KR102079333B1 - 빔형성 이동 통신 시스템에서 상향링크 제어 채널 다중화를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

빔형성 이동 통신 시스템에서 상향링크 제어 채널 다중화를 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 지향성 빔을 통해 상호 통신하는 기지국(BS) 또는 사용자 장치(UE)에서의 방법 및 시스템을 제공한다. BS는 UE에 TA(timing advance)를 전송하고 UE는 이를 수신한다. BS는 BS의 하나 이상의 지향성 빔의 수신 빔을 통해 그리고 상향링크 제어 채널의 상향링크 제어 영역을 통해 UE에 의해 전송된 정보를 수신한다. 상향링크 제어 채널의 상향링크 제어 영역은 TA 및 수신 빔을 통해 식별된다.

Description

빔형성 이동 통신 시스템에서 상향링크 제어 채널 다중화를 위한 방법 및 장치 {METHODS AND APPARATUS FOR UPLINK CONTROL CHANNEL MULTIPLEXING IN BEAMFORMED CELLULAR SYSTEMS}
본 발명은 이동 통신 시스템 특히, 빔형성 이동 통신 시스템에 관한 것이다.
현대 역사 중 가장 혁신적인 기술 개발 중 하나가 이동 통신이다. 최근 들어, 이동 통신 서비스에 가입한 가입자 수가 500억을 넘었고 그 수가 빠르게 증가하고 있다. 동시에, 더 좋은 이동 통신 응용과 서비스에 대한 제공과 이들에 대해 증가하는 요구들을 충족하기 위해 새로운 이동 통신 기술이 개발되어 왔다. 3GPP2에 의한 cdma2000 1xEV-DO 시스템, WCDMA, HSPA, 및 3GPP에 의한 LTE 시스템, 및 IEEE에 의한 이동 WiMAX 시스템 등이 이러한 시스템의 몇몇 예이다. 점점 더 많은 사람이 이동 통신 시스템의 사용자가 되고 더 많은 서비스가 이들 시스템을 통해 제공되기 때문에, 더 큰 용량, 높은 처리량, 적은 지연시간 및 더 높은 신뢰도를 가진 이동 통신 시스템에 대한 요구가 증가하고 있다.
밀리미터파는 종종 1mm-10mm 범위의 파장을 가진 무선파로 불리며, 이는 30GHz-300GHz의 무선 주파수에 해당한다. 이들 무선파는 고유 전파 특성을 나타낸다. 예를 들어, 낮은 주파수의 무선파와 비교하여, 밀리미터파는 높은 전파 손실을 가지며, 빌딩, 벽, 나무 등과 같은 장애물 투과도가 낮고, 그리고 공기 중 입자(예, 빗방물)로 인한 대기 흡수, 굴절 및 회절에 더 민감하다.
이에 대한 대안으로, 이들의 짧은 파장 때문에, 많은 안테나를 상대적으로 적은 공간에 밀집 배치함으로써 소형 인수(small form factor)로 고-이득 안테나를 가능케 한다. 더불어, 이들 무선파는 낮은 주파수 무선파보다 덜 효율적이다. 이는 또한 이러한 대역에서 낮은 비용으로 스펙트럼을 획득하는 새로운 사업에 대해 새로운 기회를 제공하기도 한다. ITU(International Telecommunications Union)는 3GHz-30GHz 내 주파수를 SHF(Super High Frequency)로 정의하고 있다. SHF 대역 내 높은 주파수는 EHF 대역 내 무선파(예, 밀리미터파)와 유사한 특성 즉, 높은 전파 손실 및 소형 인수의 고이득 안테나를 구현 가능성을 가짐에 주목한다.
본 발명은 상향링크 타이밍 동기화를 보장할 실용적인 방법은 각각의 UE가 BS로 데이터를 전송하기 전에 자신의 타이밍을 조정할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 BS가 UE에게 사용할 적정 TA(timing advance)를 알려줌으로써, UE가 초기에 동기화 및 방송 채널을 사용하여 하향링크 타이밍 동기화를 이룰 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 목적 달성을 위한 제 1 견지에 따르면, 하나 이상의 지향성 빔을 통해 사용자 장치(UE)와 통신하는 기지국(BS)방법은 상기 UE로 TA(timing advance)를 전송하는 단계; 및 상기 BS에서 상기 UE로부터의 전송을 수신 빔 또는 수신 빔 셋으로 할당하는 단계를 포함하며, 상향링크 제어 채널의 상향링크 제어 영역이 상기 TA 및 상기 수신 빔을 통해 상기 UE에서 식별된다.
본 발명의 목적 달성을 위한 제 2 견지에 따르면, 하나 이상의 지향성 빔을 통해 사용자 장치(UE)와 통신하는 기지국(BS)는 상기 UE로 TA(timing advance)를 전송하고; 및 상기 BS에서 상기 UE로부터의 전송을 수신 빔 또는 수신 빔 셋으로 할당하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함하며, 상향링크 제어 채널의 상향링크 제어 채널은 상기 TA 및 상기 수신 빔을 통해 상기 UE에서 식별된다.
본 발명의 목적 달성을 위한 제 3 견지에 따르면, 하나 이상의 지향성 빔을 사용하여 기지국(BS)과 통신하는 사용자 장치(UE)는 상기 BS로부터 TA(timing advance)를 수신하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함하며, 상기 UE로부터의 전송은 상기 BS에서의 수신 빔 또는 수신 빔 셋과 관련되며, 상기 상향링크 제어 채널의 상향링크 제어 영역은 상기 TA 및 상기 수신 빔을 통해 식별된다.
