KR101652929B1 - 무선통신 시스템의 동기신호 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선통신 시스템의 기지국 (무선 공유기) 및 단말기, 차세대 이동통신 시스템, 차세대 무선 LAN 시스템 등 무선통신시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 기지국이 주파수 대역에 따라 동기신호를 상이하게 구성하여 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 단말이 동기 신호를 수신하는 방법에 있어서, 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀로부터 동기 신호를 수신하는 단계 및 동기 신호의 수신 패턴에 기초하여 동기 신호가 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역 중 어느 주파수 대역을 통해서 수신되었는지를 판단하는 단계를 포함하는 방법 및 장치를 제공한다.

Description

무선통신 시스템의 동기신호 송수신 방법 및 장치{Method and Apparatus for transmitting/receiving a Synchronization signal in Wireless Communication System}

본 발명은 무선통신 시스템의 기지국 (무선 공유기) 및 단말기, 차세대 이동통신 시스템, 차세대 무선 LAN 시스템 등 무선통신시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 기지국이 주파수 대역에 따라 동기신호를 상이하게 구성하여 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

동기 신호는 무선통신 시스템에서 기지국과 단말 또는 무선랜(Wireless Local Area Network, WLAN) AP(Access Point)와 단말의 동기를 맞추기 위한 신호를 의미한다. 동기 신호를 이용하여 기지국 또는 무선랜 AP는 단말과 시간 동기를 맞추고, 단말은 기지국 또는 무선랜 AP의 시간 동기를 맞출 수 있다. 또한, 단말은 동기 신호를 이용하여 통신을 위한 셀에 대한 정보를 획득할 수도 있다.

이러한 동기 신호는 기지국 또는 무선랜의 AP가 전송하고, 단말이 이를 수신한다.

종래 무선 통신을 사용하는 단말기의 급증과 통신 데이터 양의 급증으로 인해서 무선통신을 위한 주파수 자원이 부족하게 되는 문제점이 부각되고 있다.

이를 위해서, 종래 무선랜을 이용한 통신용으로 용도 설정되어 있는 비면허대역의 주파수를 무선통신을 위한 주파수로 사용하는 방안이 논의되고 있다. 즉, LTE 통신 시스템에서 무선랜을 위한 비면허 대역의 주파수를 사용하여 통신을 수행하기 위한 연구가 진행 중이다. 그러나, 무선랜을 이용한 통신과 무선통신을 이용한 통신은 프로토콜이 상이한 부분이 존재하고, 동기 신호의 구성도 상이한 점이 존재하고 있다.

또한, 기존의 무선통신 시스템이 비면허대역을 이용하여 통신을 수행하는 경우에 무선랜 AP와의 신호 간섭이 증가되는 문제점이 발생할 수 있다.

한편, 단말 입장에서는 전술한 신호 간섭을 최소화하기 위해서 무선통신 기지국과 통신을 수행하는 경우에 해당 주파수 대역이 무선통신을 위한 면허대역인지 무선랜 통신을 위한 비면허대역인지 인지해야할 필요성이 있다.

전술한 배경에서, 단말은 신호 간섭 등의 문제를 감소시키기 위해서 통신을 수행하는 셀이 면허대역의 주파수를 사용하는 셀인지 비면허대역의 주파수를 사용하는 셀인지를 구별할 필요성이 있다.

또한, 단말은 셀의 시스템 정보 등을 확인하기 전에 동기 신호만을 이용하여 빠르게 해당 셀의 주파수 대역의 특성을 판단할 필요가 있다.

전술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 단말이 동기 신호를 수신하는 방법에 있어서, 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀로부터 동기 신호를 수신하는 단계 및 동기 신호의 수신 패턴에 기초하여 동기 신호가 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역 중 어느 주파수 대역을 통해서 수신되었는지를 판단하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 기지국이 동기 신호를 전송하는 방법에 있어서, 동기 신호가 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역 중 어느 주파수 대역을 통해서 전송되는지에 따라서 동기 신호의 전송 패턴을 설정하는 단계 및 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀을 통해서 동기 신호의 전송 패턴을 이용하여 동기 신호를 전송하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 동기 신호를 수신하는 단말에 있어서, 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀로부터 동기 신호를 수신하는 수신부 및 동기 신호의 수신 패턴에 기초하여 동기 신호가 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역 중 어느 주파수 대역을 통해서 수신되었는지를 판단하는 제어부를 포함하는 단말 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 동기 신호를 전송하는 기지국에 있어서, 동기 신호가 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역 중 어느 주파수 대역을 통해서 전송되는지에 따라서 동기 신호의 전송 패턴을 설정하는 제어부 및 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀을 통해서 동기 신호의 전송 패턴을 이용하여 동기 신호를 전송하는 송신부를 포함하는 기지국 장치를 제공한다.

전술한 본 발명의 단말은 신호 간섭 등의 문제를 감소시키기 위해서 통신을 수행하는 셀이 면허대역의 주파수를 사용하는 셀인지 비면허대역의 주파수를 사용하는 셀인지를 구별할 수 있다.

또한, 본 발명의 단말은 셀의 시스템 정보 등을 확인하기 전에 동기 신호만을 이용하여 빠르게 해당 셀의 주파수 대역의 특성을 판단할 수 있다.

도 1은 LTE (long term evolution) 시스템의 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 FDD 모드에서의 PSS와 SSS 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 단말과 기지국의 동작을 예시적으로 도시한 신호도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 신호의 전송 주기가 상이하게 설정되는 경우를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동기 신호의 전송 패턴이 상이하게 설정되는 경우를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동기 신호의 전송 패턴이 상이하게 설정되는 경우를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동기 신호의 전송 패턴이 상이하게 설정되는 경우를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동기 신호의 전송 패턴이 상이하게 설정되는 경우를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기지국의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단말의 구성을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단말 구성 동작의 일 예를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단말 구성 동작의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에서의 무선통신시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다. 무선통신시스템은 사용자 단말(User Equipment, UE) 및 기지국(Base Station, BS, 또는 eNB)을 포함한다. 본 명세서에서의 사용자 단말은 무선 통신에서의 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA 및 LTE, HSPA 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.

기지국 또는 셀(cell)은 일반적으로 사용자 단말과 통신하는 지점(station)을 말하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), 섹터(Sector), 싸이트(Site), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 릴레이 노드(Relay Node), RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), small cell 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

즉, 본 명세서에서 기지국 또는 셀(cell)은 CDMA에서의 BSC(Base Station Controller), WCDMA의 NodeB, LTE에서의 eNB 또는 섹터(싸이트) 등이 커버하는 일부 영역 또는 기능을 나타내는 포괄적인 의미로 해석되어야 하며, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀 및 릴레이 노드(relay node), RRH, RU, small cell 통신범위 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.

상기 나열된 다양한 셀은 각 셀을 제어하는 기지국이 존재하므로 기지국은 두 가지 의미로 해석될 수 있다. i) 무선 영역과 관련하여 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토 셀, 스몰 셀을 제공하는 장치 그 자체이거나, ii) 상기 무선영역 그 자체를 지시할 수 있다. i)에서 소정의 무선 영역을 제공하는 장치들이 동일한 개체에 의해 제어되거나 상기 무선 영역을 협업으로 구성하도록 상호작용하는 모든 장치들을 모두 기지국으로 지시한다. 무선 영역의 구성 방식에 따라 eNB, RRH, 안테나, RU, LPN, 포인트, 송수신포인트, 송신 포인트, 수신 포인트 등은 기지국의 일 실시예가 된다. ii) 에서 사용자 단말의 관점 또는 이웃하는 기지국의 입장에서 신호를 수신하거나 송신하게 되는 무선 영역 그 자체를 기지국으로 지시할 수 있다.

