KR102019979B1 - 다수의 안테나를 갖는 통신 시스템에서 상향링크 사운딩 기준 신호 전송을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 네트워크에서 타이밍 충돌(timing collision)을 방지하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제1빔 쌍(beam pair)에 대응하는 제1TA(timing advance)를 사용하여 제1빔 쌍을 통해 일반(normal) 지속 시간(duration)의 제1상향링크 심벌을 송신하는 과정을 포함한다. 동일한 송신 RF(radio frequency) 체인 및 안테나 어레이(antenna array)를 사용하여 제2빔 쌍을 통해 제2상향링크 심벌을 송신하도록 스케줄링된다. 제1TA와 제2빔 쌍에 대응하는 제2TA 간의 차이를 기반으로 타이밍 충돌이 일어날 것을 예측한다. 제1TA 및 제2TA를 기반으로 산출된 조정량(adjustment amout)에 의해 제2심벌의 지속 시간을 단축시키고, 산출된 조정량만큼 제2심벌의 송신을 지연시키는 보호 구간(guard interval)을 삽입하며, 제2심벌의 CP(cyclic prefix) 지속 시간을 증가시키지만, 확장된 CP의 일부를 송신 억제(refraining)하여 타이밍 충돌을 방지한다.

Description

다수의 안테나를 갖는 통신 시스템에서 상향링크 사운딩 기준 신호 전송을 위한 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR TRANSMISSION OF UPLINK SOUNDING REFERENCE SIGNALS IN A COMMUNICATION SYSTEM WITH LARGE NUMBER OF ANTENNAS}
본 발명은 일반적으로 무선 통신 네트워크에 관한 것으로, 특히 다수의 안테나를 갖는 통신 시스템에서 상향링크 사운딩(sounding) 기준 신호(reference signal) 전송을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
이동 통신 분야는 계속 증가하는 이동 통신 어플리케이션과 서비스에 대한 취향을 만족시키기 위해 새로운 기술이 빠르게 개발되면서 지난 20년간 큰 혁신을 보여왔다. 그러한 기술들의 예는 3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2)에 의해 개발된 CDMA(code division multiple access) 2000 진화 데이터 최적화(1xEV-DO로도 지칭됨) 시스템과, 3GPP에 의해 개발된 WCDMA(wideband CDMA), HSPA(high speed packet access) 및 LTE(Long Term Evolution) 시스템과, IEEE(Institute of Electrical and Electronical Engineers)에 의해 개발된 WiMAx(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 시스템을 포함한다. LTE/LTE-A(LTE-Advanced)와 같은 무선 기술은 초당 수십 내지 수백 메가 비트 범위의 데이터 속도를 제공할 수 있지만, 그 용량은 비디오 및 음악 스트리밍과 같은 데이터 중심의(data hungry) 어플리케이션들에 의해 요구되는 더 높은 데이터 속도에 대한 요구 증가로 금방 고갈될 수 있다. 더구나 이동 통신 서비스 가입자 수(이미 50억을 초과)는 계속해서 빠르게 증가할 것으로 예상된다.
REF1에서 차세대 광대역 이동 통신 시스템 개발을 위한 밀리미터(millimeter) 스펙트럼 사용이 제안되었다. 밀리미터파(mmWave)는 30GHz 내지 300GHz 무선 주파수 범위에 대응하는 1mm-10mm 범위의 파장(본 발명에서는 "밀리미터파 대역" 또는 "밀리미터파 대역")을 갖는 무선파를 지칭한다. 밀리미터파 대역에서는 (인가받거나 인가받지못한) 거대한 양의 스펙트럼(spectrum)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 미국에서는 (60 GHz 대역으로 지칭된) 60GHz 주파수 근처의 인가받지 못한 7GHz의 스펙트럼을 사용할 수 있다. 또한 2003년 10월, 미국 연방통신위원회(FCC)는 12.9 GHz 스펙트럼을 미국 내 고밀도 고정 무선 서비스에 할당했다 (연방정부용 94.0-94.1 GHz를 제외한 71-76 GHz, 81-86 GHz 및 92-95 GHz). 총괄해서 E-대역으로 지칭되는 이 스펙트럼 할당은 FCC(federal communications commission)에 의해 할당된 것 중 가장 큰 스펙트럼으로 전체 무선통신 스펙트럼보다 50배 크다.
본 발명이 해결하려는 과제는 무선 통신 네트워크에서 타이밍 충돌(timing collision)을 방지하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 무선 통신 네트워크에서 타이밍 충돌을 방지하는 이동국을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 무선 통신 네트워크에서 타이밍 충돌을 방지하는 시스템을 제공하는 것이다.
무선 통신 네트워크에서 타이밍 충돌을 방지하는 방법이 제공된다. 그 방법은 이동국으로부터 기지국으로 상향링크 송신을 위한 제1심벌을 생성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 심벌의 송신을 제1시간에 시작하고 상기 제1시간 이후의 제2시간에 종료하도록 상기 제1심벌의 상기 제1빔 쌍(pair)을 통한 수신기로의 송신을 스케줄링하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제1빔 쌍과 다른 제2빔 쌍에서 상향링크 송신을 위한 제2심벌(예: 사운딩 기준 신호(SRS: sounding reference signal))를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제2시간에 상기 수신기로의 상기 사운딩 기준 신호의 송신을 스케줄링하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제1빔 쌍에 대응하는 제1TA(timing advance)를 사용하고, 상기 제1시간보다 제1TA의 양만큼 앞선 초기 시간에 제1심벌을 송신하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제2빔 쌍에 대응하는 제2TA를 사용하고 상기 제2시간보다 상기 제2TA의 양만큼 앞선 제3시간에 상기 제2심벌을 송신하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 조정량을 산출하여 그만큼 상기 제2심벌의 송신 지연 및 상기 제2심벌의 지속 시간 변경 중 하나에 사용하는 단계를 포함한다.
무선 통신 네트워크에서 타이밍 충돌을 방지하는 이동국이 제공된다. 상기 이동국은 기지국에 제어 및 데이터 신호를 전송하는 송신기를 포함한다. 상기 이동국은 이동국 및 기지국 사이의 제1빔 쌍을 이용하여 상향링크 송신을 위한 제1심벌을 생성하는 처리 회로를 포함한다. 상기 처리 회로는 상기 심벌의 송신을 제1시간에 시작하고 제1시간 이후의 제2시간에 종료하도록 상기 제1빔 쌍을 통해 상기 제1심벌의 수신기로의 송신을 스케줄링한다. 상기 처리 회로는 상기 제1빔 쌍과 다른 제2빔 쌍에서 상향링크 전송을 위한 제2심벌(예: 사운딩 기준 신호)를 생성한다. 상기 처리 회로는 상기 제2시간에 상기 수신기로 상기 사운딩 기준 신호의 송신을 시작하도록 스케줄링한다. 상기 처리 회로는 상기 제1빔 쌍에 대응하는 제1TA를 사용하고, 상기 제1시간보다 제1TA의 양만큼 앞선 초기 시간에 제1심벌을 송신한다. 상기 처리 회로는 상기 제2빔 쌍에 대응하는 제2TA를 사용하고 상기 제2시간보다 상기 제2TA의 양만큼 앞선 제3시간에 상기 제2심벌(즉, 사운딩 기준 신호)을 송신한다. 상기 처리 회로는 조정량을 산출하여 그만큼을 상기 사운딩 기준 신호 송신 지연 및 상기 제2심벌의 지속 시간 변경 중 하나에 사용한다.
무선 통신 네트워크에서 타이밍 충돌을 방지하는 시스템이 제공된다. 상기 무선 통신 시스템은 지향성 통신 시스템에서 빔을 형성하고 이동국으로부터 상향링크 신호들을 수신하는 기지국을 포함한다. 상기 이동국은 다수의 안테나를 포함하는 안테나 어레이 및 상기 기지국에 제어 및 데이터 신호를 전송하는 송신기를 포함한다. 상기 이동국은 제1빔 쌍을 사용하여 상기 이동국과 상기 기지국 사이에 상향링크 송신을 위한 제1심벌을 생성하는 처리 회로를 포함한다. 상기 처리 회로는 상기 심벌의 송신을 제1시간에 시작하고 제1시간 이후의 제2시간에 종료하도록 상기 제1심벌의 상기 제1빔 쌍을 통한 수신기로의 송신을 스케줄링한다. 상기 처리 회로는 상기 제1빔 쌍과 다른 제2빔 쌍에서 상향링크 전송을 위한 제2심벌(예: 사운딩 기준 신호)를 생성한다. 상기 처리 회로는 상기 제2시간에 상기 수신기로의 상기 사운딩 기준 신호의 송신을 시작하도록 스케줄링한다. 상기 처리 회로는 상기 제1빔 쌍에 대응하는 제1TA를 사용하고, 상기 제1시간보다 제1TA의 양만큼 앞선 초기 시간에 제1심벌을 송신한다. 상기 처리 회로는 상기 제2빔 쌍에 대응하는 제2TA를 사용하고 상기 제2시간보다 상기 제2TA의 양만큼 앞선 제3시간에 상기 제2심벌(즉, 사운딩 기준 신호)을 송신한다. 상기 처리 회로는 조정량을 산출하여 조정량을 상기 사운딩 기준 신호 송신 지연 및 상기 제2심벌의 지속 시간 변경 중 하나에 사용한다.
타이밍 충돌(timing collision)이 방지될 수 있다.
하기 상세한 설명을 작성하기 전, 본 발명 문서 전체에서 사용되는 단어와 구문에 대한 정의를 제시하는 것이 유리할 수 있다: 용어 "또는"은 포괄적인 (inclusive) 것으로 '및/또는' 을 의미한다; 구문 "..와 연계된" 및 "..그 안에서 연계된"과 그 파생어들은 포함, ..내에서 포함, 상호연결, 함유, ..내에서 함유된, ..에 또는 ..와 연결된, ..에 또는 ..와 결합된, ..와 통신가능한, ..와 협력하는, 끼우다, 병치하다, 근접한, ..해야 하는 또는 ..에 묶인, 갖다, ..의 특징을 갖다, 등을 의미할 수 있다; 그리고 용어 "제어기"는 적어도 하나의 동작을 제어하는 임의의 장치, 시스템 또는 그 일부를 의미하며, 그러한 장치는 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어, 또는 그들의 적어도 두 개의 결합으로 구현될 수 있다. 임의의 특별한 제어부와 연계된 기능은 집중되어 있거나 국부적으로 혹은 원격에 분산될 수 있다. 어떤 단어와 구문들에 대한 정의들은 본 특허문서 전체에 대해 제공되며, 이 기술이 속한 분야의 당업자는 대부분은 아니더라도 많은 경우 그러한 정의들이 미래뿐만 아니라 그 이전에도 그렇게 정의된 단어와 구문들을 사용하는데 적용된다는 것을 이해해야 할 것이다.
본 발명과 그 장점에 대한 보다 완전한 이해를 위해 첨부된 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명이 이뤄진다. 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크(wireless network)를 도시한다.
도 2a는 본 발명에 따른 무선 송신경로에 대한 상위 레벨 도면이다.