본 발명에 따르면, UE가 BS로 데이터를 전송하기 전에 자신의 타이밍을 조정할 수 있도록, BS가 UE에게 사용할 적정 TA를 알려줌으로써, UE가 초기에 동기화 및 방송 채널을 사용하여 하향링크 타이밍 동기화를 이룰 수 있게 된다.
본 발명에 대한 이해를 위해 의사 구성요소에 대해 의사 참조번호가 부여된 도면을 참조로 하여 이하에서 설명할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 네트워크를 도시한다.
도 2a는 본 발명에 따른 무선 송신 경로의 상위레벨 도면이다.
도 2b는 본 발명에 따른 무선 수신 경로의 상위레벨 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 가입자국을 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 트랜시버를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 5G 시스템의 프레임 구조를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 주파수 분할 복신을 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 시간 분할 복신을 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 UE 송신 빔과 다수의 BS 수신 빔에 대한 여러 시간 지연을 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 상향링크 제어 채널의 시간 분할 다중화에 대한 슬라이스 레벨을 도시한다.
도 10은 본 발명에 따른 UL 수신 빔에 기반한 UL 제어 채널 다중화와 관련된 구성 및 규칙을 도시하는 순서도이다.
도 11은 본 발명에 따른 다수의 수신 및 또는 슬라이스와 관련된 다중화된 상향링크 제어 영역을 도시한다.
도 12는 본 발명에 따른 수신 빔의 서브셋에 대한 시간 진행에 기반한 UL 제어 채널 다중화의 구성에 대한 갱신 과정을 도시하는 순서도이다.
도 13은 본 발명에 따른 긴 주기적 전치부호로 슬롯 내 상향링크 제어 채널을 다중화하는 것을 도시한다.
본 발명에 대한 상세한 설명 이전에 몇몇 용어와 문구 그리고 그 유사어들에 대한 정의를 하고자 한다. 용어 "가진다" 및 "포함한다"와 그 유사어들은 한정을 두지 않고 포함하는 것을 의미하며, 용어 "또는"은 및/또는 을 의미하며, 문구 "관련된"과 "그와 관련된" 그리고 그 유사어들은 그 내부에 포함되거나 상호 연결된, 포함하는, 그 내부에 포함되는, 연결되는, 체결되는, 통신하는, 상호 조력하는, 교차하는, 병치하는, 인접하는, 경계에 위치하는, 가지는, 소유권이 있는 등을 의미한다. 용어 "컨트롤러"는 적어도 하나의 동작을 제어하는 임의의 장치, 시스템 또는 부분일 수 있고, 이러한 장치는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구성될 수 있다. 특정 컨트롤러와 관련된 기능은 로컬 또는 원격 위치하는가에 따라 집중적으로 위치할 수도 있고 분산되어 위치할 수도 있다. 당업자라면 명세서 전반에 걸쳐 몇몇 용어 및 문구에 대한 정의는 이러한 정의된 용어와 문구가 종래의 기술에서 그리고 향후 기술에서 모든 경우는 아니지만 많은 경우 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
이하의 도 1 내지 도 13과 본 명세서에서 본 발명의 개념을 설명하기 위한 여러 실시 예들은 설명을 위한 것이지 본 발명의 범주를 한정하기 위한 것이 아니다. 당업자라면 본 발명의 개념을 적절한 이동 통신 시스템에 적용할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 네트워크(100)를 도시한다. 도 1에 도시된 무선 네트워크(100)는 예시를 위한 것일 뿐이다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 구성의 무선 네트워크(100)가 가능하다.
무선 네트워크(100)는 기지국(BS, 101), BS(102) 및 BS(103)를 포함한다. BS(101)는 BS(102) 및 BS(103)와 통신한다. BS(101)는 또한 인터넷, 사유 IP(Internet protocol) 네트워크 또는 다른 데이터 네트워크와 같은 IP 네트워크(130)와 통신한다.
네트워크의 종류에 따라, "기지국" 대신 "eNodeB(eNB)" 또는 "접속 포인트(AP)"와 같은 다른 공지된 용어가 사용될 수 있다. 편의를 위해, "기지국(BS)"이라는 용어를 원격 단말에 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라구조 컴포넌트를 일컫는 것으로 사용하고자 한다. 더불어, 이동 장치(예, 휴대전화)인지 또는 고정 장치(예, 데스크톱 개인용 컴퓨터, 자동 판매기 등)이든지 관계없이, BS로 무선 접속을 통해 무선 통신 네트워크에서 고객에게 접속 서비스를 제공하는데 사용되는 원격 단말을 일컫는데 용어 사용자 장치(UE)를 사용하고자 한다. 다른 시스템에서, "사용자 장치" 대신 "이동국(MS)", "가입자국(SS)", "원격 단말(RT)", "무선 단말(WT)"와 같은 다른 공지된 용어를 사용할 수도 있다.