따라서, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토 셀, 스몰 셀, RRH, 안테나, RU, LPN(Low Power Node), 포인트, eNB, 송수신포인트, 송신 포인트, 수신포인트를 통칭하여 기지국으로 지칭한다.

본 명세서에서 사용자 단말과 기지국은 본 명세서에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다. 사용자 단말과 기지국은, 본 발명에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지(Uplink 또는 Downlink) 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다. 여기서, 상향링크(Uplink, UL, 또는 업링크)는 사용자 단말에 의해 기지국으로 데이터를 송수신하는 방식을 의미하며, 하향링크(Downlink, DL, 또는 다운링크)는 기지국에 의해 사용자 단말로 데이터를 송수신하는 방식을 의미한다.

무선통신시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐 LTE 및 LTE-Advanced로 진화하는 비동기 무선통신과, CDMA, CDMA-2000 및 UMB로 진화하는 동기식 무선 통신 분야 등의 자원할당에 적용될 수 있다. 본 발명은 특정한 무선통신 분야에 한정되거나 제한되어 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 모든 기술분야를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.

또한, LTE, LTE-Advanced와 같은 시스템에서는 하나의 반송파 또는 반송파 쌍을 기준으로 상향링크와 하향링크를 구성하여 규격을 구성한다. 상향링크와 하향링크는, PDCCH(Physical Downlink Control CHannel), PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel), PUCCH(Physical Uplink Control CHannel), EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control CHannel) 등과 같은 제어채널을 통하여 제어정보를 전송하고, PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel), PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 등과 같은 데이터채널로 구성되어 데이터를 전송한다.

한편 EPDCCH(enhanced PDCCH 또는 extended PDCCH)를 이용해서도 제어 정보를 전송할 수 있다.

본 명세서에서 셀(cell)은 송수신 포인트로부터 전송되는 신호의 커버리지 또는 송수신 포인트(transmission point 또는 transmission/reception point)로부터 전송되는 신호의 커버리지를 가지는 요소반송파(component carrier), 그 송수신 포인트 자체를 의미할 수 있다.

실시예들이 적용되는 무선통신 시스템은 둘 이상의 송수신 포인트들이 협력하여 신호를 전송하는 다중 포인트 협력형 송수신 시스템(coordinated multi-point transmission/reception System; CoMP 시스템) 또는 협력형 다중 안테나 전송방식(coordinated multi-antenna transmission system), 협력형 다중 셀 통신시스템일 수 있다. CoMP 시스템은 적어도 두개의 다중 송수신 포인트와 단말들을 포함할 수 있다.

다중 송수신 포인트는 기지국 또는 매크로 셀(macro cell, 이하 'eNB'라 함)과, eNB에 광케이블 또는 광섬유로 연결되어 유선 제어되는, 높은 전송파워를 갖거나 매크로 셀영역 내의 낮은 전송파워를 갖는 적어도 하나의 RRH일 수도 있다.

이하에서 하향링크(downlink)는 다중 송수신 포인트에서 단말로의 통신 또는 통신 경로를 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 다중 송수신 포인트으로의 통신 또는 통신 경로를 의미한다. 하향링크에서 송신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있다.

이하에서는 PUCCH, PUSCH, PDCCH, EPDCCH 및 PDSCH 등과 같은 채널을 통해 신호가 송수신되는 상황을 ‘PUCCH, PUSCH, PDCCH, EPDCCH 및 PDSCH를 전송, 수신한다’는 형태로 표기하기도 한다.

또한 이하에서는 PDCCH를 전송 또는 수신하거나 PDCCH를 통해서 신호를 전송 또는 수신한다는 기재는 EPDCCH를 전송 또는 수신하거나 EPDCCH를 통해서 신호를 전송 또는 수신하는 것을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

즉, 이하에서 기재하는 물리 하향링크 제어채널은 PDCCH를 의미하거나, EPDCCH를 의미할 수 있으며, PDCCH 및 EPDCCH 모두를 포함하는 의미로도 사용된다.

또한, 설명의 편의를 위하여 PDCCH로 설명한 부분에도 본 발명의 일 실시예인 EPDCCH를 적용할 수 있으며, EPDCCH로 설명한 부분에도 본 발명의 일 실시예로 EPDCCH를 적용할 수 있다.

한편, 이하에서 기재하는 상위계층 시그널링(High Layer Signaling)은 RRC 파라미터를 포함하는 RRC 정보를 전송하는 RRC시그널링을 포함한다.

eNB은 단말들로 하향링크 전송을 수행한다. eNB은 유니캐스트 전송(unicast transmission)을 위한 주 물리 채널인 물리 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH), 그리고 PDSCH의 수신에 필요한 스케줄링 등의 하향링크 제어 정보 및 상향링크 데이터 채널(예를 들면 물리 상향링크 공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH))에서의 전송을 위한 스케줄링 승인 정보를 전송하기 위한 물리 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)을 전송할 수 있다. 이하에서는, 각 채널을 통해 신호가 송수신 되는 것을 해당 채널이 송수신되는 형태로 기재하기로 한다.

먼저, 무선 통신 시스템의 프레임 구조에 대해 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 LTE (long term evolution) 시스템의 프레임 구조를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 하나의 프레임은 10개의 서브프레임을 포함하고, 하나의 서브프레임은 2 개의 슬롯을 포함한다. 하나의 서브프레임을 전송하는데 걸리는 시간을 전송시간 간격(transmission time interval, 이하 "TTI"라 함)이라 한다. 예를 들어, 하나의 서브프레임은 1ms이고 하나의 슬롯은 0.5 ms일 수 있다.

하나의 슬롯은 복수의 OFDM(orthoghnal frequency division multiplexing) 심볼을 포함한다. OFDM 심볼은 SCFDMA 심볼 또는 심볼 기간으로 불리울 수 있다.

하나의 슬롯은 순환 전치(cyclic prefix, 이하 "CP"라함)의 길이에 따라 7개 또는 6개의 OFDM 심볼을 포함한다. LTE 시스템에는 일반 CP(normal CP)와 확장된 CP(extened CP)가 있다. 일반 CP를 사용하는 경우에는 하나의 슬롯은 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 확장된 CP를 사용하는 경우에는 하나의 슬롯은 6 개의 OFDM 심볼을 포함한다. 확장된 CP는 딜레이 스프레드(delay spread)가 큰 경우에 사용된다.

본 발명은 기지국 및 단말이 동기 신호를 송수신하는 방법 및 장치에 관해서 설명한다.

이하, 동기 신호의 일 예로 PSS 및 SSS를 중심으로 설명한다. 다만, PSS 및 SSS는 동기 신호의 일 예로 이해의 편의를 돕기 위해서 한정하여 설명하는 것일 뿐 동기 신호는 단말이 기지국과 동기를 맞추기 위해서 사용되는 모든 신호를 포함하며, 예시적으로 개시하는 PSS 및 SSS에 한정되는 것은 아니다.

단말이 셀에 접속하기 위해서는 셀 탐색 과정을 거쳐야 한다. 셀 탐색 과정은 단말이 시간, 주파수 파라미터를 결정할 수 있는 일련의 동기화 과정으로 구성되며, 동기화 과정을 통해서, 단말은 다운링크 신호를 복조할 수 있고, 적절한 시간에 업링크 신호를 전송할 수 있게 된다.