도 2b는 본 발명에 따른 무선 수신경로에 대한 상위 레벨 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가입자국을 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 다수의 이동국으로부터 기지국으로 전송된 신호들의 다른 전파 지연을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 통신에 사용되는, 빔 방향에 전파 지연이 좌우되는 지향성 통신 시스템을 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 신호 충돌을 초래하는 다른 TA 값들을 갖고 전송되는 연속 심벌들을 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 지향성 통신 시스템의 기지국에서의 빔 포밍을 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 다중화 및 시간 다중화에 따른 사운딩 기준 신호(SRS: sounding reference signal) 송신을 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 타이밍 충돌(timing collision)을 방지하기 위한 사운딩 기준 신호(sounding reference signal) 심벌 지속 시간(symbol duration)의 단축을 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 타이밍 충돌을 방지하기 위한 보호 구간(guard interval) 삽입을 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 타이밍 충돌을 방지하기 위한 확장된 CP(cyclic prefix)를 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 시작과 끝에서 사운딩 기준 신호 심벌 단축을 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 심벌 시작에서 사운딩 기준 신호 심벌 단축을 도시한다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 심벌 끝에서 사운딩 기준 신호 심벌 단축을 도시한다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 다른 사운딩 기준 신호 심벌에 적용되는 비균일(non-uniform) 사운딩 기준 신호 심벌 단축 방법을 도시한다.
하기 도 1 내지 하기 도 15 및 본 문서에서 본 발명의 원리를 설명하기 위해 사용된 다양한 실시 예들은 단지 설명을 위한 것이고 본 발명의 범위를 제한하기 위한 임의의 방식으로 해석되어서는 아니된다. 당업자는 본 발명의 원리들이 적절하게 배열된 무선 통신 장치 또는 시스템에서 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
이하 자료와 표준(standard) 설명들은 본 발명에서 완전히 제시된 것처럼 본 문서에 포함된다.
(i) 즈호우예 피(Zhouyue Pi), 파루프 칸(Farooq Khan), "밀리미터 파 이동 광대역 시스템의 소개(An introduction to millimeter-wave mobile broadband systems)", IEEE(Institute of Electrical and Electronical Engineers) 통신 매거진(Communications Magazine), 2011년 6월(to appear in June 2011) (이하 "REF1");
(ii) "밀리미터 파 전파: 스펙트럼 관리 영향(Millimeter wave propagation: Spectrum management implications)", 연방 통신 위원회(Federal Communications Commission), 공학 및 기술부(Office of Engineering and Technology), 블루틴 넘버(Bulletin Number) 70, 1997년 7월(July, 1997) (이하 "REF2");
(iii) 제이 싱(J. Singh), 지 피(Z. Pi), 와이 리(Y. Li), "밀리미터 파 이동 통신 시스템에서 상향링크 타이밍 정렬을 위한 방법 및 장치(Methods and apparatus for uplink timing alignment in millimeter wave mobile communication system)" 2012 (이하 "REF3").
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 100를 도시한다. 상기 도 1에 도시된 무선 네트워크 100의 실시 예는 단지 설명을 위한 것이다. 상기 무선 네트워크 100에 대한 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
상기 무선 네트워크 100는 기지국(BS: base station) 101, 기지국 102 및 기지국 103을 포함한다. 기지국 101은 상기 기지국 102 및 기지국 103와 통신한다. 상기 기지국 101은 또한 인터넷, 독점 IP 네트워크 또는 다른 네트워크와 같은 IP(Internet protocol) 네트워크 130와 통신한다.
네트워크 타입에 따라, "기지국" 대신 "eNB(evolved-NodeB)" 또는 "AP(access point)"와 같은 다른 잘 알려진 용어들이 사용될 수 있다. 편의상, 본 발명에서는 용어 "기지국" 또는 "BS"가 원격 단말기에 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라 구성요소(infrastructure component)들을 지칭하기 위해 사용된다. 또한, 용어 "이동국" 또는 "MS(mobile station)"는 본 발명에서 기지국에 무선 접속하거나 소비자가 무선 통신 네트워크를 통해 서비스에 접속하는데 사용될 수 있는 원격(remote) 단말 또는 원격 무선 장치를 지칭하기 위해 사용된다. 용어 "이동국"은 이동국이 이동 기기(예: 휴대폰)이든 보통 고정된 기기(예: 데스크탑 PC(personal computer), 자동판매기 등)로 간주되는 것이든 관계없이 사용된다. 다른 시스템에서, "이동국" 대신 "가입자국(SS: subscriber station))", "원격 단말(RT: remote terminal)", "무선 단말(WT: wireless terminal)", "사용자 장비(UE: user equipment)" 등과 같은 다른 잘 알려진 용어들이 사용될 수 있다.
기지국 102은 기지국 102의 커버리지 영역 120 내 다수의 제1이동국들에게 네트워크 130로의 무선 광대역 접속을 제공한다. 다수의 제1이동국들은 소기업에 위치할 수 있는 이동국 111, 대기업에 위치할 수 있는 이동국 112, WiFi 핫 스팟에 위치할 수 있는 이동국 113, 제1주거지에 위치할 수 있는 이동국 114, 제2주거지에 위치할 수 있는 이동국 115, 및 휴대폰, 무선 랩탑, 무선 PDA 등과 같은 이동 기기일 수 있는 이동국 116를 포함한다. 이동국들 111 내지 116은 휴대 전화, 이동 PDA 및 임의의 이동국과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 무선 통신 장치일 수 있다.
기지국 103은 기지국 103의 커버리지 영역 125 내에 다수의 제2MS들에게 무선 광대역 접속을 제공한다. 다수의 제2MS들은 이동국 115 및 이동국 116를 포함한다. 일부 실시 예에서, 하나 이상의 기지국들 101 내지 103은 서로 통신하고, 본 발명의 실시 예들에서 기술된 무선 통신 네트워크에서 다수의 안테나들과 빔(beam) 통신하는 타이밍에 의한 심벌 충돌을 방지하는 기술을 포함해 LTE(Long Term Evolution) 또는 LTE-A(LTE-Advanced) 기술을 이용하여 이동국들 111 내지 116과 통신한다.
점선들은 커버리지 영역들 120 및 125의 근사 범위를 보이며, 오직 예시와 설명을 목적으로 대략 원형으로 표시되어 있다. 기지국들과 연계된 커버리지 영역들, 예를 들어, 커버리지 영역들 120 및 125은 기지국의 구성 및 자연과 인공적인 방해물들과 연계된 무선 환경에서의 변동 사항들에 따라 불규칙한 형상들을 포함해 다른 형상일 수 있음이 명확히 이해되어야 한다.
상기 도 1은 무선 네트워크 100의 일 예를 도시하고 있지만, 상기 도 1에 대한 다양한 변경이 이뤄질 수 있다. 예를 들어, 유선(wired) 네트워크와 같은 다른 타입의 데이터 네트워크가 무선 네트워크 100를 대체할 수 있다. 유선 네트워크에서, 네트워크 단말들은 기지국들 101 내지 103 및 이동국들 111 내지 116을 대체할 수 있다. 유선 연결은 상기 도 1에 도시된 무선 연결들을 대체할 수 있다.
도 2a는 무선 송신 경로에 대한 상위레벨 도면이다. 도 2b는 무선 수신 경로에 대한 상위 레벨 도면이다. 상기 도 2a 및 상기 2b에서, 송신 경로 200는 예컨대, 기지국 102에서 구현될 수 있고, 수신 경로 250는 예컨대 도 1의 이동국 116과 같은 이동국에서 구현될 수 있다. 그러나 상기 수신 경로 250는 기지국(예: 상기 도 1의 기지국 102)에서 구현될 수 있고, 상기 송신 경로 200는 이동국에서 구현될 수 있다. 일부 실시 예에서, 상기 송신 경로 200 및 상기 수신 경로 250는 무선 통신 네트워크에서 다수의 안테나를 이용한 빔 통신(beam communication)에서 타이밍(timing)에 의한 심벌 충돌(symbol collision)을 방지하는 방법을 수행하도록 구성된다.
상기 송신 경로 200는 채널 코딩 및 변조(channel coding and modulation) 블록 205, 직렬-병렬(serial-to-parallel) 블록 210, N-크기(size N) IFFT(inverse fast fourier transform) 블록 215, 병렬-직렬(parallel-to-serial) 블록 220, CP(cyclic prefix) 추가 블록 225 및 상향 변환부(UC: up-converter) 230을 포함한다. 상기 수신 경로 250는 하향 변환부(DC: down-converter) 255, CP 제거 블록 260, 직렬-병렬 블록 265, N-크기(size N) FFT(fast fourier transform) 블록 270, 병렬-직렬 블록 275, 채널 디코딩 및 복조(channel decoding and demodulation) 블록 280을 포함한다.
도 2a 및 2b에서 적어도 일부 구성요소들은 소프트웨어로 구현될 수 있고, 다른 구성요소들은 구성 하드웨어(예: 프로세서) 또는 소프트웨어와 구성 하드웨어의 혼합물로 구현될 수 있다. 특히, 본 발명에 기술된 FFT 블록 및 IFFT 블록은 크기 N의 값이 그 구현에 따라 변경될 수 있는 구성 소프트웨어 알고리즘으로 구현될 수 있다.
또한 본 발명은 FFT 및 IFFT을 구현하는 실시 예를 대상으로 하지만, 이는 단지 설명을 위한 것이고 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 본 발명의 다른 실시 예에서, FFT 함수 및 IFFT 함수는 쉽게 DFT(discrete fourier transform) 함수 및 IDFT(inverse discrete fourier transform) 함수로 각각 대체될 수 있다. DFT 및 IDFT 함수의 경우, 변수 N의 값은 정수(예: 1, 2, 3, 4, 등)일 수 있는 반면, FFT 및 IFFT 함수의 경우, 변수 N의 값은 2의 멱수(power of two)(예: 1, 2, 4, 8, 16 등)인 정수일 수 있다.
상기 송신 경로 200에서 상기 채널 코딩 및 변조 블록 205은 정보 비트 집합을 수신하고, 코딩(예: LDPC(low density parity code) 코딩)을 적용하며, 입력 비트를 변조(예: QPSK(quadrature phase shift keying) 또는 QAM(quadrature amplitude modulation))하여 일련의 주파수 영역(frequency-domain) 변조 심벌들을 생성할 수 있다. 상기 직렬-병렬 블록 210은 변조된 직렬 심벌들을 병렬 데이터로 변환(즉, 역다중화)함으로써 N이 기지국 102 및 이동국 116에 사용되는 IFFT/FFT 크기일 때, N개의 병렬 심벌 스트림(symbol stream)들을 생성한다. 이후, 상기 N-크기 IFFT 블록 215은 N개의 병렬 심벌 스트림들에 대해 IFFT 연산을 수행함으로써 시간영역의 출력 신호를 생성한다. 상기 병렬-직렬 블록 220은 상기 크기-N IFFT 블록 215의 출력인 병렬 시간 영역 출력 심벌을 직렬 시간영역 신호로 변환한다(즉, 다중화한다). 이후, 상기 CP 추가 블록 225은 시간 영역 신호에 CP를 삽입한다. 최종적으로, 상기 상향 변환부 230는 상기 CP 추가 블록 225의 출력을 무선 채널을 통해 송신하기 위한 RF(radio frequency) 주파수로 변조한다 (즉, 상향 변환한다). 또한, 상기 신호는 상기 RF 주파수로 변환하기 전 기저대역(baseband)에서 필터링될 수 있다.