BS(102)는 자신의 커버리지 영역(120) 내에서 다수의 제 1 사용자 장치(UE)가 네크워크(130)에 접속할 수 있도록 광대역 무선 접속을 제공한다. 다수의 제 1 UE는 소형 사업장에 위치하는 UE(111), 대형 사업장에 위치하는 UE(112), WIFi 핫 스폿에 위치하는 UE(113), 제 1 거주지에 위치하는 UE(114), 제 2 거주지에 위치하는 UE(115), 휴대전화, 무선 랩톱, 무선 PDA 등과 같은 이동 장치일 수 있는 UE(116)를 포함한다. UE(111-116)는 이동 전화, 이동 PDA 및 다른 임의의 이동국(MS)과 같은 임의의 무선 통신 장치일 수 있으나 이에 국한되는 것은 아니다.
BS(103)는 자신의 커버리지 영역(125) 내에서 다수의 제 2 UE에게 광대역 무선 접속을 제공한다. 다수의 제 2 UE는 UE(115)와 UE(116)를 포함한다. 여러 실시 예에서, 하나 이상의 BS(101-103)가 무선 통신 표준에 따른 기술을 사용하여 상호간에 그리고 UE(111-116)과의 통신을 제공하고, 이는 본 발명과 관련하여 설명하고자 하는 빔형성 이동 통신 시스템에서 상향링크 제어 채널 다중화 기술을 포함한다.
점선으로 표시된 영역은 커버리지 영역(120, 125)의 대략적인 범위를 나타내지만, 이는 설명의 용이함을 위해 원형으로 도시하였을 뿐 이에 한정되는 것은 아니다. 기지국과 관련된 커버리지 영역 예, 커버리지 영역(120, 125)은 자연적 및 인위적 장애물과 관련된 무선 환경 내 기지국 구성 및 변경에 따라 부정형을 포함한 다른 형태일 수 있다.
비록 도 1이 무선 네트워크(100)의 일 예를 도시하고 있지만, 여러 변경이 가능하다. 예를 들어, 유선 네트워크와 같은 다른 형태의 네트워크가 무선 네트워크(100)를 대신할 수도 있다. 유선 네트워크에서, 네트워크 단말이 BS(101-103)와 UE(111-116)을 대신할 수 있다. 유선 접속이 도 1의 무선 접속을 대체할 수 있다.
도 2a는 무선 송신 경로에 대한 상위 레벨 도면이다. 도 2b는 무선 수신 경로에 대한 상위 레벨 도면이다. 도 2a와 도 2b의 예들은 예시를 위한 것일 뿐이다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위에서 다른 예들이 가능하다.
도 2a와 도 2b에서, 송신 경로(200)는 도 1의 BS(102) 내에 구현될 수 있고 수신 경로(250)는 도 1의 UE(116) 와 같은 UE 내에서 구현될 수 있다. 하지만, 수신 경로(250)가 BS(예, 도 1의 BS(102))내에 구현될 수도 있고 송신 경로(200)가 UE 내에 구현될 수도 있다. 특정 실시 예에서, 송신 경로(200)와 수신 경로(250)는 본 발명에 따른 실시 예에서와 같이 빔형성 이동 통신 시스템 내에서 상향링크 제어 채널 다중화를 위한 방법을 수행하기 위해 구성된다.
송신 경로(200)는 채널 부호화 및 변조 블록(205), 직렬-병렬(S-to-P) 블록(210), 사이즈 N 고속 푸리에 역변환(IFFT) 블록(215), 병렬-직렬(P-to-S) 블록(220), 주기적 전치부호 부가 블록(225), 및 업-컨버터(UC, 230)를 포함한다. 수신 경로(250)는 다운-컨버터(DC, 255), 주기적 전치부호 제거 블록(260), 직렬-병렬(S-to-P) 블록(265), 사이즈 N 고속 푸리에 변환(FFT) 블록(270), 병렬-직렬(P-to-S) 블록(275) 및 채널 복호 및 변조 블록(280)을 포함한다.
도 2a와 도 2b의 몇몇 구성요소는 소프트웨어로 구현될 수 있고 다른 구성요소들은 구성 가능한 하드웨어(예, 하나 이상이 프로세서) 또는 소프트웨어와 구성 가능한 하드웨어의 혼합 형태로 구현될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 FFT 블록과 IFFT 블록은 구성 가능한 소프트웨어 알고리즘으로서 구현될 수 있고, 여기서 사이즈 N의 값은 구현에 따라 변경될 수 있다.
더불어, 비록 본 발명이 FFT와 IFFT를 사용하는 실시 예를 통해 설명되고 있지만, 이는 예시를 위한 것일 뿐 본 발명의 범주를 한정하기 위한 것이 아니다. 본 발명에서 FFT 함수와 IFFT 함수는 이산 푸리에 변환(DFT) 함수 및 이산 푸리에 역변환(IDFT) 함수로 각각 대체될 수 있음에 주목한다. DFT와 IDFT 함수에 대해서 변수 N의 값은 정수(즉, 1, 2, 3, 4 등)이지만, FFT 및 IFFT 함수의 경우 변수 N의 값은 2의 멱수인 임의의 정수(즉, 1, 2, 4, 8, 16 등)일 수 있다.