셀 탐색 과정에는 초기 동기화(Initial Synchronization), 새로운 셀 확인(New Cell Identification)의 두 가지가 있다.

초기 동기화는 단말이 셀을 최초로 발견하고 셀에 등록하기 위하여 모든 정보를 디코딩하는 것이며, 단말의 전원이 켜지거나, 서빙 셀에 연결이 끊긴 경우에 실행된다.

새로운 셀 확인은 단말이 셀에 접속된 상태에서 새로운 이웃 셀을 감지하는 과정에서 실행되며, 단말은 핸드오버를 하기 위하여 새로운 셀에 관련된 측정값을 서빙 셀에 보고한다.

모든 셀에서 기지국은 동기신호, 즉 PSS(Primary Synchronization Signal)과 SSS(Secondary Synchronization Signal)을 전송하는데, 셀 탐색 과정(초기 동기화, 새로운 셀 확인)의 전단계로 단말은 PSS과 SSS를 먼저 검출하게 된다.

단말이 PSS, SSS 신호를 검출하게 되면, 시간과 주파수 동기가 가능할 뿐만 아니라, 단말은 셀의 물리계층 ID, CP 길이를 확인할 수 있게 되고, 셀이 FDD 방식, TDD 방식 중 어느 것을 이용하는지에 대한 정보를 알게 된다.

초기 동기화의 경우에는, 동기신호를 검출한 후, 단말은PBCH(Physical Broadcast CHannel)을 디코딩하고, 그 결과로부터 시스템 정보(다운링크 시스템 대역폭 등)를 획득하게 된다.

새로운 셀 확인의 경우에는, 단말은PBCH를 디코딩할 필요가 없고, 기준신호(RS, Reference Signals)에 기초하여 새로 검출된 셀의 신호 품질을 측정하여 서빙 셀에 보고한다. (LTE에서는 PBCH를 디코딩하지 않아도 RSRP를 수신할 수 있도록 설계되어 있다.)

도 2는 FDD 모드에서의 PSS와 SSS 프레임 구조를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 동기 신호는 10ms의 무선 프레임마다 두 번 전송되는데, PSS와 SSS는 단말이 FDD 셀에 접속되어 있는지 혹은 TDD 셀에 접속되어 있는지에 따라서 서로 다른 구조를 갖는다. 이하에서는 이해의 편의를 위하여 FDD 셀에서의 동기 신호를 중심으로 설명하나, TDD 셀에도 동일하게 적용될 수 있다.

FDD 셀에서 PSS는 10ms 무선 프레임의 첫 번째 슬롯과 11번째 슬롯의 마지막OFDM 심볼에 위치한다. 슬롯은 CP 길이에 따라서, 6개 혹은 7개의 OFDM 심볼을 갖는데, PSS가 슬롯의 마지막 심볼에 위치하기 때문에 CP 길이에 상관없이 단말은 슬롯의 경계타이밍을 획득할 수 있다. SSS는 PSS 이전 심볼에 위치하며, 무선채널특성이 OFDM심볼 길이보다 더 긴 시간동안 일정하다는 가정하에, PSS를 기준으로 하여 SSS를 코히런트 검출하는 것이 가능하게 된다.

SSS의 정확한 위치는 그 셀에서 선택되는 CP의 길이에 따라 변경된다. 셀이 검출되는 단계에서 단말이 CP의 길이를 사전에 알지는 못하기 때문에, 단말은 normal CP와 extended CP 각각에 대하여 두 가지의 가능한 SSS의 위치를 확인하여 검출한다. 만일, UE가 FDD와 TDD 셀 모두에 대하여 서치를 수행하는 경우에는 총 네 개의 가능한 SSS 위치를 체크하여야 한다.

특정 셀에서 PSS는 셀이 전송하는 모든 프레임에서 동일한 반면, 각 무선 프레임에서 두 개의 SSS는 시퀀스가 서로 상이하다. 따라서, UE는 SSS 정보를 이용하여 10ms 무선프레임의 경계를 알 수 있게 된다.

주파수 영역에서, PSS와 SSS는 중간의 6개의 RB(리소스 블록)에 서브캐리어에 매핑이 된다. RB의 개수는 시스템 대역폭에 따라서 6~110의 범위를 갖게 되는데, PSS와 SSS가 중간의 6개 RB에 매핑이 되기 때문에, 기지국이 전송하는 신호의 대역폭에 관계없이 단말은 동일한 방법으로 PSS, SSS를 검출할 수 있다. PSS와 SSS는 각각 길이 62개의 심볼로 구성된 시퀀스이기 때문에, DC 서브캐리어 주위에 있는 중간의 62개의 서브캐리어에 매핑이 되고, DC 서브캐리어는 사용되지 않는다. 따라서, 6개의 RB 중 가운데 4개의 RB에 있는 RE는 모두 사용이 되지만, 양쪽 끝에 있는 두 개의 RB는 7개의 RE만 사용이 되고, 5개의 RE는 사용이 되지 않는다. UE는PSS, SSS를 검출하기 위하여 크기가 64인 FFT를 사용하게 되고, 72개의 서브캐리어를 사용할 때보다 샘플링 레이트가 더 낮게 된다.

PSS와 SSS의 특정 시퀀스에 의하여 UE는 물리 계층 셀 ID를 획득할 수 있다. LTE는 총 504개의 고유 물리계층 셀 ID가 있는데, 168개의 그룹으로 구분되고, 각 그룹은 세 개의 셀 ID로 구성되는데, 세 개의 셀 ID는 동일한 eNodeB가 제어하는 셀에 할당이 된다. 각 그룹은 SSS 시퀀스에 의하여 구별이 되는데, 각 그룹을 구별하기 위해서 총 168개의 SSS 시퀀스가 필요하게 된다.

한편, PSS는 Zadoff-Chu(ZC) 시퀀스를 이용한다. ZC 시퀀스는 PSS외에도 random access preamble과 uplink reference signal에도 사용이 된다.

LTE에서는 각 셀 그룹에서 세 개의 물리 계층 ID에 각각 대응되는 세 개의 ZC PSS가 사용된다.

SSS는 n개의 쉬프트 레지스터에 의하여 길이가 (2ⁿ-1)인 시퀀스가 생성되는 M-se-quence에 기반을 두고 있다. 각 SSS 시퀀스는 주파수 영역에서 길이가 31인 두 개의 BPSK 변조된 동기 코드, SSC1과 SSC2를 만든 후, 인터리빙 방식에 의해 두 개의 시퀀스를 교대로 삽입하여 하나의 시퀀스로 만들어진다. SSC1과 SSC2을 만들기 위한 두 개의코드는 하나의 길이가 31인 M-sequence를 서로 다르게 순환 쉬프트하여 생성된다. 이때, 순환 쉬프트 인덱스는 물리 계층 셀 ID 그룹의 함수에 의하여 정하여진다. SSC2는 SSC1의 인덱스의 함수로 정해지는 시퀀스에 의하여 스크램블되고, PSS의 함수로 정해지는 코드에 의하여 다시 한 번 더 스크램블 된다.

이와 같이 무선 통신 시스템에서 동기 신호는 단말과 기지국의 통신을 위한 절차에서 매우 중요하다.