송신된 RF 신호는 무선 채널을 통과한 후 이동국 116에 수신되고, 기지국 102에서의 과정에 대한 역과정이 수행된다. 상기 하향 변환부 255는 수신된 신호를 기저대역 주파수로 하향변환하고, 상기 CP 제거 블록 260은 CP를 제거하여 직렬 시간 영역(time-domain) 기저대역 신호를 생성한다. 상기 직렬-병렬 블록 265은 시간 영역 기저대역 신호를 병렬 시간 영역 신호들로 변환한다. 이후, N-크기 FFT 블록 270은 FFT 알고리즘을 수행하여 N개의 병렬 주파수 영역 신호들을 생성한다. 상기 병렬-직렬 블록 275은 병렬 주파수 영역 신호를 일련의 변조된 데이터 심벌로 변환한다. 상기 채널 디코딩 및 복조 블록 280은 복조한 다음 변조된 심벌들을 디코딩하여 원래의 입력 데이터 스트림을 복원한다.
상기 기지국들 101 내지 103 각각은 하향링크에서 상기 이동국들 111 내지 116로의 송신과 유사한 송신 경로를 구현할 수 있고, 상향링크에서 상기 이동국들 111 내지 116로부터의 수신과 유사한 수신 경로를 구현할 수 있다. 유사하게, 상기 이동국들 111 내지 116 각각은 상향링크에서 상기 기지국들 101 내지 103로의 송신을 위한 구조(architecture)에 대응하는 송신 경로를 구현할 수 있고, 하향링크에서 상기 기지국들 101 내지 103로부터의 수신을 위한 구조에 대응하는 수신 경로를 구현할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예에서, 상기 송신 경로 200 및 상기 수신 경로 250 각각은 데이터 변환기(예: 수신 경로에서 ADC(analog to digital converter) 및 송신 경로에서 DAC(digital to analog converter)를 포함하는 RF 체인(chain) 및 RF 신호 처리 요소들(예: 믹서(mixer), 필터(filter), 증폭기)을 포함한다. 일반적으로, 이동국 또는 기지국에서 각 안테나의 경우, 이동국 또는 기지국은 관련된(associtated) RF 체인을 포함한다. (다수의 안테나들을 채용하는) 지향성(directional) 통신 시스템에서, 각 RF 체인은 (오직 하나의 안테나가 아닌) 안테나 어레이(antenna array)에 연결될 수 있다. 수신 경로 안테나 어레이는 수신기 형태의 빔(receiver type beam)들을 형성하고 송신 경로 안테나 어레이는 송신기 형태의 빔(transmitter type beam)들을 형성한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동국 300을 도시한다. 상기 도 3에 도시된 이동국 116과 같은 상기 이동국 300의 실시 예는 단지 설명을 위한 것이다. 무선 가입자국에 대한 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다. 상기 이동국 300이 예로써 도시되었지만, 상기 도 3의 설명은 이동국 111, 이동국 112, 이동국 113, 이동국 114, 이동국 115 및 이동국 116 중 어느 것에도 동일하게 적용될 수 있다.
이동국 116은 안테나 305, RF 트랜시버 310, 송신(TX: transmit) 처리 회로 315, 마이크 320 및 수신(RX: receive) 처리 회로 325를 포함한다. 또한, 상기 이동국 116은 스피커(speaker) 330, 메인 프로세서(main processor) 340, 입출력(I/O: input/output) 인터페이스(IF: interface) 345, 키패드(keypad) 350, 디스플레이(display) 355 및 메모리(memory) 360를 포함한다. 상기 메모리 360는 기본 운영 시스템(basic operation system) 프로그램 361 및 다수의 어플리케이션들 362을 더 포함한다. 다수의 어플리케이션들은 하나 이상의 자원 매핑 테이블(resource mapping table)(하기에서 보다 자세히 설명되는 표 1 내지 표 10)을 포함할 수 있다.
상기 RF 트랜시버 310는 상기 안테나 305로부터 상기 무선 네트워크 100의 기지국에 의해 송신된 착신 RF 신호를 수신한다. 상기 RF 트랜시버 310는 착신 RF 신호를 하향 변환하여 중간 주파수(IF: intermediate frequency) 또는 기저대역 신호를 생성한다. 상기 중간 주파수 또는 상기 기저대역 신호는 기저대역 또는 중간 주파수 신호를 필터링, 디코딩, 및/또는 디지털화하여 처리된 기저대역 신호를 생성하는 상기 수신 처리 회로 325로 전송된다. 상기 수신 처리 회로 325는 처리된 기저대역 신호를 상기 스피커 330로 (즉, 음성 데이터) 또는 추가 처리(예: 웹 브라우징(web browsing))을 위해 상기 메인 프로세서 340로 송신한다.
상기 송신 처리 회로 315는 상기 마이크 320로부터의 아날로그 또는 디지털 음성 데이터 또는 상기 메인 프로세서 340로부터의 다른 출력 기저대역 데이터(예: 웹 데이터, 전자메일, 대화형 비디오 게임 데이터)를 수신한다. 상기 송신 처리 회로 315는 출력 기저대역 데이터를 부호화, 다중화, 및/또는 디지털화하여 처리된 기저대역 또는 중간 주파수 신호를 생성한다. 상기 RF 트랜시버 310는 상기 송신 처리 회로 315로부터 출력 처리된 기저대역 또는 중간 주파수 신호를 수신한다. 상기 RF 트랜시버 310는 기저대역 또는 중간 주파수 신호를 상기 안테나 305를 통해 송신되는 RF 신호로 상향 변환한다.
일부 실시 예들에서, 상기 메인 프로세서 340는 마이크로프로세서(microprocessor) 또는 마이크로컨트롤러(microcontroller)이다. 상기 메모리 360는 상기 메인 프로세서 340와 연결(coupled)된다. 본 발명의 일부 실시 예들로부터, 상기 메모리 360의 일부는 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory)를 포함하고, 상기 메모리 360의 다른 일부는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory)로 동작하는 플래시(flash) 메모리를 포함한다.
상기 메인 프로세서 340는 무선 가입자국 116의 전체 동작을 제어하기 위해 상기 메모리 360에 저장된 기본 운영 시스템 프로그램 361을 실행한다. 그러한 동작에서, 상기 메인 프로세서 340는 잘 알려진 원리에 따라 상기 RF 트랜시버 310, 상기 수신 처리 회로 325, 및 상기 송신 처리 회로 315에 의해 순방향(forward) 채널 신호들의 수신 및 역방향(reverse) 채널 신호들의 송신을 제어한다.
상기 메인 프로세서 340는 무선 통신 네트워크에서 다수의 안테나들과의 빔 통신에서 타이밍에 의한 심벌 충돌(symbol collision)들을 막기 위한 동작과 같이, 상기 메모리 360에 상주하는 다른 프로세스 및 프로그램들을 실행할 수 있다. 상기 메인 프로세서 340는 실행 프로세스에 의해 요구되는 것처럼 상기 메모리 360로/로부터 데이터를 이동시킬 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 메인 프로세서 340는 CoMP(coordinated multipoint) 통신 및 MU-MINO(multiple user-multiple input multiple output) 통신을 위한 어플리케이션과 같은 다수의 어플리케이션들 362을 실행한다. 상기 메인 프로세서 340는 운영 시스템 프로그램 361에 기반하여 또는 기지국 102로부터 수신된 신호에 응답하여 다수의 어플리케이션들 362을 운영할 수 있다. 또한, 상기 메인 프로세서 340는 입출력 인터페이스 345와 연결될 수 있다. 입출력 인터페이스 345는 상기 이동국 300에 랩탑(laptop) 컴퓨터 및 핸드헬드(handheld) 컴퓨터 같은 다른 기기들에 연결할 수 있는 능력을 제공한다. 입출력 인터페이스 345는 이 보조장치들(accessories)과 상기 메인 컨트롤러 340 사이의 통신 경로이다.
또한, 상기 메인 프로세서 340는 상기 키패드 350 및 상기 디스플레이부 355에 연결된다. 상기 이동국 300의 운영자는 상기 키패드 350를 사용하여 데이터를 상기 이동국 300에 입력한다. 상기 디스플레이 355는 웹 사이트로부터의 텍스트 및/또는 적어도 제한된 그래픽들을 랜더링(rendering)할 수 있는 LCD(liquid crystal display)일 수 있다. 대안적인 실시 예들은 다른 종류(type)의 디스플레이들을 사용할 수 있다.
밀리미터(millimeter) 스펙트럼은 광대역 이동 통신 시스템에 사용될 수 있다. REF2 에 따르면, 밀리미터파 대역의 무선파는 몇 가지 고유의 전파 특성을 보인다. 예를 들어, 저주파 무선파와 비교해 밀리미터파는 더 높은 전파 손실을 갖고, 빌딩, 벽, 나뭇잎과 같은 물체들을 관통하는 능력은 더 좋지 않으며, 공기 중에서 입자(예: 빗방울)에 의한 대기 흡수, 굴절 및 회절에 더 민감하다. 이 전파 특성에 따라, 밀리미터파 대역에서 통신하기 위해서는 높은 이득의(지향성) 안테나를 채용하는 것이 중요하다. 다행히, 밀리미터파의 작은 파장 덕분에 작은 폼 팩터(form factor)들로 고이득(high-gain) 안테나 설계가 가능하며, 더 많은 안테나들이 상대적으로 좁은 영역에 설치될 수 있다.
이동 통신을 위한 밀리미터파 스펙트럼의 상업상 생존력은 밀리미터파 RFIC(radio frequency integrated circuit) 개발이 고가의 패키징(packaing) 기술을 기반으로 하고 혼합물 반도체(compound semiconductor) 공정 사용을 포함한다는 사실로 인해 제한되어 왔다. 최근에서야 저가의(low-cost) 패키징 기술을 사용한 저가의 실리콘 공정(silicon processes)으로 밀리미터파 트랜시버(transceiver) 개발에 진전이 있었다. 트랜시버에 대한 저가의 패키징 기술을 이용한 저가의 실리콘 공정은 특히 단거리 무선 통신이라는 맥락에서 밀리미터파 스펙트럼의 상업적 개발을 위한 일부 최근 엔지니어링 및 비즈니스 노력을 자극했다. 특히, 데이터를 초당 기가비트(Gbps) 속도로 송신하는 일부 기술과 표준들은 수 미터 이내 (10미터까지)에서 인가되지 않은 60GHz를 사용한다. WGA(Wireless Gigabit Alliance) 및 IEEE 802.11 TGad(Task group ad)와 같이 경쟁적인 단거리 60GHz Gbps 연결 기술(connectivity technology)을 활발하게 개발하고 있는 다른 두 기구들과 함께 일부 산업 표준(industrial standards)들 또한 유사한 성능(예: 무선 HD(high definition) 기술, ECMA(European Computer Manufacturers Association)-387 및 IEEE 802.15.3c)을 목표로 개발되고 있다. 집적회로(IC: integrated circuit) 기반 트랜시버는 또한 현재 이 기술들 중 일부에 사용될 수 있다. 예를 들어, 저비용, 저전력 60GHZ RFIC 및 안테나 해결책들이 개발되고 있다.