송신 경로(200)에서, 채널 부호화 및 변조 블록(205)은 정보 비트 셋을 수신하여, 부호화(예, LDPC 부호화)를 적용하고 입력 비트를 변조(예, QPSK 또는 QAM)하여 주파수-영역 변조 심벌 시퀀스를 생성한다. 직렬-병렬 블록(210)은 직렬 변조 심벌을 병렬 데이터로 변환(즉, 역다중화)하여 N개의 병렬 심볼 스트림을 생성하고, 여기서 N은 BS(102)와 UE(116)에서 사용된 IFFT/FFT이다. 사이즈 N IFFT 블록(215)은 N개의 병렬 심볼 스트림에 대해 IFFT 연산을 수행하여 시간-영역 출력 신호를 생성한다. 병렬-직렬 블록(220)은 사이즈 N IFFT 블록(215)으로부터의 병렬 시간-영역 출력 심벌을 변환(즉, 다중화)하여 직렬 시간-영역 신호를 생성한다. 주기적 전치부호 부가 블록(225)은 주기적 전치부호를 시간-영역 신호에 삽입한다. 마지막으로, 업-컨버터(230)는 무선 채널을 통한 전송을 위해 주기적 전치부호 부가 블록(225)의 출력을 RF 주파수로 변조(즉, 업-컨버팅)한다. 또한, 신호는 RF 주파수로의 변환 이전에 기저대역에서 필터링될 수 있다.
전송된 RF 신호는 무선 채널을 통해 전송된 이후 수신기에서 수신되어 송신기에서 수행되었던 과정의 역 과정을 겪게 된다. 다운-컨버터(255)가 수신 신호를 기저대역 주파수로 다운-컨버팅하고 주기적 전치부호 제거 블록(260)에서 주기적 전치부호를 제거하여 직렬 시간-영역 기저대역 신호를 생성한다. 직렬-병렬 블록(265)은 시간-영역 기저대역 신호를 병렬 시간-영역 신호로 변환한다. 사이즈 N FFT 블록(270)에서 FFT 알고리즘을 수행하여 N개의 병렬 주파수-영역 신호를 생성한다. 병렬-직렬 블록(275)에서 병렬 주파수-영역 신호를 변조된 데이터 심볼 시퀀스로 변환한다. 채널 복호 및 복조 블록(280)에서 변조 심벌을 복조 및 복호하여 원래의 입력 데이터 스트림으로 복원한다.
각각의 BS(101-103)는 UE(111-116)로의 하향링크에서 전송하는 것과 유사한 송신 경로를 구현하고, UE(111-116)으로부터 상향링크로 수신하는 것과 유사한 수신 경로를 구현한다. 유사하게, 각각의 UE(111-116)는 BS(101-103)로의 상향링크로 전송하기 위한 아키텍처에 해당하는 송신 경로를 구현하고 BS(101-103)로부터 하향링크로 수신하기 위한 아키텍처에 해당하는 수신 경로를 구현한다.
도 3은 본 발명에 따른 가입자국을 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, UE(116)와 같은 가입자국은 예시를 위한 것일 뿐이다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 무선 가입자국의 다른 예가 가능하다.
UE(116)는 안테나(305), 무선 주파수(RF) 트랜시버(310), 송신(TX) 처리 회로(315), 마이크(320), 수신(RX) 처리 회로(325)를 포함한다. UE(116)는 또한, 스피커(330), 메인 프로세서(340), 입/출력(I/O) 인터페이스(IF)(345), 키패드(350), 표시부(355) 및 메모리(360)를 포함한다. 메모리(360)는 기본 운용 체계(OS) 프로그램(361)과 다수의 애플리케이션(362)을 포함한다.
무선 주파수(RF) 트랜시버(310)는 무선 네트워크(100)의 기지국으로부터 전송된 입력 RF 신호를 안테나(305)로부터 수신한다. RF 트랜시버(310)는 입력 RF 신호를 다운-컨버팅하여 중간 주파수(IF) 또는 기저대역 신호를 생성한다. IF 또는 기저대역 신호는 수신(RX) 처리 회로(325)로 전달되어 기저대역 또는 IF 신호를 필터링, 복호 및/또는 디지털화함으로써 처리된 기저대역 신호를 생성한다. 수신(RX) 처리 회로(325)는 처리된 기저대역 신호를 스피커(330)(즉, 음성 데이터)로 전송하거나 또는 추가 처리(예, 웹 브라우징)를 위해 메인 프로세서(340)로 전달한다.
송신(TX) 처리 회로(315)는 마이크(320)로부터 아날로그 또는 디지털 음성 데이터를 수신하거나 메인 프로세서(340)로부터 다른 출력 기저대역 데이터(예, 웹 데이터, 이메일, 대화형 비디오 게임 데이터)를 수신한다. 송신(TX) 처리 회로(315)는 출력 기저대역 데이터를 부호화, 다중화 및/또는 디지털화하여 처리된 기저대역 또는 IF 신호를 생성한다. RF 트랜시버(310)는 TX 처리 회로(315)로부터 출력되는 처리된 기저대역 또는 IF 신호를 수신한다. RF 트랜시버(310)는 기저대역 또는 IF 신호를 업-컨버팅하여 안테나(305)를 통해 전송되는 RF 신호를 생성한다.
특정 실시 예에서, 메인 프로세서(340)는 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러이다. 메모리(360)가 메인 프로세서(340)에 연결된다. 본 발명의 몇몇 실시 예에 따르면, 메모리(360)의 일부는 RAM이고 다른 일부는 ROM과 같은 역할을 하는 플래시 메모리를 포함한다.
메인 프로세서(340)는 하나 이상의 프로세서로 구성될 수 있고 무선 가입자국(116)의 전체 동작을 제어하기 위해 메모리(360) 내에 저장된 기본 운용 체계(OS) 프로그램(361)을 실행한다. 이러한 동작을 위해, 메인 프로세서(340)는 공지된 방식에 따라 순방향 채널 신호의 수신 및 역방향 채널 신호의 송신을 RF 트랜시버(310), RX 처리 회로(325), 및 TX 처리 회로(315)로 제어한다.
