이 첫 번째 LBS-RS 패턴 기본 블록과 시간 축으로 대칭되는 LBS-RS 패턴 기본 블록을 이용하는 경우를 고려할 수 있다.
특히 도 25를 참조하면, 첫 번째 LBS-RS 패턴 기본 블록과 시간 축으로 대칭되는 LBS-RS 패턴 기본 블록은 도 23에 도시된 바와 같이 송신 안테나를 위한 참조 신호에 할당될 자원 요소에서는 LBS-RS를 송신하지 않는 경우에 유용하게 사용될 수 있다. 즉, 첫 번째 LBS-RS 패턴 기본 블록에서 송신 안테나를 위한 참조 신호로 인하여 LBS-RS에 임의의 자원 요소가 할당되지 않았다면, 이와 같이 LBS-RS에 할당되지 않은 자원 요소는 첫 번째 LBS-RS 패턴 기본 블록과 시간 축으로 대칭되는 LBS-RS 패턴 기본 블록에서 다른 위치에서 할당될 수 있는 기회를 가질 수 있다.
또한 첫 번째 LBS-RS 패턴 기본 블록과 시간 축으로 대칭되는 LBS-RS 패턴 기본 블록은 도 26과 같이 MBSFN 서브프레임에도 적용할 수 있다. 다만, MBSFN 서브프레임에서는 송신 안테나를 위한 참조 신호에 할당될 ODFM 심볼이 PDCCH 영역에만 존재하기 때문에, 셀 간 간섭에 의하여 첫 번째 LBS-RS 패턴 기본 블록이 열화되는 것을 보완하기 위한 용도로 사용될 수 있다.
한편, 위에서는 LBS-RS 송신만을 위한 자원 요소만을 이용하여 LBS-RS 패턴 기본 블록을 구성하는 방법을 논의하였으나. 도 27에서는 송신 안테나를 위한 참조 신호까지 포함한 LBS-RS 패턴 기본 블록을 고려한다.
도 27의 (a)를 참조하면, 주파수 축 및 시간 축으로 LBS-RS 및 송신 안테나를 위한 참조 신호가 하나씩만 할당되도록 구성한 LBS-RS 패턴 기본 블록을 도시한다. 또한 도 27의 (b)는 우선 송신 안테나를 위한 참조 신호를 할당하고, 주파수 영역으로 송신 안테나를 위한 참조 신호와 LBS-RS가 중첩되지 않도록 LBS-RS에 자원 요소를 할당한 것이다. 마지막으로 도 27의 (c)는 우선 송신 안테나를 위한 참조 신호를 할당하고, 송신 안테나를 위한 참조 신호와 LBS-RS가 동일한 자원을 사용하지 않는다는 제약 조건만을 지키도록 자원 요소를 할당한 것이다.
＜제 6 실시예＞
OFDM 시스템에서 신호 처리는 심볼 단위로 이루어진다. 도 28을 참조하면, LBS-RS를 송신하기 위하여 셀은 LBS-RS 시퀀스를 OFDM 심볼에 맵핑하고, 심볼 간 간섭으로부터 LBS-RS 시퀀스를 보호하기 위하여 CP를 삽입한다. 이를 수신한 단말은 삽입된 CP를 제거하고, 이후 OFDM 심볼에서 LBS-RS 시퀀스를 검출한다. 한편 단말이 LBS-RS를 검출하는 성능은 수신 신호 전력, LBS-RS 패턴의 부반송파 간격 및 LBS-RS의 대역폭에 크게 의존한다. 본 발명의 제 6 실시예에서는 수신 신호 전력을 개선하기 위하여 CP의 개수를 줄이고, 시간 축으로 최대한 긴 OFDM 심볼에서 LBS-RS가 송신되도록 부반송파 간격을 감소시킨다.
우선 LBS-RS 패턴의 부반송파 간격을 감소시키면, 시간 영역에서 ODFM 심볼 의 길이를 증가시키는 결과로 이어져 하나의 서브프레임에 최대한 적은 수 바람직하게는 하나의 ODFM 심볼만이 포함될 수 있다. 이 경우 LBS-RS 송신을 위하여 하나의 ODFM 심볼만이 사용되는 경우 하나의 CP 만이 송신 신호에 삽입된다. 이와 같이 설정된 서브프레임은 많은 ODFM 심볼이 포함된 서브프레임에 비하여 단말이 더 높은 전력으로 LBS-RS를 수신할 수 있도록 한다. 도 29는 상술한 조건을 만족하도록 설정된 서브프레임의 예시이다.