저비용 저전력 밀리미터파 RFIC 및 안테나 해결책들의 개발에서 상술한 기술 발전은 밀리미터파 통신 시스템에 새로운 길을 열었다. REF1에는, 방대한 밀리미터파 스펙트럼을 이용하는 5세대(5G: fifth generation) 이동 광대역 통신 시스템이 기술되어 있다. 밀리미터파 주파수에서 부딪히는 심한 전파 손실(propagation loss)을 극복하기 위한 5G 시스템의 핵심 구성요소(component)는 기지국과 이동국 사이의 통신 지향 특성이다. 기지국 및 이동국이 (일반적으로 다수의 안테나들을 이용하여 형성된) 빔을 이용하여 통신하는 이 통신 지향 특성은 이동 통신에서 무지향 통신을 사용하는 것과 반대로, 새로운 도전을 포함하며, 통신 시스템 설계의 일부 양태에서 혁신이 필요하다. 본 발명에서 우리는 다수의 안테나를 갖는 통신 시스템에서 상향링크 사운딩 기준 신호(SRS: sounding reference signal) 송신 문제에 집중하기로 한다. 특히, 본 발명은 기지국에서 수신된 사운딩 기준 신호 신호의 시간정렬(time alignment) 문제에 대한 해결책을 제공한다.
도 4는 본 발명에 따른 다수의 이동국으로부터 기지국으로 전송된 신호들의 다른 전파 지연을 도시한다. 상기 도 4에서, 휴대 이동 통신 시스템 400은 (3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE/LTE-A에서 OFDMA(orthgonal frequency division multiplex access)과 같은) 다중 접속 기술을 채용한다. (각각 상기 이동국 300의 특징과 구성요소들을 포함하고 상기 이동국 300이 될 수 있는) 이동국1 300a 및 이동국2 300b와 같은 다수의 이동국들이 상향링크 채널(이동국에서 기지국으로)에 데이터를 전송하는 경우, 송신 410a 및 410b은 다른 이동국들로부터의 데이터가 동시에 상기 기지국 101에 수신되는 것을 보장하도록 동기화(synchronized)된다. 이는 주파수에서 다중화된 다수의 이동국들 사이에 직교성을 유지하고, 또한 다른 시간 인스턴트(instant)에 송신하는 이동국들 간 잠재적인 충돌(potential collision)들을 회피한다. OFDMA 시스템의 경우, 절대적인(absolute) 타이밍 동기화(timing synchronization)는 타이밍 오프셋이 CP 지속 시간(duration) 내에 포함되는 한 필수적이지 않다(not mandatory). 상향링크 송신에서 동기화를 보장할 필요성은 다른 이동국들이 상기 기지국 101에 대해 다른 위치들에 있고, 이에 따라 이동국들로부터 송신된 데이터가 다른 전파 지연(propagation delay)을 겪기 때문에 발생한다. 상기 도 4는 상기 이동국1 300a 및 상기 이동국2 300b가 상기 기지국 101으로 전송하는 무선 통신 시스템 400을 도시한다. 상기 이동국1 300a는 상기 이동국2 300b보다 상기 기지국 101에 더 가깝다. 즉, 상기 이동국1 300a로부터 상기 기지국 101 간 거리 410a는 상기 이동국2 300b에서 상기 기지국 101 간 거리 401b보다 짧다. 상기 거리들 401a 및 410b의 차이로 인해, 상기 이동국1 300a로부터 (OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌과 같은 데이터를 전달하는) 신호 420는 상기 이동국2 300b로부터 (OFDM 심벌과 같은 데이터를 전달하는) 신호 430보다 더 작은 전파 지연을 겪는다. 타이밍 조정(timing adjustments)이 없다면, 상기 이동국1 300a로부터 전송된 상기 신호 420는 상기 이동국2 300b로부터 전송된 신호가 상기 기지국 101에 도달하기 전에 상기 기지국 101에 수신될 것으로 예상된다.
상향링크 타이밍 동기화를 보장하기 위해, 각 상기 이동국 300a 및 300b는 (본 발명에서 "데이터"라고 지칭되는) 신호를 송신하기 전 타이밍을 조정한다. 이는 'TA(timing advance)'로 지칭된다. (LTE와 같은) 일부 통신 시스템 500에서, 상기 기지국 101은 상기 이동국 300a (및 300b)에게 이동국이 채용해야 하는 적절한(appropriate) TA를 알린다. 예를 들어, 상기 기지국 101은 상기 이동국 300a 및 300b에게 특정(specified) TA 값들을 사용하도록 지시한다. 상기 기지국 101은 큰 전파 지연을 갖는 이동국에게 더 작은 전파 지연을 갖는 이동국보다 큰 TA를 사용할 것을 알린다. 상기 도 4를 참조하면, 상기 기지국 101은 상기 이동국2 300b에 더 긴 TA를 할당하고 상기 이동국1 300a에 더 짧은 TA를 할당한다.
도 5는 본 발명에 따른 통신에 사용되는 빔 방향에 전파 지연이 좌우되는 지향성 통신 시스템 500을 도시한다. 이동국 및 기지국이 빔을 이용하여 통신하는, 많은 안테나를 가지는 (본 발명에서 지향성 통신 시스템으로 지칭된) 통신 시스템 500에서, 다른 기지국과 통신하도록 특정 이동국에 의해 채용된 다른 빔 쌍들(pair) 조합에서 겪은 전파 지연들도 가변될 수 있기 때문에, TA 문제는 보다 복잡해진다. 상기 도 5에 도시된 예에서, 상기 이동국 300은 빔 J1 510a 또는 빔 J2 510b를 포함하는 두 빔들 중 하나를 형성할 수 있고, 상기 기지국 101은 빔 l1 530a 또는 빔 l2 530b를 포함하는 두 빔들 중 하나를 형성할 수 있다. 결과적으로, 상기 이동국 300은 4개의 빔 쌍 조합들 (I1, J1), (I1, J2), (I2, J1), (I2, J2) 중 하나 이상을 사용하여 상기 기지국 101와 통신할 수 있다. 상기 도 5는 4개의 결합들 중 둘 (I1, J1) 및 (I2, J2) 을 도시한다. 이 빔 쌍 조합들에서 경험되는 전파 지연들은 서로 다를 수 있다. 결과적으로, 상향링크 타이밍 동기화를 보장하기 위해, 상기 이동국 300은 다른 빔 쌍들 조합들을 이용하여 통신할 때 다른 TA를 적용할 필요가 있다. 즉, 상기 이동국 300은 상기 기지국 101으로 신호를 송신하는데 사용되는 선택된 빔 쌍에 대응하는 TA를 적용한다.
도 6은 본 발명에 따라 신호 충돌을 야기하는 다른 TA 값들을 갖고 전송되는 연속(consecutive) 심벌들을 도시한다. 본 발명은, REF3에 개시된, 특정 상기 이동국 300 및 상기 기지국 101 간 통신에 필요한 다른 TA 값들의 효율적인 산출 방법을 사용한다. 상술한 바와 같이, 다른 TA값이 다른 빔 쌍들의 송신에 적용되어야 함은 타이밍 정렬 보장에 도전을 제기한다. 본 발명의 실시 예들은 다른 빔 쌍들에 다른 TA값들을 사용함으로써 제기된 도전을 극복하는 방법을 포함한다.
상향링크(이동국에서 기지국으로) 사운딩 기준 신호의 송신을 고려해보자. 상기 사운딩 기준 신호는 상기 이동국 300에 의해 송신되어 상기 기지국 101이 상향링크 채널 품질을 추정하는데 도움을 준다. 따라서, 상기 기지국 101은 상기 사운딩 기준 신호를 수신하여 채널에 민감한 스케줄링을 결정하고, 링크 적응(link adaptation)에 사용한다. 통신 시스템 500과 같은 지향성 통신 시스템에서, 상기 이동국 300은 몇 가지 다른 빔 방향들로 사운딩 기준 신호들을 송신함으로써 상기 기지국 101이 다른 빔들에 대해 채널 품질을 평가하게 한다. 각 방향에 대해 다른 TA 값을 사용하여 수행된 다른 빔 방향들으로의 송신은 타이밍 충돌을 일으킬 가능성이 있다.
상기 도 6은 PUSCH(physical uplink shared channel)을 사용하여 특정 서브프레임(subframe) 내에서 상기 이동국 300이 데이터 610를 상기 기지국 101으로 송신하는 예시적 타이밍 다이어그램(timing diagram)을 도시한다. 이 서브프레임 내에서 지정된 사운딩 기준 신호 심벌(들) 동안, 상기 이동국 300은 상향링크 사운딩 기준 신호 신호 620를 송신한다. 이동국이 사운딩 기준 신호 620를 송신할 필요가 있는 빔 쌍 조합(예: 빔 쌍 2)이 PUSCH에서 데이터 송신 610에 사용되는 빔 쌍 조합(예: 빔 쌍 1)과 다르다면, 잠재적인 충돌이 초래된다. 특히, 상기 빔 쌍 1(즉, PUSCH에서 데이터 전송에 사용되는 빔 쌍 조합)에서 데이터 전송 610에 필요한 (TA1로 지칭된) TA 640가 상기 빔 쌍 2에서 사운딩 기준 신호 전송 620에 필요한 (TA2로 지칭되는) TA 650 보다 더 작다면, 상기 이동국 300은 상기 이동국 300이 사운딩 기준 신호 심벌에 선행하는 PUSCH 심벌에서의 상기 데이터 610 송신을 마치기 전에 상기 사운딩 기준 신호 620 송신을 시작할 필요가 있다.
이동국이 TA 방법을 실행하지 않는 경우, PUSCH에서의 상기 데이터 610는, 시간 t1에서 시작해 시간 t4에서 종료되도록, 제1빔 쌍을 통해 상기 기지국 101으로의 송신된다. 상기 사운딩 기준 신호는, 시간 t4에서 시작해 시간 t6에서 종료되도록, 제2빔 쌍을 통해 상기 기지국 101으로의 송신된다. 이동국이 TA 방법을 실행하는 경우, 이동국은 기지국에 의해 할당된 제1TA TA1 640을 PUSCH 심벌로 전송되는 상기 데이터 610에 적용하고, 기지국에 의해 할당된 TA TA2 650를 상기 사운딩 기준 신호 620에 적용함으로써 상기 기지국 101으로부터의 지시(instruction) 수신에 응답할 수 있다. 즉, 이동국은 시간 t0에서 TA된 (데이터 610와 동일하고 단순히 앞당겨진) PUSCH 데이터 610a로 상기 데이터 610 송신을 시작하고, 다음 신호와 시간 t2에서 TA된 (상기 사운딩 기준 신호 620와 동일하고 단순히 앞당겨진) 상기 사운딩 기준 신호 620의 송신을 시작하며, 시간 t3에서 상기 데이터 610의 송신을 종료하고 시간 t6에서 상기 사운딩 기준 신호 620의 송신을 완료하도록 지시된다.