한편, 본 명세서에서의 비면허대역은 종래 무선랜 통신을 위해서 사용되는 주파수 대역을 의미하며, 면허대역은 종래 LTE와 같은 무선통신을 위해서 사용되는 주파수 대역을 의미한다. 따라서, 본 명세서에서의 비면허대역은 특정 주파수 대역으로 한정되는 것이 아니며, 무선랜과 기지국이 함께 사용하는 주파수 대역을 의미한다. 즉, 본 명세서에서의 비면허대역은 무선랜과 무선통신 신호가 상호 간섭을 발생시킬 위험성이 높이 주파수 대역을 의미한다.

본 발명은 LTE(Long Term Evolution)와 같은 이동통신 시스템에 사용되는 물리계층의 구조를 그대로 또는 약간의 수정만을 통해 무선랜과 같은 다른 용도의 통신 시스템에 사용하는 방법을 제안한다. 종래의 이동통신 시스템과 무선 랜은 서로 다른 규격화 단체에서 표준이 진행되었기 때문에 물리계층의 구조가 상이하다. 현재 많은 단말기가 이동통신과 무선랜에 대한 수신기를 모두 포함하고 있는 경우가 많으나, 두 시스템의 물리 계층 간의 상이점이 많아 단말기 구현 시 그 복잡도가 높은 편이다.

본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 이동통신 규격을 약간의 변경을 통해 무선랜에 사용하는 방법에 대해 살펴본다. 무선랜의 경우 비면허대역에 사용되기 때문에 송신 전력 등 몇 가지의 요건만 만족한다면 다른 규격의 통신시스템도 큰 문제없이 사용할 수 있다.

한 가지 가능한 방법이 이동통신 시스템에서의 물리계층 규격을 무선랜과 같은 용도의 비면허 대역에 사용하는 것이다. 이렇게 하면 단말기의 복잡도를 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 그러나 단말기가 초기 포착에서 포착한 시스템이 이동통신과 같이 면허대역에 사용되었는지 무선랜과 같이 비면허대역에 사용되었는지 알기위해서는 초기포착뿐 아니라 BCH(Broadcast Channel) 또는 시스템 정보의 복조까지 진행하여야 하기 때문에 초기 포착에 많은 시간 및 전력소모를 초래할 수 있다.

한편, 이동통신 시스템에서는 통신링크의 성능을 위해 빈번히 동기채널을 전송한다. 3GPP LTE의 경우 10ms 마다 두 번씩 동기채널을 전송한다. 반면에, 비면허 대역에서 동작하는 무선랜의 경우는 100ms 정도의 주기마다 한 번 정도의 빈도로 동기채널을 전송한다. 이는 무선랜의 경우에는 빈번히 동기채널을 전송하는 경우 전력소모가 증가할 수 있을 뿐 아니라 불필요한 과도한 간섭을 인접한 노드들에게 발생할 수 있기 때문이다. 또한, 동기채널을 계속하여 전송하므로 과도한 전력소모를 야기할 수 있다.

또한, 요즘 활발하게 연구되어 지고 있는 단말 대 단말(D2D) 통신의 경우, 한 단말기가 지속적으로 동기신호를 전송한다면, 전력소모가 과다할 수 있다. 그러므로, 미리 정해진 시간구간 동안에만 동기신호를 전송하게 하여 전력소모를 감소시킬 필요성이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하고, 단말이 면허대역과 비면허대역을 신속하게 구분하도록 하기 위해서 본 발명은 동기 신호의 송수신 방법에 대해서 제안한다.

도 3은 본 발명의 단말과 기지국의 동작을 예시적으로 도시한 신호도이다.

도 3을 참조하면, 기지국(300)은 동기 신호를 전송을 위해서 동기 신호를 설정한다(S310). 즉, 기지국(300)은 동기 신호를 전송하기 위해서 동기 신호를 전송할 자원블록, 동기 신호 전송 주기, 전송 패턴 등 동기 신호에 관한 다양한 설정을 결정한다. 본 발명에서는 기지국이 둘 이상의 셀을 제공하는 경우를 가정하여 설명한다. 즉, 기지국은 둘 이상의 셀을 구성할 수 있으며, 각 셀은 사용되는 주파수가 상이하거나 동일할 수 있다. 또한, 본 발명은 하나의 기지국이 둘 이상의 서로 다른 주파수 대역을 이용하는 셀을 구성하는 경우를 예로써 설명하나, 각기 다른 기지국이 주파수 대역을 달리하는 셀을 제공하는 경우에도 단말 입장에서는 동일하게 적용될 수 있다. 단, 이하에서는 이해 및 설명의 편의를 위하여 하나의 기지국이 둘 이상의 셀을 제공하되, 각 셀은 서로 다른 주파수 대역을 사용하도록 구성된 경우를 설명한다.

한편, 기지국(300)은 동기 신호 설정에 따라서 동기 신호를 단말(310)로 전송한다. 동기 신호는 전술한 바와 같이 초기 접속을 위하여 전송될 수도 있으며, 셀 탐색 등을 위하여 전송될 수도 있다.

단말(310)은 동기 신호를 수신하고, 동기 신호를 분석하여 동기 신호가 수신된 셀의 주파수 대역에 대한 정보를 빠르게 판단할 수 있다(S330). 즉, 해당 동기신호가 면허 대역을 사용하는 주파수 대역인지 또는 비면허 대역을 사용하는 주파수 대역인지를 빠르게 판단할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 단말의 동작 및 주파수 대역에 따라서 상이하게 설정되는 동기 신호 전송 패턴에 대해서 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 동작을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단말은 동기 신호를 수신하는 방법에 있어서, 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀로부터 동기 신호를 수신하는 단계 및 동기 신호의 수신 패턴에 기초하여 동기 신호가 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역 중 어느 주파수 대역을 통해서 수신되었는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 단말은 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀로부터 동기 신호를 수신하는 단계를 포함한다(S410). 제 1 주파수 대역과 상기 제 2 주파수 대역은, 미리 설정된 주파수 대역의 용도에 따라서 구분될 수 있다. 또한, 제 1 주파수 대역 및 상기 제 2 주파수 대역 중 어느 하나는, 단말 간 통신 또는 무선랜 통신을 위한 용도로 구분되어 미리 설정된 것일 수도 있다. 즉, 전술한 비면허대역이 제 1 주파수 대역으로 설정될 수 있고, 면허대역이 제 2 주파수 대역으로 설정될 수도 있다. 또는 단말 대 단말 통신을 위한 주파수대역이 제 1 주파수 대역으로 설정될 수도 있다. 따라서, 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역은 주파수 대역이 상이하며, 주파수 대역폭 등이 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다.

한편, 동기 신호는 일 예로, PSS(Primary Synchronization Signal) 및 SSS(Secondary Synchronization Signal)를 포함할 수 있다.

이후, 단말은 동기 신호의 수신 패턴에 기초하여 동기 신호가 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역 중 어느 주파수 대역을 통해서 수신되었는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다(S420). 예를 들어, 단말은 기지국이 전송한 동기 신호의 수신 패턴을 확인하고, 수신된 동기 신호가 제 1 주파수 대역을 통해서 수신되었는지 제 2 주파수 대역을 통해서 수신되었는지를 판단할 수 있다. 종래 해당 동기 신호의 전송 셀 또는 전송 주파수 대역에 대한 정보를 확인하기 위해서는 PBCH의 시스템 정보 등을 이용해야 가능했으며, 이는 단말의 전력 소모 및 확인 시간 증가를 초래하였다. 따라서, 본 발명의 단말은 단말의 전력 소모를 줄일 수 있으며, 빠른 시간 내에 해당 동기 신호를 전송한 셀이 제 1 주파수 대역을 사용하는지 제 2 주파수 대역을 사용하는지 확인할 수 있다. 즉, 단말은 비면허대역의 주파수 대역을 사용하는지 빠르게 확인함으로써, 비면허대역의 주파수 대역에 맞는 단말 동작을 수행할 수 있다.