도 29에는 주파수 영역에서 다른 정보들과 LBS-RS이 다중화된 형태를 도시하고 있으나, PDCCH 영역을 제외한 영역에서 안테나 포트를 위한 참조 신호의 전송이 필요하지 않은 MBSFN 서브프레임을 이용하는 경우, 1개의 OFDM 심볼만을 이용하여 LBS-RS를 송신할 수 있다.
한편, LBS-RS는 Zadoff-Chu(ZC) 시퀀스를 사용하여 생성하는 것이 바람직하며, 도 29와 같이 부반송파 간격을 감소시키므로 ZC 시퀀스가 맵핑되는 부반송파의 개수는 효과적으로 증가할 수 있다. 따라서 길이가 긴 ZC 시퀀스를 활용할 수 있고, 이는 서로 다른 셀들이 사용할 수 있는 보다 많은 ZC 루트 시퀀스를 생성할 수 있다. 또한 심볼 간 간섭을 완화하기 위한 CP가 삽입될 수도 있고, 보다 긴 ZC 시퀀스를 사용하기 위하여 CP가 생략될 수 도 있다. CP 길이를 조절함에 의하여 단말은 심볼 간 간섭 없이 하나의 IFFT와 교차 상관(cross correlation) 검출기를 이용하여 LBS-RS 검출 과정을 수행할 수 있다.
LBS-RS를 위한 시퀀스를 생성하는 다른 방법으로서 도 30과 같이 시간 영역으로 길게 ZC 시퀀스를 생성하고, 이를 부분적으로 서브프레임의 각각의 ODFM 심볼 들로 맵핑하는 것이다. ZC 시퀀스의 각각의 부분들은 ODFM 심볼들로 맵핑된 후, ODFM 심볼에 맵핑되는 ZC 시퀀스의 일부와 동일한 신호가 CP로서 입력된다.
＜제 7 실시예＞
제 4 실시예 내지 제 6 실시예에서 언급된 LBS-RS 패턴들을 이용하여 LBS-RS를 송신함에 있어, RE에 할당되는 시퀀스는 신호들 간의 낮은 교차 상관 값을 유지하고 단말이 LBS-RS의 지연 시간 측정을 빠르게 수행하기 위하여 Gold 코드 시퀀스와 같은 m-시퀀스를 이용하거나 ZC 시퀀스를 이용할 수 있다.
특히 ZC 시퀀스를 이용하는 경우, 도 31과 같이 상술한 하나의 긴 ZC 시퀀스를 활용하는 것이 바람직하다. 이 경우 하나의 슬롯의 주파수 축을 따라 맵핑하고 다음 슬롯의 주파수 축을 따라 맵핑하여 자원 요소에 시퀀스를 할당할 수 있다.
또한, 모든 OFDM 심볼에 서로 다른 ZC 루트 시퀀스를 맵핑하는 방법도 고려할 수 있다. 각 OFDM 심볼에 동일한 시퀀스가 할당되면, 단말 입장에서는 검출 과정에서 구별이 용이하지 않을 수 있으며 오류를 유발할 수도 있기 때문이다.
한편 최근 무선 통신 시스템은 복수의 셀들이 섹터화되어 구축된다. 예를 들어 도 32와 같이 방향성을 달리하는 송신 안테나들이 하나의 지리적 위치에 집적되어 다수의 셀들을 구현할 수 있다.
따라서 동일한 지리적 위치에서 송신된 LBS-RS들은 위치 측정 측면에서는 하나의 신호만이 의미를 가질 수 있을 뿐이다. 단말 입장에서는 동일한 지리적 위치에서 송신된 LBS-RS들의 지연 시간을 측정하는 것은 의미 없는 과정일 뿐만 아니라 다른 셀로부터 추가적인 LBS-RS의 수신이 필요하므로, 네트워크는 어떠한 셀들이 동일한 위치에 구축되었는지에 관한 정보를 단말에 알려줄 필요가 있다.
도 33는 본 발명에 일 실시예에 따른 송신기 및 수신기의 블럭도를 예시한다. 하향링크에서, 송신기(3310)는 기지국의 일부이고 수신기(3350)는 단말의 일부이다. 상향링크에서, 송신기(3310)는 단말의 일부이고 수신기(3350)는 기지국의 일부이다.