상기 사운딩 기준 신호 620의 송신을 시작하는 시간 t2는 이동국이 PUSCH에서 상기 데이터 610 전송을 완료하기 전에 시작된다. 그 결과, 시간 t2에서 사운딩 기준 신호 송신 시작부터 시간 t3에서의 PUSCH 송신 종료까지 타이밍 충돌이 발생한다. 즉, 후속(subsequent) 신호(즉, 상기 사운딩 기준 신호 620)의 TA TA2 650가 앞선(preceding) 신호의 TA TA1 640 보다 크다면, 상기 이동국이 앞선 신호(즉, PUSCH 상의 상기 데이터 610)의 후반 부분을 송신하도록 지시받고, 동시에 시간 t2에서 시작하는 후속 신호(즉, 상기 사운딩 기준 신호 620)의 시작 부분을 송신하도록 지시받은 경우, t2에서 t3까지의 시간 구간 동안 타이밍 충돌이 발생한다. 상기 충돌은 TA TA2 650 및 TA1 640의 차와 동일한 시간 구간 동안 지속될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예들에 따른 지향성 통신 시스템의 기지국에서의 빔 포밍을 도시한다. 일부 상세한 내용들이 상기 기지국 101의 구성요소들을 참조하여 제공될 것이지만, 다른 실시 예들은 더 많은, 더 적은, 또는 다른 구성요소들을 포함할 수 있음이 이해되어야 한다.
상기 기지국 101은 지향성 통신 시스템 500과 같은 지향성 통신 시스템으로 빔을 형성한다. 본 발명에서, 상기 기지국 101 내 각 섹터 710는 서브 섹터(sector)들 720 또는 슬라이스(slice)들 720로 분할된다. 상기 기지국 101은 빔들 730, 735 및 740을 형성하고, 조정(steer)함으로써, 슬라이스들 중 어느 것 내에 놓이도록 한다. 상기 도 7에 도시된 예에서, 상기 기지국 101은 (사각형 해치(hatching)로 보여지는) 제1섹터 710a, (줄무늬 해치로 보여지는) 제2섹터 710b, (솔리드(solid) 해치로 보여지는) 제3섹터 710c의 세 섹터들 710을 갖는다. 본 예시에서, 상기 슬라이스들 720의 수는 각 섹터에서 4개이다. 유사한 방식으로, 상기 이동국은 또한 주어진 여러 방향 중 하나에서 빔을 형성하고, 조정(steer)할 수 있다. 상기 기지국 및 상기 이동국에서 4가지 가능한 빔 방향들의 예로서, 이하 <표 1>은 TA 값 트랙이 임의의 특별한 빔 쌍 조합에서의 통신에 계속 적용되도록 이동국 또는 상기 기지국 101의 상기 메모리 360에 저장된 TA 값의 표를 보여준다. 이하 <표 1>은 빔 쌍에 대응하는 서로 다른 TA 값들의 집합(set)을 나타낸다.
이동국
빔 인덱스		 1 2 3 4
기지국
빔 인덱스
1 TA1,1 TA1,2 TA1,3 TA1,4
2 TA2,1 TA2,2 TA2,3 TA2,4
3 TA3,1 TA3,2 TA3,3 TA3,4
4 TA4,1 TA4,2 TA4,3 TA4,4
도 8은 본 발명의 실시 예들에 따른 지향성 통신 시스템의 기지국에서의 사운딩 기준 신호(sound reference signal) 송신 방식을 도시한다. 도 8에 도시된 사운딩 기준 신호 송신 방식은 단지 설명을 위한 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시 예들이 사용될 수 있다.
상기 사운딩 기준 신호의 송신 방식(transmission scheme)은 주파수 다중화(frequency multiplexing) 및 시간 다중화(time multiplexing)를 포함한다. 데이터 심벌들은 시간 다중화된 데이터 신호 810를 통해 송신된다. 다른 빔 쌍들 조합들로 특정 상기 이동국 300에 의해 송신될 사운딩 기준 신호 820는 시간 또는 주파수 다중화될 수 있다. 도 8A에 도시된 예에 따르면, 빔 쌍 BP1 내지 BP8은 시간 또는 주파수 다중화된다. 빔 쌍 BP1 내지 BP4이 주파수 다중화되고, 빔 쌍 BP5 내지 BP8이 시간 다중화된다.
일부 실시 예들에서, 특정 빔 쌍 조합에 대응하는 사운딩 기준 신호를 송신하는 경우, 상기 이동국 300은 그 특정 빔 쌍 조합에 대응하는 적절한 TA값을 적용한다. 즉, 제1빔 쌍을 통해 상기 사운딩 기준 신호 820를 송신하는 경우, 상기 이동국은 제1빔 쌍에 대응하는 제1TA를 적용하고, 제2빔 쌍을 통해 상기 사운딩 기준 신호 820를 송신하는 경우, 제2빔 쌍에 대응하는 제2TA를 적용한다. 그러한 실시 예들의 다른 예로서, 상기 도 6을 참조하면 상기 제1빔 쌍을 통해 PUSCH 610을 송신하는 경우, 상기 이동국은 대응하는 TA TA1을 적용하고, 상기 제2빔 쌍을 통해 상기 사운딩 기준 신호 620를 송신하는 경우, 상기 이동국은 대응하는 TA TA2를 적용한다.
서로 다른 빔 쌍들에 대응하는 사운딩 기준 신호 820를 동시에(예: 주파수로 다중화하여) 송신하기 위해, 상기 이동국은 동시에 다른 빔을 생성할 수 있는 하드웨어 능력(hardware capability)을 가진다. 예를 들어, 상기 이동국은 다수의 안테나 어레이(antenna array)를 보유할 수 있고, 각 안테나 어레이에 다른 TA를 적용하는 능력을 가짐으로써, 각 안테나 어레이는 독립적인 빔 방향을 생성할 수 있다. 다른 TA값들은 서로 다른 어레이들에서의 송신에 적용되고, 이에 따라, 상기 기지국에서 수신된 송신들의 동기화를 보장한다.
일 예로, 상기 도 8을 참조하면, 4개의 안테나 어레이들로 구성된 상기 이동국 300은 상기 4개의 어레이 각각으로부터 상기 사운딩 기준 신호 820를 동시에 송신할 수 있다. 제1시간 구간 830에, 제1안테나 어레이는 빔 쌍 BP1 및 상기 BP1에 대응하는 TA를 이용하여 상기 사운딩 기준 신호 820를 송신한다. 제2안테나 어레이는 BP2 및 상기 BP2에 대응하는 TA를 이용하여 상기 사운딩 기준 신호 820를 송신한다. 제3안테나 어레이는 BP3 및 상기 BP3에 대응하는 TA를 이용하여 상기 사운딩 기준 신호를 송신한다. 제4안테나 어레이는 BP4 및 상기 BP4에 대응하는 TA를 이용하여 상기 사운딩 기준 신호를 송신한다. 그리고, 4개 이상의 안테나들을 포함하는 안테나 어레이의 경우에도 마찬가지이다. 제2시간 구간 835부터 제5시간 구간 850동안, 상기 이동국 300은 각 시점에 4개의 안테나 어레이들 중 하나를 사용하여 빔 쌍들 BP5 내지 BP8을 통해 순차적으로 상기 사운딩 기준 신호들을 송신한다. 예를 들어, 상기 제2시간 구간 835 동안, 상기 이동국 300은 제1안테나 어레이를 사용하는 BP5를 이용하여 상기 사운딩 기준 신호 820을 송신한 후, 제3시간 구간 840 동안 제2이동국 안테나 어레이를 사용하는 BP6를 이용하여 상기 사운딩 기준 신호 820를 송신한다. 상기 이동국이 특정 이동국 안테나 어레이에 의해 형성된 빔을 스위칭(switch)할 때마다 서로 다른 TA들이 적용될 필요가 있다. 상기 도 6에 도시된 바와 같이, 이는 잠재적으로 상기 이동국에서 타이밍 문제를 야기할 수 있다. 본 발명의 실시 예들, 그리고, 특히 하기 도 9 내지 하기 15를 참조하여 설명될 실시 예들은 빔 통신에서 타이밍에 의해 야기된 심벌 충돌을 방지하는 방법을 포함한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 타이밍 충돌을 방지하기 위한 사운딩 기준 신호 심벌 지속(duration) 시간의 단축(shortening)을 도시한다. 상기 도 9에 도시된 사운딩 기준 신호 단축 과정의 실시 예는 단지 설명을 위한 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시 예들이 사용될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 빔을 스위칭하는 동안 사운딩 기준 신호 송신에서 잠재적인 타이밍 충돌을 회피하기 위해 상기 이동국 300은 사운딩 기준 신호 심벌에 대해 (데이터 채널들과 같은) 다른 채널들에 대한 것과는 다른 지속 시간을 갖는다. 특히, 본 발명에 따른 사운딩 기준 신호 단축 방법에 따르면, 사운딩 기준 신호 심벌들의 지속 시간은 다른 심벌들에 비해 단축된다. 사운딩 기준 신호 지속 시간이 단축되는 양(extent)은 다른 빔 쌍들 구성(configuration)들에 대한 TA값들 간의 잠재적인 차이에 기반해 결정될 수 있다. 예를 들어, 다른 빔 쌍들 구성들 간 차이는 채널 측정에 기반해 확인될 수 있다. 상기 도 9의 예는 사운딩 기준 신호 심벌 지속 시간이 이동국으로부터의 서로 다른 송신들 간의 충돌을 방지하도록 단축되는 것을 예시한다. 상기 사운딩 기준 신호 지속 시간 단축은 빔이 스위칭되는 동안 "침묵 구간(quiet period)들"을 야기할 수 있다. 상기 "침묵 구간"은 상기 이동국 300이 상향링크 신호를 송신하지 않는 기간(duration)을 지칭한다.
상기 이동국 300이 일반(normal) 지속 시간의 사운딩 기준 신호를 송신하고, TA 방법을 실행하지 않는 경우, PUSCH에서의 상기 데이터 610는 제1빔 쌍을 통해 시간 t1에서 시작해 시간 t4에서 종료되도록 상기 기지국 101으로 송신된다. 상기 사운딩 기준 신호 620는 제2빔 쌍을 통해 시간 t4에서 시작해 시간 t7에서 종료되도록 상기 기지국 101으로의 송신된다.