구체적으로, 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀에서 전송되는 동기 신호와 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀에서 전송되는 동기 신호는, 전송 주기, 전송 횟수 및 자원할당 패턴 중 하나 이상이 상이하게 설정되어 전송될 수 있다. 이는 전술한 수신 패턴을 의미할 수 있으며, 이를 통해서 단말은 동기 신호의 수신 패턴만을 토대로 해당 동기 신호의 수신 주파수 대역에 대한 정보를 확인할 수 있다. 이하에서는 제 1 주파수 대역을 무선랜이 공유하는 비면허대역의 주파수 대역으로 가정하여 설명하며, 제 2 주파수 대역을 이동통신을 위한 면허대역 주파수 대역으로 가정하여 설명한다. 단, 이는 설명의 편의를 위하여 구분한 것으로 반대로 설정될 수도 있다.

이하 본 발명의 주파수 대역에 따른 동기 신호 설정 방법의 각 실시예를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 실시예들은 한 개의 표준을 만들어 이를 이동통신 기지국의 전송신호에 적용할 뿐 아니라, 다른 용도로 사용하는 경우를 가정하여 기술한다. 여기에 가능한 다른 용도가 비면허대역에 사용하는 것일 수 있다. 또 다른 용도는 면허대역의 단말간 통신에 적용할 수 있다. 이 경우 서로 사용되는 프레임의 길이나 프레임을 구성하는 서브프레임의 길이가 동일하게 설계할 수 있다. 또한, 두 가지 다른 용도로 사용하는 시스템의 시간동기를 맞추어 서로 핸드오버, 탐색, 연동에 유리하게 설계할 수 있음을 밝혀둔다.

제 1 실시예

본 실시예에서는 통신시스템의 사용용도에 따라 전송하는 동기신호의 전송주기를 달리하는 것을 특징으로 하는 방법을 제안한다. 현재의 LTE 시스템에서는 매 프레임 (10ms) 마다 동기신호가 전송된다. 이는 전송할 데이터가 없는 경우에는 과도한 전력소모를 초래할 수 있을 뿐 아니라, 인접 노드들에게 과도한 간섭을 초래할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 신호의 전송 주기가 상이하게 설정되는 경우를 도시한 도면이다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 셀로부터 수신되는 동기 신호는, 미리 설정된 무선프레임 간격으로 주기적으로 수신될 수 있다.

도 5를 참조하면, 제 1 셀(제 1 주파수 대역)로부터 수신되는 동기 신호는 제 2 셀로부터 수신되는 동기 신호와 전송 주기가 상이하게 설정될 수 있다. 즉, 제 1 셀은 미리 설정된 주기로 동기 신호를 간헐적으로 전송할 수 있다. 즉, 동기 신호를 포함하는 무선 프레임(500)과 동기 신호를 포함하지 않는 무선 프레임(550)이 존재하도록 동기 신호 전송 주기를 설정할 수 있다. 이에 반해서 제 2 셀은 종래 이동통신의 동기 신호 전송과 같이 모든 무선 프레임에서 동기 신호를 전송할 수 있다. 이를 통해서, 단말은 주기적으로 동기 신호가 수신되는 경우에 해당 셀 또는 주파수 대역이 제 1 셀 또는 제 1 주파수 대역임을 빠르게 확인할 수 있다.

다시 설명하면, 면허대역의 이동통신 기지국의 경우 매 무선 프레임마다 동기신호를 전송한다. 그러나, 비면허 대역에서 무선랜과 같이 동작하는 경우에는 일부 무선프레임에만 동기신호가 전송된다. 즉, N개의 무선프레임마다 한번씩만 동기신호가 전송된다. 도 5에서는 3인 경우를 도시하였다. 즉, 면허대역에 사용하는 이동통신 기지국은 매 무선프레임마다 항상 동기신호를 전송한다. 반면에 비면허대역에 사용되는 시스템의 경우는 3개마다 한 개의 무선프레임에만 동기신호를 전송할 수 있다. 이를 통해서 인접노드에 간섭을 줄이고 전력소모의 낭비를 감소시킬 수 있다. 도 5의 경우 동일한 표준하에서 설정만을 다르게 하여 두 가지의 다른 모드로 동작하는 것을 가정한다.

한편, 도 5에서 일부 무선 프레임에만 동기신호를 전송하는 경우를 면허대역에서 단말 간 통신(D2D통신)과 같이 단말이 동기신호를 전송하는 경우에도 적용할 수 있음을 밝혀두는 바이다. 이 경우에는 면허대역의 기지국이 전송하는 시간과 동기되어 미리 약속된 시간에만 동기신호를 전송하여 단말 간 통신시 호스트(호스트 단말)의 전력소모를 감소시킬 수 있다. 동시에 단말 간 통신에 참여하는 다른 단말들도 미리 정의된 시간에만 탐색을 수행하여 동기 여부 및 인접 단말기의 존재여부를 확인할 수 있다. 이렇게 면허대역의 기지국이 전송하는 동기신호와 비면허대역의 시스템이(또는 면허대역의 단말) 전송하는 동기신호의 전송빈도를 달리하는 경우, 동기신호의 모양을 여러 가지 형태로 구현할 수도 있다.

제 2 실시예

본 발명의 또 다른 실시예로 동기 신호의 자원 할당 패턴을 상이하게 설정할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동기 신호의 전송 패턴이 상이하게 설정되는 경우를 도시한 도면이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제 1 셀로부터 수신되는 동기 신호는,하나의 무선프레임 내에서 하나의 서브프레임에서만 수신될 수도 있다.

도 6을 참조하면, 제 1 셀에서 전송되는 동기 신호는 하나의 무선 프레임 내에서 하나의 서브프레임(600) 내에서만 수신될 수 있다. 이에 반해서, 제 2 셀에서 전송되는 동기 신호는 하나의 무선 프레임 내에서 두 개의 서브프레임(610, 615)에서 수신될 수 있다. 즉, 제 1 셀에서 수신되는 동기 신호와 제 2 셀에서 수신되는 동기 신호는 하나의 무선 프레임 내에서 수신되는 서브프레임의 개수가 다르게 설정될 수 있다. 단말은 이렇게 서로 다른 형태의 동기신호의 전송으로 인해 초기 포착시 어떠한 종류의 시스템(또는 셀)인지도 검출 가능하다. 이 경우에 동기 신호는 하나의 서브프레임 내에서 첫번째 슬롯의 마지막 심볼에 자원이 할당되어 송수신될 수 있다. 또는 다른 자원블록에 할당되어 송수신 될 수도 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동기 신호의 전송 패턴이 상이하게 설정되는 경우를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 제 1 셀로부터 수신되는 동기 신호는 하나의 서브프레임(700)에서만 수신될 수 있다. 제 2 셀로부터 수신되는 동기 신호는 두 개의 서브프레임(710, 715)에서 수신될 수도 있다. 다만, 이 경우 도 6과는 달리 제 1 셀로부터 수신되는 동기 신호는 하나의 서브프레임(700) 내에 두 번의 동기 신호가 수신될 수 있다. 즉, SSS와 PSS가 반복하여 두 번 수신될 수 있다. 이를 통해서 단말은 기지국과 동기를 맞출 수 있다. 즉, 기존의 동기 신호와 같이 하나의 무선 프레임 내에서 2번의 SSS와 2번의 PSS를 수신하되, 제 1 주파수 대역의 경우 하나의 서브 프레임 내에서 수신되도록 할 수 있다. 이렇게 함으로 전송에 소모되는 전력을 감소할 뿐 아니라 인접 노드들에게 주는 간섭을 최소화할 수 있다. 단말들은 동기신호의 전송 방식을 검출하여 셀이 어떠한 모드(또는 주파수 대역)로 동작하는지 알 수 있다.