메인 프로세서(340)는 본 발명의 실시 예에서 설명되는 바와 같이 빔형성 이동 통신 시스템 내에서 상향링크 제어 채널 다중화를 위한 동작과 같은 메모리(360) 내 위치하는 다른 프로세스 및 프로그램을 실행할 수 있다. 메인 프로세서(340)는 프로세스를 실행하는 것과 같이 메모리(360) 내부 또는 외부로 데이터를 이동시킬 수 있다. 몇몇 실시 예에서, 메인 프로세서(340)는 빔형성 이동 통신 시스템 내 상향링크 제어 채널 다중화를 포함한 CoMP 통신 및 MU-MIMO 통신을 위한 애플리케이션과 같은 다수의 애플리케이션(362)을 실행하도록 구성된다. 메인 프로세서(340)는 OS 프로그램에 기반하거나 BS(102)로부터 수신된 신호에 응답하여 다수의 애플리케이션(362)을 동작할 수 있다. 메인 프로세서(340)는 I/O 인터페이스(345)에 연결될 수도 있다. I/O 인터페이스(345)는 가입자국(116)이 랩톱 컴퓨터 및 휴대용 컴퓨터와 같은 다른 장치에 연결될 수 있도록 한다. I/O 인터페이스(345)는 이들 액세서리와 메인 프로세서(340) 사이에 통신 경로이다.
메인 프로세서(340)는 키패드(350)와 표시부(355)에 연결된다. UE(116)의 사용자는 UE(116)에 데이터를 입력하기 위해 키패드(350)를 사용한다. 표시부(355)는 웹 사이트로부터 텍스트 및/또는 적어도 한정된 그래픽을 제공할 수 있는 액정 디스플레이일 수 있다. 다른 형태의 디스플레이가 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 트랜시버를 도시한다. 도 4에 도시된 트랜시버는 예시를 위한 것일 뿐이다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위에서 다른 예들이 가능하다.
빔형성은 밀리미터파 통신 시스템의 핵심으로서 간주 될 수 있고, 제어 및 데이터를 모두를 위한 전송의 지향적 특성을 나타낸다. 다른 것들 중에서도 지향성은 UE(116)와 BS(102) 사이의 상대적인 위치, 섀도(shadow) 양, 및 BS(102)와 UE(116) 주변의 반사기의 존재에 의존한다. 본 발명에서는 각각의 BS(102)와 UE(116)가 포함하는 OFDM 트랜시버에 대해 설명하기로 한다. OFDM 트랜시버(402)는 도 4의 실시 예에서 도시된 바와 같이 B 빔(406)을 사용하여 공간 지향성을 지원할 수 있는 RF 빔형성부(404)를 포함한다. UE(116)는 특정 빔을 BS(102)로부터 수신된 전력을 최대화하는 공간 지향성을 위해 사용하는 자신의 빔형성부를 조정하고, BS(102)는 UE(116)에서 수신된 전력을 최대화하는 특정 빔을 사용하는 자신의 빔형성부틀 조정한다. UE(116)와 BS(102) 각각은 전송 또는 수신을 위한 자신의 지향성과 적정 빔을 설정하기 위해 송신 및 수신 빔형성 트레이닝을 모두 사용한다.
본 발명이 밀리미터파와의 통신 관점에서 설명되고 있지만, 본 발명의 실시 예들은 밀리미터파와 유사한 특성을 나타내는 10GHz-30GHz의 주파수를 가진 무선파와 같은 다른 통신 매체에도 적용할 수 있다. 몇몇 예에서, 본 발명의 실시 예들은 테트라헤르츠 주파수, 적외선, 가시광 및 다른 광학 매체를 가진 전자기파에 적용할 수 있다. 예시를 위해, 용어 "이동 통신 대역" 및 "밀리미터파 대역"은 "이동 통신 대역"은 수백 메가헤르츠에서 수 기가헤르츠 범위의 주파수를 나타내고, "밀리미터파 대역"은 수십 기가헤르츠에서 수백 기가헤르츠까지의 주파수를 나타낸다. 이들 대역들 사이의 차이점은 이동 통신 대역에서의 무선파가 적은 전파 손실을 가지면서도 더 좋은 커버리지를 가지지만 많은 안테나를 필요로 한다는 것과 밀리미터파의 무선파는 큰 전파 손실을 가지지만 고이득 안테나 및 소형 인수의 안테나 설계가 가능 하다는 것이다.
도 5는 본 발명의 실시 에에 따른 밀리미터파 이동 통신 시스템에서의 프레임 구조를 도시한다. 도 5에 도시된 프레임 구조는 예시를 위한 것일 뿐이다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 다른 예들이 가능하다.