상기 이동국 300이 본 발명의 실시 예에 따라 TA 방법을 실행하는 경우, 상기 이동국 300은 제1빔 쌍에 대응하는 송신에 대해 제1TA TA1 640을 적용하고 제2빔 쌍에 대응하는 송신에 대해 제2TA TA2 650를 적용한다. 결과적으로, 상기 이동국 300은 시간 t0에서 TA된(time-advanced) PUSCH 데이터 610a를 송신하기 시작하고, 시간 t3에서 TA되고 단축된 사운딩 기준 신호 920를 송신하기 시작한다. 상기 이동국 300이 본 발명의 실시 예에 따라 단축된 지속 시간의 사운딩 기준 신호 방법을 실행하는 경우, 상기 사운딩 기준 신호 620는, TA된 PUSCH 데이터 610a 송신이 종료되는 시간 t2 이후 이동국이 단축된 지속 시간 사운딩 기준 신호 920을 송신하도록 하는 양(amount)만큼 단축된다. 즉, 단축된 지속 시간 사운딩 기준 신호 방법을 실행하는 상기 이동국 300은 최소한 상기 도 6에서 충돌 시간 구간 t2-t3의 길이인 상기 도 9의 시간 구간 t4-t5 만큼 상기 사운딩 기준 신호 620의 길이를 감소시킨다. 상기 충돌 구간의 길이(즉, 상기 도 6에서 t3-t2 의 길이)는 정확히 TA 값들의 차이 TA2-TA1과 같다. 따라서 사운딩 기준 신호 심벌 지속 시간의 단축(reduction)은 적어도 TA2-TA1이다.
본 발명의 실시 예에 따른 단축된 지속 시간 사운딩 기준 신호 방법을 실행하고, TA 방법을 실행하는 상기 이동국 300은 타이밍 충돌을 회피한다. 상기 이동국 300은 시간 t0 내지 시간 t2까지 TA된 PUSCH 데이터 610a를 송신하고, 시간 t2 이후 상기 이동국 300은 시간 t3 내지 시간 t6까지 TA되고 지속 시간 단축된 (SRA 920와 동일하고 단순히 앞당겨진(preponed)) 사운딩 기준 신호 920a를 송신한다. 일부 실시 예들에서, 시간 t3는 시간 t2와 동일한 시간에 발생할 수 있지만, 그 전에 발생하지 아니한다. 일부 실시 예들에서, (상기 도 9에 도시된) 침묵 구간은 시간 t2 및 시간 t3 사이에 발생한다. 상기 사운딩 기준 신호의 심벌 지속 시간 단축 방법은 하기 도 12 내지 하기 도 15를 참조하여 이하에서 더 논의되는 것처럼 다양한 다른 방법으로 적용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 타이밍 충돌을 방지하기 위한 보호 구간(guard interval) 1010 삽입을 도시한다. 상기 도 10에 도시된 보호 구간 삽입의 실시 예는 단지 설명을 위한 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시 예들이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시 예들에서, 상기 이동국 300은 서로 다른 빔 쌍들에서 다른 TA로 인해 발생하는 타이밍 충돌 문제를 극복하기 위해 상기 보호 구간 1010 - 상향링크 송신이 스케줄링되어 있지 아니한 기간을 의미 - 을 삽입한다. 보호 구간 삽입 방법을 실행하는 상기 이동국 300은 사운딩 기준 신호 심벌 지속 시간을 단축하지 아니하지만, 타이밍 충돌을 방지하기 위해 상기 보호 구간 1010을 삽입한다. 상기 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 보호 구간 삽입 방법을 실행하지 않고, 타임 어드밴스 방법을 실행하지 않는 이동국은 시간 t1에서 상기 데이터 610의 PUSCH 심벌 송신을 시작하고 시간 t4에서 그 송신을 종료한다. 이후, 상기 이동국은 시간 t4에서 상기 사운딩 기준 신호 620를 송신하기 시작하고, 시간 t7에서 송신을 완료한다.
본 발명의 실시 예에 따른 보호 구간 삽입 방법을 실행하는 상기 이동국 300은 상기 사운딩 기준 신호 620 송신 이전에 상기 보호 구간 1010을 삽입한다. 상기 보호 구간 1010의 지속 시간은 구간 t5-t4와 동일하다. TA 없이도 사운딩 기준 신호 송신은 현재 시간 t4보다는 시간 t5에서 시작하는 것으로 스케줄링된다. 상기 이동국 300이 본 발명의 실시 예에 따른 보호 구간 삽입 방법과 TA 방법 모두를 결합하여 실행하는 경우, 상기 이동국 300은 타이밍 충돌을 회피한다. PUSCH가 송수신되는 제1빔 쌍 BP1에 대응하는 제1TA TA1의 구간만큼 t0가 t1보다 빠른 경우, 상기 이동국 300은 시간 t0에서 시간 t2까지 TA된 PUSCH 610a를 송신한다. 상기 이동국 300은 시간 t3가 시간 t5보다 사운딩 기준 신호 620a가 송수신되는 제2빔 쌍 BP2에 대응하는 제2TA TA2의 지속 시간만큼 빠른 경우, 시간 t3에서 시간 t6까지 TA된 사운딩 기준 신호 620a를 송신한다. 일부 실시 예들에서, 시간 t3는 시간 t2와 동일한 시간에 발생할 수 있지만, 그 전에 발생하지 아니한다. 일부 실시 예들에서, (상기 도 10에 도시된) 침묵 구간은 시간 t2 내지 시간 t3 사이에 발생한다. 상술한 단축된 지속 시간 사운딩 기준 신호의 맥락에서 충돌을 방지하기 위한 상기 보호 구간 1010의 길이는 TA2-TA1이다.
도 11은 빔을 스위칭하는 동안 타이밍 충돌을 방지하는 방법을 도시한다. 이 방법에서, 사운딩 기준 신호 심벌은 본 발명의 실시 예에 따라 타이밍 충돌을 방지하기 위해 확장된(enlarged) CP를 포함한다. 상기 도 11에 도시된 사운딩 기준 신호 CP 확장 과정의 실시 예는 단지 설명을 위한 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시 예들이 사용될 수 있다.
일반 지속 시간의 PUSCH 심벌 610 송신은 시간 구간 1015 동안 지속되고, 일반 지속 시간의 사운딩 기준 신호 심벌 620 송신은 시간 구간 1025 동안 지속된다. 각 심벌은 CP를 포함한다. 일반 지속 시간의 PUSCH 데이터 610는 지속 시간 1115을 갖는 CP 1110을 포함하고, 일반 지속 시간의 상기 사운딩 기준 신호 620는 지속 시간 1125을 갖는 CP 1120를 포함한다. 보통, 사운딩 기준 신호의 CP 지속 시간은 PUSCH CP의 지속 시간과 동일하다.
본 발명의 실시 예에 따른 확장된 사운딩 기준 신호 CP 방법을 실행하지 않고, TA 방법을 실행하지 않는 이동국은 시간 구간 t1 내지 t6 사이에 PUSCH 데이터 610를 송신한다. 즉, 상기 이동국은 시간 구간 t1 내지 t3 동안 PUSCH 데이터 심벌 610의 CP 1110를 송신한다. 상기 이동국은 시간 구간 t3 내지 t6 동안 PUSCH 데이터 심벌 610의 나머지를 송신한다. 이어, 상기 이동국은 상기 사운딩 기준 신호 620를 송신한다. 즉, 상기 이동국은 시간 t6에서 시작하고 지속 시간 1125 동안 지속되는 시간 구간 동안 사운딩 기준 신호 심벌 620의 CP 1120를 송신한다. 이후, 상기 이동국은 일반 지속 시간 CP 1120의 송신 종료에서 시작하고 시간 t10에서 종료되는 시간 구간 동안 사운딩 기준 신호 심벌 620의 나머지를 송신한다.
본 발명에 따른 확장된 사운딩 기준 신호 CP 방법은 실행하지만, TA 방법을 실행하지 아니하는 경우, 상기 이동국 300은 시간 구간 t1 내지 t6 동안 PUSCH 데이터 심벌 610을 송신한 다음, 확장된 CP를 갖는 사운딩 기준 신호 1140를 송신한다. 확장된 CP는 일반 부분 1120과 증가 부분 1130을 포함한다. 상기 이동국은 시간 t6 에서 t8까지 확장된 사운딩 기준 신호 CP를 송신한다. 시간 t8에서 t11까지 동안, 상기 이동국은 사운딩 기준 신호 심벌 620의 비-CP(non-CP) 부분(portion)과 동일 구간인 사운딩 기준 신호 심벌 1140의 나머지를 송신한다.
상기 이동국 300이 본 발명의 실시 예에 따른 확장된 사운딩 기준 신호 CP 방법과 TA 방법 모두를 실행하는 경우, 상기 이동국은 시간 t0에서 시간 t5까지 TA된 PUSCH 심벌 610a을 송신한다. 즉, 상기 이동국 300은 시간 구간 t0 내지 t2 동안 PUSCH 데이터 심벌 610의 CP 1110를 송신한다. 상기 이동국 300은 시간 구간 t2 내지 t5의 시간 구간 동안 상기 PUSCH 데이터 심벌 610의 나머지를 송신한다. 상기 이동국 300이 시간 t4에서 TA된 사운딩 기준 신호 1140a를 송신하기 시작하도록 스케줄링되었지만, 사운딩 기준 신호 전송을 위해 빔 쌍에 할당된 TA TA2 650와 같이 상기 이동국 300은 PUSCH 데이터 610a 송신의 마지막 부분과 충돌하게 될 사운딩 기준 신호 CP 부분 1160을 송신하지 아니한다. 즉, 상기 이동국 300은 PUSCH 데이터 610a 송신이 완료되는 시간인 t5까지 사운딩 기준 신호의 어느 부분도 송신하지 아니할 것이다. 다음으로, 상기 이동국 300은 앞선 PUSCH 심벌 610과 중첩되지 않는 CP 부분 1145을 송신한다. 다음으로 상기 이동국 300은 t7 내지 t9까지의 시간 구간 동안 TA된 상기 사운딩 기준 신호 1140a의 나머지를 송신한다. 단축된 구간 사운딩 기준 신호 방법 또는 보호 구간 삽입 방법에서와 유사한 원리에 따라, 본 발명에서 제안된 확장된 사운딩 기준 신호 CP 방법에서는 사운딩 기준 신호 심벌의 CP 길이 증가가 충돌을 방지하기 위해 적어도 TA2-TA1가 될 것으로 고려된다.
상술한 바와 같이, 사운딩 기준 신호 구간 단축, 보호 구간 지속 시간, 및 사운딩 기준 신호 CP 지속 시간 증가는 본 발명에서 충돌이 방지되는 연속된 심벌들에 사용될 TA 값들 간 차이와 관련된다. 도 12는 본 발명에 따른 시작과 끝에서 사운딩 기준 신호 심벌 단축이 적용되는 관계를 더 자세히 도시한다.