제 3 실시예

본 발명의 또 다른 실시예로 동기 신호의 자원 할당 위치가 다르게 설정되는 경우를 설명한다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동기 신호의 전송 패턴이 상이하게 설정되는 경우를 도시한 도면이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제 1 셀로부터 수신되는 동기 신호는,하나의 무선프레임 내에서 두 개의 서브프레임에서 수신되며, 상기 두 개의 서브프레임 간격은, 상기 제 2 셀로부터 수신되는 동기 신호의 서브프레임 간격과 상이하게 설정될 수 있다.

도 8을 참조하면, 제 1 셀로부터 수신되는 동기 신호는 하나의 무선 프레임 내에 두 개의 서브프레임(800, 809)에서 수신될 수 있다. 또한, 제 2 셀로부터 수신되는 동기 신호는 하나의 무선 프레임 내에서 두 개의 서브프레임(810, 815)내에서 수신될 수 있다. 그러나, 제 1 셀 및 제 2 셀로부터 수신되는 동기 신호의 자원할당 위치가 서로 상이하게 설정될 수 있다. 즉, 도 8과 같이 제 1 셀의 경우에 0번 서브프레임(800)과 3번 서브프레임(809)에 동기 신호의 자원이 할당될 수 있고, 제 2 셀의 경우 0번 서브프레임(810)과 5번 서브프레임(815)에 동기 신호의 자원이 할당될 수 있다.

따라서, 단말은 하나의 무선 프레임 내에 할당되는 동기 신호의 서브프레임 간 간격을 확인하여 주파수 대역 또는 셀을 확인할 수 있다. 도 8에서는 제 1 셀의 서브프레임 간격을 3으로 예를 들어 도시하였으나, 이에 한정되지는 않으며, 제 2 셀과 상이하게 설정되도록 서브프레임 간격이 설정된다.

제 4 실시예

본 발명의 또 다른 실시예로 동기 신호가 할당되는 서브프레임 번호가 다르게 설정되는 경우를 설명한다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동기 신호의 전송 패턴이 상이하게 설정되는 경우를 도시한 도면이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제 1 셀로부터 수신되는 동기 신호는,하나의 무선프레임 내에서 두 개의 서브프레임에서 수신되며, 두 개의 서브프레임 간격은, 제 2 셀로부터 수신되는 동기 신호의 서브프레임 간격과 동일하게 설정되나, 두 개의 서브프레임 넘버는 제 2 셀로부터 수신되는 동기 신호의 서브프레임 넘버와 상이하게 설정될 수 있다.

도 9를 참조하면, 제 1 셀 및 제 2 셀로부터 수신되는 동기 신호는 모두 하나의 무선 프레임 내에서 두 개의 서브 프레임에서 수신될 수 있다. 다만, 제 1 셀로부터 수신되는 동기 신호는 서브 프레임 넘버가 제 2 셀에서 수신되는 동기 신호의 서브 프레임 넘버와 상이하게 설정될 수 있다.

예를 들어, 제 1 셀로부터 수신되는 동기 신호는 2번 서브프레임(900)과 7번 서브프레임(909)에서 수신될 수 있으며, 제 2 셀로부터 수신되는 동기 신호는 0번(910)과 5번(915) 서브 프레임에서 수신될 수 있다. 다른 예로, 제 1 셀로부터 수신되는 동기 신호는 1번과 6번 서브프레임에서 수신될 수도 있다. 서브 프레임 넘버는 예를 들어 설명한 것으로 제 1 셀 및 제 2 셀로부터 수신되는 동기 신호는 두 개의 동기 신호가 동일한 간격의 서브프레임으로 설정되며, 그 시작 서브프레임이 상이하게 설정될 수 있다.

이상에서 설명한 각 실시예는 개별적으로 적용될 수도 있고, 둘 이상의 실시예가 조합되어 동기 신호가 설정될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 셀로부터 수신되는 동기 신호는 일정 전송 주기를 갖고 일정 간격의 무선 프레임에서만 수신되고, 동기 신호가 수신되는 무선 프레임 내에서도 하나의 서브 프레임에서만 수신될 수도 있다. 이와 같이 전술한 제 1 실시예 및 제 4 실시예가 상호 조합되어 본 발명의 동기 신호 설정 방법을 구성할 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기지국의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기지국은 동기 신호를 전송하는 방법에 있어서, 동기 신호가 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역 중 어느 주파수 대역을 통해서 전송되는지에 따라서 동기 신호의 전송 패턴을 설정하는 단계 및 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀을 통해서 동기 신호의 전송 패턴을 이용하여 동기 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

도 10을 참조하면, 기지국은 동기 신호가 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역 중 어느 주파수 대역을 통해서 전송되는지에 따라서 동기 신호의 전송 패턴을 설정하는 단계를 포함할 수 있다(S1010). 예를 들어, 기지국은 동기 신호가 전송되는 주파수 대역의 미리 설정된 용도에 따라서 동기 신호를 상이하게 설정할 수 있다.

또한, 제 1 주파수 대역과 상기 제 2 주파수 대역은, 미리 설정된 주파수 대역의 용도에 따라서 구분될 수 있다. 일 예로, 제 1 주파수 대역 및 상기 제 2 주파수 대역 중 어느 하나는, 단말 간 통신 또는 무선랜 통신을 위한 용도로 구분되어 미리 설정되는 것일 수 있다.

전송 패턴은 전술한 제 1 실시예 내지 제 4 실시예의 방법에 따라서 상이하게 설정될 수 있다. 일 예로, 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀에서 전송되는 동기 신호와 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀에서 전송되는 동기 신호는, 전송 주기, 전송 횟수 및 자원 할당 패턴 중 하나 이상이 상이하게 설정될 수 있다. 다른 예로, 제 1 셀에서 전송되는 동기 신호는 미리 설정된 무선프레임 간격으로 주기적으로 전송되도록 설정될 수 있다. 또 다른 예로, 제 1 셀에서 전송되는 동기 신호는 하나의 무선프레임 내에서 하나의 서브프레임에서만 전송되도록 설정될 수도 있다. 또 다른 예로, 제 1 셀에서 전송되는 동기 신호는 하나의 무선프레임 내에서 두 개의 서브프레임에서 전송되며, 두 개의 서브프레임 간격은, 제 2 셀로부터 전송되는 동기 신호의 서브프레임 간격과 상이하게 설정될 수도 있다. 또 다른 예로, 제 1 셀에서 전송되는 동기 신호는 하나의 무선프레임 내에서 두 개의 서브프레임에서 전송되며, 두 개의 서브프레임 간격은 제 2 셀로부터 전송되는 동기 신호의 서브프레임 간격과 동일하게 설정되나, 두 개의 서브프레임 넘버는 제 2 셀로부터 전송되는 동기 신호의 서브프레임 넘버와 상이하게 설정될 수도 있다.