OFDM 심벌(502)은 스케줄링 그래눌러리티(granularity)를 위해 슬롯(504) 내로 그룹화된다. 예를 들어, 30개의 OFDM 심벌(502)은 5G 시스템 내 슬롯으로 형성하고, 각각의 심벌(502)은 주기적 전치부호(510)와 페이로드(512)를 포함한다. 8개의 슬롯이 하나의 서브프레임(504)을 형성하고 5개의 서브프레임이 하나의 프레임(508)을 형성한다. 심벌(502), 슬롯(504), 서브프레임(506) 및 프레임(508)과 같은 다른 그래눌러리티는 무선 매체를 통해 데이터를 전송하고 제어하기 위한 그래눌러리티를 도시한다. 각각의 OFDM 심벌(502)은 0.46㎲ 주기적 전치부호(510)와 3.7㎲ 페이로드를 가진 4.16㎲ 길이를 가진다. 슬롯(504)은 30개의 OFDM 심벌로 구성되며 125㎲ 길이이다. 서브프레임(506)은 1ms 길이이며, 프레임(508)은 5ms 길이이다. 주기적 전치부호(510), 페이로드(512), 심벌(502), 슬롯(504), 서브프레임(506) 및 프레임(508)의 그룹화 및 지속시간은 원하는 대로 변경할 수 있다.
BS(102)로부터 UE(116)로의 통신은 하향링크(DL) 통신이라 하고, UE(116)로부터 BS(102)로의 통신은 상향링크(UL) 통신이라 한다. UE(116)는 UE(116)로부 터의 요구, 다른 SS들로부터의 전체 요구, 정확성 및 서비스 제약조건들의 품질 중 적어도 하나를 고려한 복합 스케줄링 알고리즘에 기반하여 서브캐리어 셋에 할당된다. 서브캐리어 할당은 시간에 대해 동적으로 변화될 수 있다. DL과 UL 통신은 주파수 영역과 시간 영역 중 하나 또는 모두에서 분리될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 분할 복신을 도시한다. 도 6에 도시된 주파수 분할 복신의 예는 예시를 위한 것일 뿐이다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 실시 예가 가능하다.
만일 하향링크와 상향링크 분리가 주파수 영역에서 부여되었다면, 시스템은 주파수 분할 복신(FDD) 시스템이다. FDD 시스템에서, 하향링크(DL)(602)와 상향링크(UL)(604) 전송은 다른 주파수 대역에서 동시에 발생한다. 전송은 슬롯(606)과 같은 시간 간격으로 시간적으로 분할된다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 다른 시간 분할 복신을 도시한다. 도 7에 도시된 시간 분할 복신의 예는 예시를 위한 것일 뿐이다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 예가 가능하다.
상향링크와 하향링크 전송이 시간 영역에서 분리된 시스템은 시간 분할 복신(TDD) 시스템이라 한다. TDD 시스템에서, 단일 주파수 대역이 상향링크 및 하향링크 전송에 사용된다. 전송 시간은 여러 비율로 하향링크와 상향링크 사이에서 공유될 수 있다. 한 가지 구성은 하향링크 통신을 위해서는 프레임 내에 4개의 서브프레임을 가지며 상향링크 통신을 위해서는 4개의 서브프레임을 가지는 4:4 구성(702)일 수 있다. 다른 구성으로, 하향링크 통신을 위해서 2개의 서브프레임을 상향링크 통신을 위해서는 6개의 서브프레임을 가진 6:2 구성(704)일 수 있을 수 있다.
TDD 시스템의 장점은 상향링크 및 하향링크 채널이 대칭적이기 때문에, 하향링크 채널 품질과 상향링크 전송으로부터 기지국에서의 채널 측정을 허용한다는 것이다. FDD 시스템에서, UE(116)는 피드백 채널을 통해 BS(102)에 피드백되는 하향 파일럿 전송으로부터의 채널 품질 및 정보를 계산한다.
본 발명의 실시 예들은 TDD 및 FDD 시스템 모두에서 사용할 수 있다. 3GPP(Third Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)/LTE-A(LTE-Advanced)에서의 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)와 같이 다중 접속 기술을 사용하는 이동 통신 시스템에서, 이동국이 상향링크 채널로 데이터를 전송할 때(UE(116)에서 BS(102)로) 전송이 동기화되어 여러 SS로부터의 데이터가 BS(102)에서 시간 동기화 방식으로 수신되도록 하는 것이 매우 중요하다. 이는 여러 주파수에서 다중화된 여러 가입자국 사이의 직교성을 유지하면서 여러 시간 인스턴트에서 전송하는 SS 사이의 잠재적인 충돌을 방지한다. OFDM 시스템에서 주기적 전치부호(CP) 지속시간 내에서 타이밍 옵셋을 가능한 한 길게 유지하는 것과 같이 절대 타이밍 동기화는 필수적이지 않다.
여러 SS가 BS에 대해 다른 위치에 있기 때문에 다른 가입자국에서 전송된 데이터는 다른 전파 지연을 겪게 되어, 상향링크 전송에 동기화를 보증할 필요가 있다. 예를 들어, 제 1 UE(116)와 제 2 UE(115)는 BS(102)로 전송한다. UE(116)는 UE(115)보다 BS(102)에 더 가까이 위치하여 UE(116)로부터의 데이터가 더 적은 전파 지연을 겪기 때문에, 어떠한 타이밍 조정 없이도 UE(115)로부터의 데이터가 BS(102)에서 수신되기 이전에 BS(102)에서 수신될 수 있다. 상향링크 타이밍 동기화를 보장할 실용적인 방법은 각각의 UE가 BS(102)로 데이터를 전송하기 전에 자신의 타이밍을 조정하는 것이다. 이는 TA(timing advance)라 한다.