송신기(3310)에서 송신(TX) 데이터 및 파일럿 프로세서(3320)는 데이터(예, 트래픽 데이터 및 시그널링)를 인코딩, 인터리빙 및 심볼 맵핑하여 데이터 심볼들을 생성한다. 또한, 프로세서(3320)는 파일럿 심볼들을 생성하여 데이터 심볼들 및 파일럿 심볼들을 다중화한다.
변조기(3330)는 무선 접속 방식에 따라 전송 심볼을 생성한다. 무선 접속 방식은 FDMA, TDMA, CDMA, SC-FDMA, MC-FDMA, OFDMA 또는 이들의 조합을 포함한다. 또한, 변조기(3330)는 본 발명의 실시예에서 예시한 다양한 퍼뮤테이션 방법을 이용하여 데이터가 주파수 영역 및 시간 영역에서 분산되어 전송될 수 있도록 한다. 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 모듈(3332)은 상기 전송 심볼을 처리(예, 아날로그 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환)하여 안테나(3334)를 통해 전송되는 RF 신호를 생성한다.
수신기(3350)에서 안테나(3352)는 송신기(3310)로부터 전송된 신호를 수신하여 RF 모듈(3354)에 제공한다. RF 모듈(3354)는 수신된 신호를 처리(예, 필터링, 증폭, 주파수 하향 변환, 디지털화)하여 입력 샘플들을 제공한다.
복조기(3360)는 입력 샘플들을 복조하여 데이터 값 및 파일럿 값을 제공한 다. 채널 추정기(3380)는 수신된 파일럿 값들에 기초하여 채널 추정치를 유도한다. 또한, 복조기(3360)는 채널 추정치를 사용하여 수신된 데이터 값들에 데이터 검출(또는 등화)를 수행하고, 송신기(3310)를 위한 데이터 심볼 추정치들을 제공한다. 또한, 복조기(3360)는 본 발명의 실시예에서 예시한 다양한 퍼뮤테이션 방법에 대한 역 동작을 수행하여 주파수 영역 및 시간 영역에서 분산된 데이터를 본래의 순서로 재정렬시킬 수 있다. Rx 데이터 프로세서(3370)는 데이터 심볼 추정치들을 심볼 디맵핑, 디인터리밍 및 디코딩하고, 디코딩된 데이터를 제공한다.
일반적으로, 수신기(3350)에서 복조기(3360) 및 RX 데이터 프로세서(3370)에 의한 처리는 송신기(3310)에서 각각 변조기(3330) 및 TX 데이터 및 파일럿 프로세서(3320)에 의한 처리와 상호 보완된다.
제어기/프로세서(3340 및 3390)는 각각 송신기(3310) 및 수신기(3350)에 존재하는 다양한 처리 모듈의 동작을 감독 및 제어한다. 메모리(3342 및 3392)는 각각 송신기(3310) 및 수신기(3350)를 위한 프로그램 코드들 및 데이터를 저장한다.
도 33에서 예시한 모듈은 설명을 위한 것으로서, 송신기 및/또는 수신기는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있고, 일부 모듈/기능은 생략되거나 서로 다른 모듈로 분리될 수 있으며, 둘 이상의 모듈이 하나의 모듈로 통합될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 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 결 합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
이상에서 설명된 실시예들은 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 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에 서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 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 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명 의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 바와 같은 다중 안테나 무선 통신 시스템에서 상향 링크 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 유사한 단말의 위치를 측정하기 위한 참조 신호를 송신하는 다양한 이동 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.
도 1은 단말 위치를 측정하기 위한 OTDOA 기법의 개념도.
도 2는 이동통신 시스템의 일례인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution) 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 기지국이 하향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에서 사용되는 하향링크의 시간-주파수 자원 격자 구조(resource grid structure)를 나타내는 도면.
도 5는 하향 링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면.
도 6 및 도 7은 복수의 셀들로부터 수신한 신호들에서 발생할 수 있는 경로 손실을 설명하기 위한 도면.
도 8은 복수의 셀로부터 송신된 신호의 전파 지연을 설명하기 위한 도면.
도 9 내지 도 11은 비동기 시스템에서 발생할 수 있는 전파 지연을 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 각 기지국에서의 신호 송신 타이밍을 도시하는 도면.