이 외에도 전술한 단말의 수신 패턴과 동일한 다양한 방법으로 전송 패턴이 설정될 수 있다.

한편, 기지국은 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀을 통해서 동기 신호의 전송 패턴을 이용하여 동기 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다(S1020). 예를 들어, 기지국은 하나 이상의 셀을 구성할 수 있으며, 각 셀은 상이한 주파수 대역을 이용할 수 있다. 전술한 전송 패턴에 따라서 설정된 동기 신호를 주파수 대역에 따라서 단말로 전송할 수 있다.

도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한 본 발명의 방법을 모두 수행할 수 있는 단말 및 기지국의 구성을 설명한다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단말의 구성을 도시한 도면이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동기 신호를 수신하는 단말(1100)은, 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀로부터 동기 신호를 수신하는 수신부(1130) 및 동기 신호의 수신 패턴에 기초하여 동기 신호가 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역 중 어느 주파수 대역을 통해서 수신되었는지를 판단하는 제어부(1110)를 포함할 수 있다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 수신부(1130)는 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀로부터 동기 신호를 수신할 수 있다. 그 외에도 수신부(1130)는 기지국 또는 단말 간 통신에서 타 단말로부터 하향링크 제어정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 수신한다.

제어부(1110)는 동기 신호의 수신 패턴에 기초하여 동기 신호가 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역 중 어느 주파수 대역을 통해서 수신되었는지를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(1110)는 전술한 본 발명을 수행하기에 필요한 동기 신호를 수신하고, 동기 신호의 수신 패턴에 기초하여 면허대역과 비면허대역을 구분하기 위한 전반적인 단말의 동작을 제어할 수 있다.

송신부(1120)는 기지국 또는 타 단말에 상향링크 제어정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 전송할 수 있다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단말 구성 동작의 일 예를 도시한 도면이다.

본 발명의 단말은 PSS에 대한 상관값을 이용하여 사용하는 시스템과 PSS에 대한 동기를 획득할 수 있다. 예를 들어, 초기 단말의 전원이 켜지면 PSS에 대한 상관값을 계산하는데 각기 서로 다른 전송횟수에 대한 상관값이 입력된다. 일정기간 동안 제 1 전송 횟수, 제 2 전송횟수에 맞추어 상관값을 계산하며, 이 상관값들은 비교/판정기(1200)로 입력된다. 비교/판정기(1200)에서 두 값을 비교하여 최종적으로 PSS 동기 획득여부와 사용하는 시스템의 용도를 판정할 수 있다.

또 다른 예로, 단말은 PSS 및 SSS에 대한 정보를 모두 활용하여 초기 포착을 시도할 수도 있다. 단말이 전원이 켜지면 우선 PSS에 대한 포착을 시도하여 1개의 PSS 전송에 대한 상관값으로 진행한다. 이 획득된 정보를 활용하여 대략적인 동기를 획득하고, 이후 제 1 전송횟수, 제 2 전송횟수에 대한 가정을 각각 가지고 PSS, SSS의 값 모두에 대한 상관값을 계산하여 비교/판정기(1200)에서 최종적인 동기를 획득할 수도 있다.

또 다른 예로, PSS 획득후, SSS에 대한 상관값 만으로도 초기 포착을 획득할 수 있음을 알려두는 바이다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단말 구성 동작의 다른 예를 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면 단말은 PSS에 대한 상관값을 계산하는 상관기(1301)와 SSS에 대한 상관값을 계산하는 상관기(1302)를 구비한다. 이 상관값을 계산하는 시점을 시간제어기(1303)에서 제어한다. 도 13의 단말 구조는 특정 프레임에만 동기신호가 전송되기 때문에 초기동기 이후에 특정 프레임에 대해서만 동기신호 검출을 수행하는 것이다. 이렇게 하여 항상 동기신호를 검출하는 것이 아니라, 동기신호가 전송되는 시점에만 동기신호를 탐색할 수 있게 한다. 이때 계산한 동기신호들에 대한 상관값을 가지고 동기여부와 새로운 노드에 대한 검출여부를 판정기(1300)에서 판단할 수 있다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시한 도면이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 기지국(1400)은 제어부(1410), 송신부(1420) 및 수신부(1430)를 포함한다.

즉, 본 발명의 기지국(1400)은 동기 신호가 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역 중 어느 주파수 대역을 통해서 전송되는지에 따라서 동기 신호의 전송 패턴을 설정하는 제어부(1410) 및 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀을 통해서 동기 신호의 전송 패턴을 이용하여 동기 신호를 전송하는 송신부(1420)를 포함할 수 있다.

제어부(1410)는 전술한 본 발명을 수행하기에 필요한 면허대역과 비면허대역에서 동작하는 무선통신 시스템의 동기 신호의 전송 패턴을 전술한 각 실시예에 따라서 설정할 수 있다. 또한, 제어부(1410)는 전술한 기지국의 동작을 수행하기 위해서 필요한 기지국의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.

전송 패턴은 전술한 제 1 실시예 내지 제 4 실시예에 따른 방법으로 설정될 수 있다.

송신부(1420)는 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀을 통해서 동기 신호의 전송 패턴을 이용하여 동기 신호를 전송할 수 있다. 그 외에도 송신부(1420)는 단말 또는 단말 간 통신에서 타 단말로 하향링크 제어정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 송신한다.

수신부(1430)는 단말 또는 단말 간 통신에서 타 단말로부터 상향링크 제어정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 수신할 수 있다.

이상에서는 기지국이 서로 다른 용도의 주파수 대역을 사용하여 동기 신호를 전송하는 경우를 예를 들어 설명하였다. 그러나, 다른 예로 기지국은 면허대역 주파수 대역을 사용하고, 무선랜 또는 단말 간 통신은 무선랜 비면허대역 주파수 대역을 사용하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 기지국은 제 2 주파수 대역으로 동기 신호를 전송하고, 무선랜 AP 또는 단말 간 통신에서 호스트 단말은 제 1 주파수 대역에서 동기 신호를 전송하는 경우에도 본 발명의 전술한 실시예들이 적용될 수 있다. 즉, 단말은 해당 동기 신호의 수신 패턴을 이용하여 해당 동기 신호가 기지국으로부터 전송된 것인지 또는 무선랜 AP(또는 호스트 단말)로부터 전송된 것인지 구분할 수 있다. 즉, 무선랜 AP(또는 호스트 단말)로부터 전송된 동기 신호의 수신 패턴은 전술한 제 1 실시예 내지 제 4 실시예와 같은 방법으로 설정될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 이동통신 시스템의 물리계층 구조에 약간의 변경을 통해 무선랜과 같은 비면허 대역에 사용하는 방법을 제안한다. 특히, 이동통신시스템에서는 매 프레임마다 동기신호를 전송한다. 그러나, 이는 비면허 대역에서 적용시 인접 노드들에게 불필요한 간섭을 초래할 수 있을 뿐 아니라 전송시 많은 전력소모를 초래할 수 있다. 그러므로, 본 발명에서는 동작모드에 따라 특정 프레임에만 동기신호를 전송하는 구조를 제안하여 면허대역의 기지국과 같은 용도로 상용하는 경우에는 동기신호를 매 프레임마다 전송하며, 비면허 대역에 동작하는 경우에는 일부 프레임에만 동기신호를 전송하는 구조를 제안한다. 이는 비면허대역에 있는 인접 노드들에게 간섭량을 감소할 수 있을 뿐 아니라, 전송에 소모되는 전력도 감소할 수 있는 효과를 제공한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다