BS(102)는 UE(116)가 사용하여야 하는 적정 TA를 UE(116)에 알려준다. 초기에(예, 네트워크에 진입하자마자, 슬립 모드에서 깨어나자마자, 또는 UE(116)가 하나의 셀로부터 다른 셀로 핸드오프할 때), UE(116)는 동기화 및 방송 채널(제 1 동기화 채널, 제 2 동기화 채널, 방송 채널: PSCH/SSCH/BCH)을 사용하여 하향링크 타이밍 동기화를 이룬다.
다음으로, UE(116)는 상향링크 채널에 대한 임의 접속을 위한 파라미터들에 대한 정보를 포함한 시스템 고유 정보를 획득하고, 이어서 상향링크 채널로 임의 접속 프리앰블 전송을 수행한다. BS(102)로부터 수신된 임의 접속 프리앰블 시퀀스의 타이밍은 BS(102)가 UE(116)가 상향링크 전송 이전에 사용하여야 하는 적정 타이밍을 미리 추정할 수 있도록 한다.
BS(102)는 성공적으로 수신된 프리앰블과 해당 TA 값을 나타내는 임의 접속 응답을 전송한다. UE(116)는 BS(102)로부터의 이러한 응답을 수신하고 만일 응답 내 프리앰블 수가 UE(116)에 의해 전송 시 사용된 것과 일치할 경우, UE(116)는 자신의 프리앰블 전송이 성공적임을 결정하고, 향후 상향링크 전송에 수신된 TA 값을 사용한다. UE가 가장 먼저 임의 접속 프리앰블 전송을 실행할 때 상향링크에 대한 동기화가 이루어지지 않으면, 다른 전송 시 충돌 방지를 위해 가드(guard) 시간이 부가되어야 한다.
밀리미터파 광대역 이동(MMB)통신 시스템에서, BS(102)와 UE(116)는 지향성 빔을 사용하여 통신한다. 예를 들어, BS(102)는 자신이 빔형성을 할 수 있는 여러 가능한 방향 중 하나 (또는 그 이상)을 선택하고, 유사하게 UE(116)도 자신이 빔형성을 할 수 있는 여러 가능한 방향 중 하나 (또는 그 이상)을 선택한다. 다시 말해, 상향링크 통신은 UE 빔 방향과 BS 빔 방향의 임의 특정 조합을 사용하여 수행된다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 UE 송신 빔과 BS 수신 빔에 대한 여러 시간 지연을 도시한다. 도 8에 도시된 예는 예시를 위한 것일 뿐이다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 예가 가능하다.
UE(116)가 빔(802)을 전송한다. 빔(804)을 통해 전송된 신호(804)가 장애물(806)에 의해 간섭된다. 이러한 장애물(806)에 의한 간섭은 단일 송신 빔(802)으로부터의 신호(804)가 BS(102)에서 4개의 다른 수신 빔(808)들 각각에 의해 수신되는 것을 야기한다. 각각의 신호(804)의 경로 길이는 BS(102)에서 다른 시간에 수신되기 때문에 다르고, 이는 주기적 전치부호의 지속시간 내에 수신되지 않을 경우 UE(116)의 다른 전송들과 간섭하게 되고 BS(102)와 통신하는 다른 SS의 전송들과도 간섭하게 된다.
UE(116)와 BS(102)는 여러 송신-수신 빔 쌍에 필요한 TA를 모두 알고 있어야 한다. UE(116)는 BS(102)에 의해 지시된 하나의 송신-수신 빔 쌍에 대한 TA를 사용하여 다른 송신-수신 빔 쌍에 필요한 TA를 계산한다. BS(102)는 여러 방식으로 UE(116)에 대한 여러 송신-수신 빔 쌍에 대한 TA를 획득할 수 있다. 일례로, BS(102)는 다른 빔 쌍에 대한 TA 추정을 위해 SRS(sounding reference symbol)을 사용한다. 추가적으로, BS(102)는 UE(116)에게 모든 송신-수신 빔 쌍에 대한 여러 차동 TA를 전송할 것을 요청하는데, 여기서 차동 값들은 상향링크 전송을 위해 UE(116)에 전송된 TA에 대한 것이다.
UE(116)로부터의 전송에 대한 SINR(Signal Interference Noise Ratio)를 최대화하기 위한 최상의 송신-수신 체계와 현재의 채널 상태 따라, BS(102)는 UE(116)에 특정 TA와 전송 모드를 할당한다. 시스템 레벨에서, BS(102)와 연결된 UE(116) 및 다른 UE로의 이러한 전송 모드와 TA 할당은 BS(102)가 가입자국 각각을 유사한 수신 체계를 가진 여러 SS 셋 또는 그룹으로 분류할 수 있도록 한다. 이러한 SS 셋은 SS 그룹으로부터 상향링크 전송을 수신하기 위해 BS에 의해 사용된 공통 수신 빔을 나타낸다.
이동 통신에서, 수많은 형태의 레인징(ranging), 사운딩(sounding), CQI 피드백 및 ACK/NACK 채널과 같은 상향링크 제어 채널이 존재하고, 이들 모두 다른 목적으로 사용된다. 간섭을 야기하는 여러 수신 빔 사이의 TA 차이에 대한 문제는 모든 상향링크 제어 채널 특히, 레인징 또는 사운딩 채널보다 더 심각한 여러 다중화 관련 제약조건을 가진 CQI 피드백 및 ACK/NACK 채널에 영향을 준다. 하지만, 본 발명의 실시 예에서는 일반적인 관점에서의 상향링크 제어 채널을 상향링크 데어 채널 각각에 개별적으로 적용할 수도 있고 상향링크 제어 채널을 함께 다중화한 그룹에 대해 포괄적으로 적용하여 사용한다. 상향링크 제어 영역은 MS가 BS로 상향링크 제어 채널을 전송하는데 사용한 주파수, 시간 및 공간에 의해 구별되는 자원 셋이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 상향링크 제어 채널의 시간 분할 다중화에 대한 분할 도면이다. 도 9에 도시된 예는 예시를 위한 것일 뿐이다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 예가 가능하다.