도 13 내지 도 18은 본 발명의 제 4 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 19 내지 도 27은 본 발명의 제 5 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 28 내지 도 30은 본 발명의 제 6 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 31 및 도 32는 본 발명의 제 7 실시예를 설명하기 위한 도면.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말이 PRS (positioning reference signal)를 수신하는 방법에 있어서,
    서빙 셀로부터 PRS 설정 정보를 수신하는 단계;
    상기 서빙 셀 및 위치 측정에 참여하는 적어도 하나의 인접 셀로부터 PRS들을 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 PRS들의 도달 시간 차이를 측정하여, 상기 서빙 셀로 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 PRS 설정 정보는 상기 적어도 하나의 인접 셀에 관한 정보를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 인접 셀에 관한 정보는,
    상기 PRS 대역폭, CP(Cyclic Prefix) 길이 및 송신 안테나 개수를 지시하는 필드들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    PRS 수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 PRS의 대역폭을 지시하는 필드는,
    상기 인접 셀에서의 PRS의 대역폭이 상기 서빙 셀의 PRS의 대역폭과 동일하지 않은 경우, 상기 적어도 하나의 인접 셀에 관한 정보에 포함되는 것을 특징으로 하는,
    PRS 수신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 CP 길이 을 지시하는 필드는,
    상기 인접 셀에서의 CP 길이가 상기 서빙 셀의 CP 길이와 동일하지 않은 경우, 상기 적어도 하나의 인접 셀에 관한 정보에 포함되는 것을 특징으로 하는,
    PRS 수신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신 안테나 개수를 지시하는 필드는,
    상기 인접 셀에서의 송신 안테나 개수가 상기 서빙 셀의 송신 안테나 개수와 동일하지 않은 경우, 상기 적어도 하나의 인접 셀에 관한 정보에 포함되는 것을 특징으로 하는,
    PRS 수신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 PRS 설정 정보는,
    시스템 정보 블록 (system information block), RRC (radio resource control) 계층 메시지, MAC (media access control) 계층 메시지 또는 하향링크 물리 제어 채널 중 하나를 통하여 수신되는 것을 특징으로 하는,
    PRS 수신 방법.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 인접 셀의 셀 식별자에 기반하여, 상기 적어도 하나의 인접 셀을 위한 PRS 주파수 오프셋 값을 설정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 인접 셀에 관한 정보는 상기 적어도 하나의 인접 셀의 셀 식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    PRS 수신 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 단말 장치로서, 서빙 셀로부터 PRS (positioning reference signal) 설정 정보를 수신하고, 상기 서빙 셀 및 위치 측정에 참여하는 적어도 하나의 인접 셀로부터 PRS들을 수신하는 송수신 모듈; 및
    상기 수신된 PRS들의 도달 시간 차이를 측정하는 프로세서를 포함하고,
    상기 PRS 설정 정보는 상기 적어도 하나의 인접 셀에 관한 정보를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 인접 셀에 관한 정보는,
    상기 PRS 대역폭, CP(Cyclic Prefix) 길이 및 송신 안테나 개수를 지시하는 필드들을 포함하고,
    상기 송수신 모듈은,
    상기 도달 시간 차이에 관한 정보를 상기 서빙 셀로 송신하는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 PRS의 대역폭을 지시하는 필드는,
    상기 인접 셀에서의 PRS의 대역폭이 상기 서빙 셀의 PRS의 대역폭과 동일하지 않은 경우, 상기 적어도 하나의 인접 셀에 관한 정보에 포함되는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 CP 길이 을 지시하는 필드는,
    상기 인접 셀에서의 CP 길이가 상기 서빙 셀의 CP 길이와 동일하지 않은 경우, 상기 적어도 하나의 인접 셀에 관한 정보에 포함되는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 송신 안테나 개수를 지시하는 필드는,
    상기 인접 셀에서의 송신 안테나 개수가 상기 서빙 셀의 송신 안테나 개수와 동일하지 않은 경우, 상기 적어도 하나의 인접 셀에 관한 정보에 포함되는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 송수신 모듈은,
    시스템 정보 블록 (system information block), RRC (radio resource control) 계층 메시지, MAC (media access control) 계층 메시지 또는 하향링크 물리 제어 채널 중 하나를 통하여 상기 PRS 설정 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  13. 삭제
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 인접 셀의 셀 식별자에 기반하여, 상기 적어도 하나의 인접 셀을 위한 PRS 주파수 오프셋 값을 설정하고,
    상기 적어도 하나의 인접 셀에 관한 정보는 상기 적어도 하나의 인접 셀의 셀 식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
  15. 삭제
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