본 발명의 일부 실시 예들에서, ("조정량(adjustment amount)"으로도 지칭되는) 사운딩 기준 신호 심벌 지속 시간 단축 1230은 TA 값들에 좌우된다. 특히, 본 발명에 따르면, {TA(i,j)}는 다른 이동국/기지국 빔 쌍(i,j)에 대응하는 모든 TA 값들의 집합(set)을 나타낸다. 본 발명에 따르면, I은 상기 이동국 300에서 송신 가능한 빔 인덱스 집합을 나타내고, J는 상기 기지국 101에서 수신 가능한 빔 인덱스 집합을 나타낸다. 빔들이 바뀌는 연속된 심벌들(예: PUSCH 다음의 사운딩 기준 신호) 간 타이밍 중첩(overlap)은 임의의 두 빔 쌍들의 TA 값들의 차의 최대치 (즉, max(|TA(i1,j1)- TA(i2,j2)|)) 일 수 있다. 여기서, 최대화는 i1 및 i2이 I에 속하고, j1 및 j2가 J에 속할 때 i1, i2, j1, j2의 모든 값에 대해 수행된다. 사운딩 기준 신호 심벌의 시작 또는 끝(즉, 상기 도 12에 도시된 것처럼 사운딩 기준 신호 심벌에 앞선 심벌과 사운딩 기준 신호 심벌 사이, 또는, 사운딩 기준 신호 심벌 및 사운딩 기준 신호 심벌의 후속 심벌 사이)에서 중첩이 일어나기 때문에, 상기 도 12에 도시된 바와 같이, 시작 및 끝에서 (이하 "조정량"으로 지칭되는) 동일한 양[즉, max(|TA(i1,j1)- TA(i2,j2)|)]을 제거해, 상기 사운딩 기준 신호 심벌 620 구간을 2×max(|TA(i1,j1)- TA(i2,j2)|) 만큼 단축하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 사운딩 기준 신호 구간은 시작에서 조정량 1230만큼 단축되고, 끝에서 같은 조정량 1230 만큼 단축된다.
상술한 예시는 상기 사운딩 기준 신호 심벌 620에 일반 지속 시간 1015의 데이터 심벌(즉, 단축되지 않은 지속 시간; 예를 들어, PUSCH 데이터 610)이 앞서고, 사운딩 기준 신호 심벌 620에 일반 지속 시간 1015의 심벌 1210이 후속하는 "최악의 시나리오"이다. 본 예시에서, 상기 사운딩 기준 신호 심벌 620의 지속 시간은 끝뿐만 아니라 시작, 모두에서 [max(|TA(i1,j1)- TA(i1,j1)|)]만큼 단축된다. 그 결과, 일반 지속 시간 1025의 상기 사운딩 기준 신호 620는 이중으로 단축된(doubly-reduced) 구간 1225의 사운딩 기준 신호 1220가 된다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따는 사운딩 기준 신호 심벌 단축을 도시한다. 특히, 상기 사운딩 기준 신호 심벌 620은 일반 지속 시간 심벌이 동시에 선행하고 후속하지 아니한다. 예를 들어, 상기 사운딩 기준 신호 심벌 620에 대해 일반 지속 시간의 PUSCH 심벌이 선행하지만, 다른 사운딩 기준 신호 심벌이 후속하지는 아니한다. 그러한 예에서, 상기 사운딩 기준 신호 심벌 620의 전체 지속 시간을 2×[max(|TA(i1,j1)- TA(i1,j1)|)] 만큼 전체적으로 단축하는 것보다, (시작에서) [max(|TA(i1,j1)- TA(i1,j1)|)]만 단축하는 것으로 충분할 수 있다.
사운딩 기준 신호 심벌 지속 시간의 단축 결정 및 그 단축이 적용되는 정확한 위치는 서브프레임 내 사운딩 기준 신호 심벌의 정확한 위치(location) - 에 부분적으로 기반함을 의미 - 에 직접 관련된다. 도 13에 도시된 예에서, 심벌 시퀀스는 PUSCH 심벌 610 (일반 지속 시간 심벌)로 시작하여 사운딩 기준 신호 심벌들의 집합 620 및 1310가 후속된다. 이 경우, 도시된 바와 같이, [max(|TA(i1,j1)- TA(i1,j1)|)]과 같은 지속 시간을 갖는 사운딩 기준 신호 심벌의 조정량 1230이 모든 사운딩 기준 신호 심벌들 620 및 1310의 시작에서 제거되면, 타이밍 충돌이 방지된다. 즉, PUSCH 610의 후속으로 송신된 심벌들은 단축된 시작 부분을 갖는 단축된 지속 시간을 갖는 사운딩 기준 신호 신호 920이다.
한편, 도 14는 본 발명에 따른 심벌 끝에서 사운딩 기준 신호 심벌의 단축을 도시한다. 도 14에 도시된 예에서, 심벌들의 시퀀스(sequence)는 사운딩 기준 신호 심벌의 집합 1420으로 시작하여 PUSCH 심벌 1210(일반 지속 시간 심벌)이 후속된다. 이 경우, 도시된 바와 같이, [max(|TA(i1,j1)- TA(i1,j1)|)]과 같은 지속 시간을 갖는 사운딩 기준 신호 심벌의 조정량 1230이 모든 사운딩 기준 신호 심벌들 1420의 시작에서 제거되면, 타이밍 충돌이 회피된다.
도 15는 본 발명에 따른 다른 사운딩 기준 신호 심벌에 적용되는 비균일한(non-uniform) 사운딩 기준 신호 심벌 단축 방법을 도시한다. 본 발명의 일부 실시 예에 따르면, 일반 지속 시간의 심벌들 610 및 1210(예: PUSCH 심벌들)로 시작하고 종료하는 시퀀스는 그 사이에 제1상기 사운딩 기준 신호 620, 제2사운딩 기준 신호 1420 및 제3사운딩 기준 신호 1520를 포함하는 사운딩 기준 신호 심벌의 집합을 갖는다. (상기 도 15의 시나리오(a)의) 일 실시 예에서, [max(|TA(i1,j1)- TA(i1,j1)|)]인 지속 시간의 조정량 1230이 각 심벌 620, 1420, 1520의 시작에서 제거된다. 각 심벌 620, 1420, 1520의 시작에서 이러한 단축은 대부분의 충돌 가능성을 방지하지만, 마지막 심벌 1520과 사운딩 기준 신호 심벌 1520 다음의 PUSCH 심벌 1210 사이의 충돌은 여전히 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 문제를 극복하기 위해, 심벌 1520의 끝에서 [max(|TA(i1,j1)- TA(i1,j1)|)]인 구간 조정량 1230을 제거하여 마지막 심벌 1520 구간에서 추가 단축된다. 즉, PUSCH 데이터 610 또는 사운딩 기준 신호 620 및 1420에 단축되지 않은 마지막 부분을 갖는 사운딩 기준 신호 1520가 후속한다는 판단에 따라 조정량 1230이 사운딩 기준 신호의 시작에서 제거된다. 사운딩 기준 신호 1520가 PUSCH 데이터 1210에 선행한다는 판단에 따라 조정량 1230이 사운딩 기준 신호 1520의 마지막 끝에서 제거된다. 그 결과, 상기 사운딩 기준 신호 620는 단축된 시작 부분과 일반적인 마지막 부분을 갖는 사운딩 기준 신호 920가 되고, 사운딩 기준 신호 1420는 단축된 시작 부분과 일반적인 마지막 부분을 갖는 사운딩 기준 신호 920가 되며, 사운딩 기준 신호 1520는 단축된 시작 및 마지막 부분들을 갖는 이중 단축된 사운딩 기준 신호 1220가 된다.
(상기 도 15의 시나리오(b)의) 다른 실시 예에서, [max(|TA(i1,j1)- TA(i1,j1)|)]인 지속 시간 조정량 1230이 각 심벌 620, 1420, 1520의 끝에서 제거된다. 이는 대부분의 충돌 가능성을 방지하는 반면, 여전히 제1SRS 심벌 1530과 이에 선행하는 상기 데이터 610의 PUSCH 심벌 사이의 충돌을 초래할 수 있다. 따라서, 이러한 문제를 극복하기 위해, 심벌 1530의 시작에서 [max(|TA(i1,j1)- TA(i1,j1)|)]인 지속 시간 조정량을 제거하여 제1사운딩 기준 신호 심벌 1530 지속 시간의 추가 단축이 이뤄진다.
상기 도 15에 도시된 두 예시들은 모든 사운딩 기준 신호 심벌들의 지속 시간이 단축된 상황을 야기하지만, 지속 시간의 단축은 사운딩 기준 신호 심벌의 위치에 좌우된다. 특히 모든 사운딩 기준 신호 심벌 지속 시간의 단축은 동일하지 아니할 수 있다.
상술한 일부 실시 예에서, 사운딩 기준 신호 심벌 지속 시간은 max(|TA(i1,j1)- TA(i1,j1)|)] 만큼 단축된다. 예를 들어, 다른 사운딩 기준 신호 심벌들이 특정 사운딩 기준 신호 심벌을 선행하거나 후속한다면, 이 특정 심벌의 지속 시간은 [max(|TA(i1,j1)- TA(i1,j1)|)] 만큼 단축되고 지속 시간 단축은 특정 사운딩 기준 신호 심벌의 시작 또는 특정 사운딩 기준 신호 심벌의 끝에 적용될 수 있다. 본 발명의 일부 실시 예에서, 다른 방법들이 특정 사운딩 기준 신호 심벌 지속 시간 단축에 사용될 수 있다. 예를 들어, 지속 시간들의 합이 아직 [max(|TA(i1,j1)- TA(i1,j1)|)]인 한, 지속 시간은 사운딩 기준 신호 심벌의 시작과 끝 모두에서 일부 제거되어 단축될 수 있다. 예를 들어, [max(|TA(i1,j1)- TA(i1,j1)|)]/2의 지속 시간이 특정 사운딩 기준 신호 심벌의 시작과 끝에서 제거될 수 있다.
상술한 설명은 다른 빔 쌍들에 대응하는 TA 값들의 집합에 대한 사운딩 기준 신호 지속 시간 단축의 관계 및 지속 시간 단축이 심벌 시퀀스 내 사운딩 기준 신호 심벌의 위치에 따라 적용되는 것에 초점이 맞춰졌다.
사운딩 기준 신호 지속 시간의 단축 외에 본 발명은 타이밍 충돌을 방지하는 최소한 두 가지 다른 방법들, 즉, 보호 구간 삽입 및 사운딩 기준 신호 심벌에 확장된 CP 사용을 포함한다. 사운딩 기준 신호 심벌 지속 시간 단축를 TA 값들의 집합와 연관하여 설명한 것은 다른 두 기술에 유사하게 적용된다. 예를 들어, 보호 구간의 지속 시간(duration)은 조정량 [max(|TA(i1,j1)- TA(i1,j1)|)]과 관련된다. 일 예로, 사운딩 기준 신호 심벌이 PUSCH 심벌에 의해 동시에 선행 및 후속될 수 있다면, 조정량과 동일한 보호 구간이 사운딩 기준 신호 심벌 시작과 끝 모두에 삽입될 수 있다. 그러나 사운딩 기준 신호 심벌이 다른 사운딩 기준 신호 심벌에 선행된다면, 조정량과 동일한 지속 시간을 갖는 보호 구간이 각 사운딩 기준 신호 심벌의 시작에만 삽입될 수 있다.
확장된 사운딩 기준 신호 CP 기술에서, 사운딩 기준 신호 CP 지속 시간의 증가는 사운딩 기준 신호가 PUSCH 심벌에 선행 및 후속된다면 조정량의 2배이다. 이 경우, (선행 PUSCH 심벌을 갖는) 시작 부분에서 중첩되지 않고 (SRS 심벌에 후속하는 PUSCH 심벌을 갖는) 끝에서 중복되지 않는 사운딩 기준 신호의 그 부분만이 송신될 것이다. 한편, 사운딩 기준 신호 심벌에 PUSCH 심벌이 선행하지만 다른 사운딩 기준 신호 심벌이 후속되는 경우, (각 사운딩 기준 신호 심벌의) CP 지속 시간이 조정량만큼 증가한다면 충분할 것이다.