Claims (19)

1. 단말이 동기 신호를 수신하는 방법에 있어서,
   제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀로부터 동기 신호를 수신하는 단계; 및
   상기 동기 신호의 수신 패턴에 기초하여 상기 동기 신호가 상기 제 1 주파수 대역 및 상기 제 2 주파수 대역 중 어느 주파수 대역을 통해서 수신되었는지를 판단하고, 상기 동기 신호가 수신된 주파수 대역의 용도를 판단하는 단계를 포함하되,
   상기 제 1 주파수 대역과 상기 제 2 주파수 대역은 미리 설정된 주파수 대역의 용도가 상이하게 구성되고,
   상기 제 1 주파수 대역을 통해서 수신되는 동기 신호의 수신 서브프레임 중 적어도 하나와 상기 제 2 주파수 대역을 통해서 수신되는 동기 신호의 수신 서브프레임 중 적어도 하나는 서로 상이한 서브프레임 넘버를 가지며,
   상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀은 동일한 프레임 및 서브프레임 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 주파수 대역 및 상기 제 2 주파수 대역 중 어느 하나는,
   단말 간 통신 또는 무선랜 통신을 위한 용도로 구분되어 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 동기 신호는,
   PSS(Primary Synchronization Signal) 및 SSS(Secondary Synchronization Signal)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 주파수 대역을 사용하는 상기 제 1 셀에서 전송되는 동기 신호와 상기 제 2 주파수 대역을 사용하는 상기 제 2 셀에서 전송되는 동기 신호는,
   전송 주기, 전송 횟수 및 자원할당 패턴 중 하나 이상이 상이하게 설정되어 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 셀로부터 수신되는 동기 신호는,
   미리 설정된 무선프레임 간격으로 주기적으로 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 셀로부터 수신되는 동기 신호는,
   하나의 무선프레임 내에서 하나의 서브프레임에서만 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 셀로부터 수신되는 동기 신호는,
   하나의 무선프레임 내에서 두 개의 서브프레임에서 수신되며, 상기 두 개의 서브프레임 간격은, 상기 제 2 셀로부터 수신되는 동기 신호의 서브프레임 간격과 상이하게 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 셀로부터 수신되는 동기 신호는,
   하나의 무선프레임 내에서 두 개의 서브프레임에서 수신되며, 상기 두 개의 서브프레임 간격은, 상기 제 2 셀로부터 수신되는 동기 신호의 서브프레임 간격과 동일하게 설정되나,
   상기 두 개의 서브프레임 넘버는 상기 제 2 셀로부터 수신되는 동기 신호의 서브프레임 넘버와 상이하게 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 기지국이 동기 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    동기 신호가 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역 중 어느 주파수 대역을 통해서 전송되는지에 따라서 상기 동기 신호의 전송 패턴을 설정하는 단계; 및
    상기 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 상기 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀을 통해서 상기 동기 신호의 전송 패턴을 이용하여 상기 동기 신호를 단말로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 주파수 대역과 상기 제 2 주파수 대역은 미리 설정된 주파수 대역의 용도가 상이하게 구성되고,
    상기 제 1 주파수 대역을 통해서 수신되는 동기 신호의 수신 서브프레임 중 적어도 하나와 상기 제 2 주파수 대역을 통해서 수신되는 동기 신호의 수신 서브프레임 중 적어도 하나는 서로 상이한 서브프레임 넘버를 가지며,
    상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀은 동일한 프레임 및 서브프레임 구조를 가지고,
    상기 단말은 상기 동기 신호의 전송 패턴을 이용하여 상기 동기 신호가 수신되는 주파수 대역의 용도를 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
    
11. 삭제
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 대역 및 상기 제 2 주파수 대역 중 어느 하나는,
    단말 간 통신 또는 무선랜 통신을 위한 용도로 구분되어 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 대역을 사용하는 상기 제 1 셀에서 전송되는 동기 신호와 상기 제 2 주파수 대역을 사용하는 상기 제 2 셀에서 전송되는 동기 신호는,
    전송 주기, 전송 횟수 및 자원 할당 패턴 중 하나 이상이 상이하게 설정되어 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 셀에서 전송되는 동기 신호는,
    미리 설정된 무선프레임 간격으로 주기적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 셀에서 전송되는 동기 신호는,
    하나의 무선프레임 내에서 하나의 서브프레임에서만 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 셀에서 전송되는 동기 신호는,
    하나의 무선프레임 내에서 두 개의 서브프레임에서 전송되며, 상기 두 개의 서브프레임 간격은, 상기 제 2 셀로부터 전송되는 동기 신호의 서브프레임 간격과 상이하게 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 셀에서 전송되는 동기 신호는,
    하나의 무선프레임 내에서 두 개의 서브프레임에서 전송되며, 상기 두 개의 서브프레임 간격은, 상기 제 2 셀로부터 전송되는 동기 신호의 서브프레임 간격과 동일하게 설정되나,
    상기 두 개의 서브프레임 넘버는 상기 제 2 셀로부터 전송되는 동기 신호의 서브프레임 넘버와 상이하게 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 동기 신호를 수신하는 단말에 있어서,
    제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀로부터 동기 신호를 수신하는 수신부; 및
    상기 동기 신호의 수신 패턴에 기초하여 상기 동기 신호가 상기 제 1 주파수 대역 및 상기 제 2 주파수 대역 중 어느 주파수 대역을 통해서 수신되었는지를 판단하고, 상기 동기 신호가 수신된 주파수 대역의 용도를 판단하는 제어부를 포함하되,
    상기 제 1 주파수 대역과 상기 제 2 주파수 대역은 미리 설정된 주파수 대역의 용도가 상이하게 구성되고,
    상기 제 1 주파수 대역을 통해서 수신되는 동기 신호의 수신 서브프레임 중 적어도 하나와 상기 제 2 주파수 대역을 통해서 수신되는 동기 신호의 수신 서브프레임 중 적어도 하나는 서로 상이한 넘버를 가지며,
    상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀은 동일한 프레임 및 서브프레임 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 단말.
19. 동기 신호를 전송하는 기지국에 있어서,
    동기 신호가 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역 중 어느 주파수 대역을 통해서 전송되는지에 따라서 상기 동기 신호의 전송 패턴을 설정하는 제어부; 및
    상기 제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀 및 상기 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀 중 어느 하나의 셀을 통해서 상기 동기 신호의 전송 패턴을 이용하여 상기 동기 신호를 단말로 전송하는 송신부를 포함하되,
    상기 제 1 주파수 대역과 상기 제 2 주파수 대역은 미리 설정된 주파수 대역의 용도가 상이하게 구성되고,
    상기 제 1 주파수 대역을 통해서 수신되는 동기 신호의 수신 서브프레임 중 적어도 하나와 상기 제 2 주파수 대역을 통해서 수신되는 동기 신호의 수신 서브프레임 중 적어도 하나는 서로 상이한 넘버를 가지며,
    상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀은 동일한 프레임 및 서브프레임 구조를 가지고,
    상기 단말은 상기 동기 신호의 전송 패턴을 이용하여 상기 동기 신호가 수신되는 주파수 대역의 용도를 판단하는 것을 특징으로 하는 기지국.

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