타이밍 충돌을 방지하도록 개시된 방법에 따르면, (a) 사운딩 기준 신호 심벌 지속 시간이 감소된다, 또는 (b) 보호 구간이 삽입된다. 또는 (c) 사운딩 기준 신호 심벌의 CP 지속 시간이 증가된다. 모든 방법은 다른 빔 쌍들에 대한 TA 값들을 아는 것에 좌우되며, 이 값들은 세 시나리오에서 정확한 파라미터들(즉, (a)에서 사운딩 기준 신호 지속 시간 단축, (a)에서 보호 구간의 지속 시간, (c)에서 사운딩 기준 신호 CP 지속 시간 증가)의 결정을 돕는다. 일부 실시 예들에서, 이 파라미터들은 시스템 설계시 미리 구성된다. 예를 들어, 빔 쌍에 대한 다른 TA 값들은 (예: 채널 측정을 기반으로) 알려져 있고, 이렇게 알려진 TA 값들은 사용할 파라미터들을 얻는데 사용된다. TA 값들은 이동국의 위치에 좌우되고 따라서 미리 구성된 설계는 모든 가능한 TA 값들의 집합들에 대한 충돌을 방지하도록 시도되어야 한다.
일부 실시 예들에서, ((a)에서 사운딩 기준 신호 지속 시간 단축, (b)에서 보호 구간의 지속 시간, (c)에서 사운딩 기준 신호 CP 지속 시간 증가)는 이동국에 특정된 기반으로 구성되어 시간에 따라 적응적으로 될 수 있다. 특히, 파라미터들은 다른 이동국들(또는 다른 이동국 카테고리)에 대해 다른 값들을 가질 수 있고, 특정 이동국에 대한 파라미터들은 또한 시간에 따라 변할 수 있다. 다른 이동국들은 잠재적으로 시간에 따라 변할 수 있는 다른 전파 환경에 좌우된다. 그런 시나리오에서 특정 이동국에 대해 파라미터들은 그 특정 이동국에 대해 알려진 TA 값들을 기반으로 구성된다. 특정 이동국에 대한 TA값들은 일부 초기값들로 설정된 다음, 상기 기지국 101에 의해 전송된 명령을 기반으로 (예: REF3에 개시된 것처럼) 주기적으로 갱신된다. 따라서 초기 TA, 또는 TA 갱신, 명령이 상기 기지국 101에서 상기 이동국 300로 송신되면, 이동국은 (상술한 실시 예들 (a), (b), (c)에 대응하는) 파라미터들을 조정한다. 상기 이동국 300은 기지국에 그러한 파라미터 변경을 알려주고, 그 응답으로 상기 기지국 101은 갱신된 파라미터에 대한 정보 수신을 확인한다(acknowledge). 일부 실시 예들에서, 상기 이동국 300에 사용할 초기 TA 값들 (또는 TA 값들에 대한 갱신값들)의 제공과 함께, 상기 기지국 101은 상기 이동국 300에 실시 예들 (a), (b) 및 (c)에 대응하는 관련 파라미터들에 대한 특정 값들을 사용하도록 상기 이동국 300에 지시한다. 상기 이동국 300은 이 TA값들과 수신된 TA값들을 사용하는 지시어의 수신을 상기 기지국 101에 확인한 다음, 합의된 파라미터 값들이 사운딩 기준 신호 송신에 사용된다.
일부 실시 예에서, 실시 예들 (a), (b), 및 (c)의 파라미터값들은 (임의의 원하는 값들을 갖게 되도록 하기보다) 이산 값 집합로 한정되거나 달리 제한된다. 예를 들어, 시나리오 (c)에서 사운딩 기준 신호 CP 지속 시간 증가는 4개의 이산 값들 중 하나를 선택하는 것으로 한정될 수 있다. 파라미터들을 이산 값들(즉, 조정량 1230)의 집합로의 한정하는 것은 상기 기지국 101과 상기 이동국 300 사이의 파라미터 값들에 대한 낮은 오버헤드 교환을 용이하게 한다. 일부 실시 예에서, 이산 값 집합는 설계시에 미리 구성되거나 미리 결정될 수 있다.
선행 파라미터들이 이동국에 특정된 기반으로 구성되면, 그 영향이 다른 이동국들에 의해 기지국 300으로 전송된 사운딩 기준 신호의 다중화에 미친다. 예를 들어, 사운딩 기준 신호 단축 방법의 실시 예 (a)에 따르면, 두 이동국들에 대한 사운딩 기준 신호 지속 시간이 다르다면(이는 OFDM 시스템에서 FFT 및 IFFT 길이가 다름을 암시), 상기 두 이동국들이 사운딩 기준 신호를 동시에 주파수 다중화된 방식으로 송신하는 것은 가능하지 아니할 수 있다. 상기 기지국 101은 동일한 사운딩 기준 신호 지속 시간들을 가지는 이동국들의 사운딩 기준 신호들만을 주파수 다중화함으로써, 이것이 일어나게 아니하도록 보장할 수 있다. 다른 이동국들로부터의 사운딩 기준 신호가 특정 서브프레임에서 다른 심벌들과 시간 다중화되어야 하는 경우, 상기 기지국 101은 여전히 오직 동일한 사운딩 기준 신호 지속 시간들을 가지는 단말들만 다중화되도록 선택한다.
일부 실시 예들에서, 사운딩 기준 신호 심벌 지속 시간(또는 보호 구간의 지속 시간, 또는 사운딩 기준 신호 CP 지속 시간 증가; 즉 조정량 1230)의 감소는 물리적인 빔 스위칭 동작이 실제로 일어나는 시간을 기반으로 한다. 즉, 사운딩 기준 신호 심벌 지속 시간은 더 단축될 수 있거나 보호 구간의 지속 시간, 또는 사운딩 기준 신호 CP 지속 시간이 더 증가될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 기지국 101은 동일한 서브프레임 내 상향링크 PUSCH 610 및 상향링크 사운딩 기준 신호 송신을 위한 상기 이동국 300를 스케줄링하지 아니한다. 일반적으로, 상기 기지국 101은 상기 이동국 300이 특정 서브프레임 동안 빔을 스위칭할 필요가 없고 따라서 다른 TA가 동일한 서브프레임 내에 적용될 필요가 없음을 보장하는 과정들을 수행한다.
본 발명의 다양한 실시 예들은 상향링크 사운딩 기준 신호 송신에서 제기된 문제를 참조하여 설명되었으며, 이동국이 빔을 스위칭하고 따라서 다른 TA를 적용할 필요가 있을 때마다 동일한 문제들이 다른 정보 송신시 발생할 수 있다. 결과적으로, 본 발명에서 제시된 타이밍 충돌을 방지하도록 개시된 방법들은 다른 시나리오에도 적용될 수 있다.
본 발명이 다수의 예를 들어 설명되었지만, 다양한 변경 및 변형이 당업자에게 제시될 수 있다. 본 발명은 그러한 변경 및 변형이 첨부된 청구범위 내에 속하도록 포괄함이 의도된다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 이동국의 동작 방법에 있어서,
    제1 빔 쌍(beam pair)에 대응하는 제1 TA(timing advanced)가 적용된 제1 시간에 상기 제1 빔 쌍을 통해 제1 심벌을 송신하는 과정과,
    제2 빔 쌍에 대응하는 제2 TA가 적용된 제2 시간 보다 조절량(adjustment amount) 만큼 늦은 제3 시간에 상기 제2 빔 쌍을 통해 제2 심벌을 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 제2 심벌은, 사운딩 기준 신호(sounding reference signal)를 포함하고,
    상기 조절량은, 상기 제1 심벌의 송신 종료 시점이 상기 제2 시간보다 늦은 경우, 상기 제1 TA 및 상기 제2 TA 간 차이의 길이보다 크거나 같은 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 조절량은, 상기 제2 심벌의 송신 지연(delay) 크기 및 상기 제2 심벌의 지속 시간(duration) 단축(shortening) 크기 중 하나인 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 심벌을 송신하는 과정은,
    상기 제2 심벌의 끝에서 상기 조절량 만큼 단축된 지속 시간으로 상기 제2 심벌을 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 심벌을 송신하는 과정은,
    상기 제2 심벌의 확장된(enlarging) CP(cyclic prefix) 중 상기 조절량 만큼의 구간을 제외한 나머지를 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 심벌을 송신하는 과정은,
    상기 제2 시간으로부터 상기 조절량 만큼의 보호 구간(guard interval)이 경과한 후, 상기 제2 심벌을 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 조절량은, 미리 정의되는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 조절량은, 상기 제1 TA 및 상기 제2 TA 간 차이 값에 기초하여 결정되는 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 조절량을 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    기지국으로부터 상기 조절량에 대한 정보를 수신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 심벌은, 상향링크 데이터를 포함하는 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 이동국에 있어서,
    신호들을 송신하는 송수신부와,
    상기 송수신부와 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 제1 빔 쌍(beam pair)에 대응하는 제1 TA(timing advancd)가 적용된 제1 시간에 상기 제1 빔 쌍을 통해 제1 심벌을 송신하고, 제2 빔 쌍에 대응하는 제2 TA가 적용된 제2 시간 보다 조절량(adjustment amount) 만큼 늦은 제3시간에 상기 제2 빔 쌍을 통해 제2 심벌을 송신하도록 제어하며,
    상기 제2 심벌은, 사운딩 기준 신호(sounding reference signal)를 포함하고,
    상기 조절량은, 상기 제1 심벌의 송신 종료 시점이 상기 제2 시간보다 늦은 경우, 상기 제1 TA 및 상기 제2 TA 간 차이의 길이보다 크거나 같은 이동국.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 조절량은, 상기 제2 심벌의 송신 지연(delay) 크기 및 상기 제2 심벌의 지속 시간(duration) 단축(shortening) 크기 중 하나인 이동국.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 송수신부는, 상기 제2 심벌의 끝에서 상기 조절량 만큼 단축된 지속 시간으로 상기 제2 심벌을 송신하는 이동국.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 송수신부는, 상기 제2 심벌의 확장된(enlarging) CP(cyclic prefix) 중 상기 조절량 만큼의 구간을 제외한 나머지를 송신하는 이동국.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 송수신부는, 상기 제2 시간으로부터 상기 조절량 만큼의 보호 구간(guard interval)이 경과한 후, 상기 제2 심벌을 송신하는 이동국.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 조절량은, 미리 정의되는 이동국.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 조절량은, 상기 제1 TA 및 상기 제2 TA 간 차이 값에 기초하여 결정되는 이동국.
  18. 청구항 11에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 조절량을 결정하는 이동국.
  19. 청구항 11에 있어서,
    기지국으로부터 상기 조절량에 대한 정보를 수신하는 수신부를 더 포함하는 이동국.
  20. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 심벌은, 상향링크 데이터를 포함하는 이동국.
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