하나 이상의 상향링크 제어 채널의 상향링크 제어 영역(902-908)(자원 영역이라고도 함)은 UE(116)가 BS(102)로의 전송을 위해 사용하는 상향링크 TA에 대한 선택과 연관된다. 상향링크 제어 영역(902-908)은 BS(102)의 수신 빔형성 능력에 기반하여 여러 셋에 대해 분할된다. 각각의 셋은 BS(102)에 의해 사용되는 수신 빔(920-926) 중 하나를 포함한다. 상향링크 제어 영역(902-908)은 개별 상향링크 슬롯(910-916)에 할당된다. 다른 셋에 대한 상향링크 제어 채널의 자원은 시간에 따라 분리된다. BS(102)는 레인징 등과 같은 과정을 사용하여 UE(116)에 의해 전송된 데이터에 대한 수신 빔(920-926) 중 바람직한 하나를 계산한다. BS(102)로 자신의 데이터를 전송할 때 사용하기 위한 UE(116)의 TA가 지시된다. TA가 BS(102)가 UE(116)로부터 정보를 수신하는데 사용할 수신 빔(920-926) 중 하나와 관련되기 때문에, UE(116)는 BS 수신 빔과 관련된 제어 채널이 전송될 상향링크 슬롯을 계산하는데 BS(102)에 의해 사용된 수신 빔(920-926) 중 하나 및 TA를 사용한다. 다중화에 기반한 수신 빔의 예가 도 9에 도시되어 있고, 각각의 수신 빔(920-926)은 슬라이스(SLICE) ID(identification)를 사용하여 구별되고, 여러 슬라이스와 관련된 상향링크 제어 영역(902-908)은 여러 상향링크 슬롯(910-916)에 대해 시간적으로 분리된다. 슬라이스는 BS에서의 수신 빔 또는 BS에서의 수신 빔 그룹으로 정의되고, 이들은 모두 슬라이스 ID로 알려진 ID에 의해 구별된다.
특정 실시 예에서, BS(102)에서 개별 수신 빔(920-926)과 관련된 상향링크 제어 영역(902-908)은 BS(102)로부터의 상향링크 제어 채널 구성 메시지를 사용하지 않고 암시적으로 다중화된다. UE(116)는 주어진 서브프레임 내에서 수신 빔(910-916) 중 하나에 대한 상향링크 제어 채널을 다중화하기 위해 상향링크 슬롯(910-916) 중 하나를 식별하는데 현재의 서브프레임 구성과 상향링크 수신 빔 구성을 사용하는 맵핑 기능을 사용한다. 도 9에 도시된 예에서는 SLICE 1에 해당하는 제 1 수신 빔(920)은 제 1 상향링크 슬롯(910)으로 다중화되고, SLICE 2에 해당하는 제 2 수신 빔(922)은 제 2 상향링크 슬롯(912)으로 다중화되고, SLICE 3에 해당하는 제 3 수신 빔(918)은 제 3 상향링크 슬롯(914)으로 다중화되고, SLICE 4에 해당하는 제 2 수신 빔(926)은 제 4 상향링크 슬롯(916)으로 다중화되는 것으로 도시되어 있다. 슬롯(910)의 제 1 제어 영역(902)은 제 1 수신 빔(920)을 통해 구별되고, 슬롯(912)의 제 2 제어 영역(904)은 제 2 수신 빔(922)을 통해 구별되고, 슬롯(914)의 제 3 제어 영역(906)은 제 3 수신 빔(924)을 통해 구별되고, 슬롯(916)의 제 4 제어 영역(908)은 제 4 수신 빔(926)을 통해 구별된다.
특정 실시 예에서, UE(116)는 BS(102)의 수신 빔에 대해 슬롯 내 다수의 상향링크 제어 채널 중 상향링크 제어 채널에 대한 자원 영역을 구별하기 위해 (1) 상향링크 제어 채널을 명시적으로 할당하거나 (2) 상향링크 제어 채널에 하향링크 데이터 그랜트(grant)를 암시적으로 맵핑하는 것 중 하나인 하향링크 제어 채널 할당 메시지(예, 물리적 하향링크 제어 채널(PDCCH))을 사용한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 UL 수신 빔에 기반한 UL 제어 채널 다중화를 위한 구성 및 관련 규칙을 도시하는 순서도이다. 비록 순서도가 일련의 단계들로 도시되었지만, 명시적으로 언급되지 않는 한 단계들의 실행 특정 순서, 그 일부가, 동시적 혹은 중첩 방식보다는 순서대로 실행하는 것 또는 중간 단계 없이 도면에 도시된 순서대로 실행하는 것과 관련하여 어떠한 추론도 도출되지 않는다. 도시된 처리는 BS(102)와 UE(116)와 같은 하나 이상의 BS와 UE에서의 하나 이상의 송신 체인 또는 수신 체인에 의해 구현된다. BS(102)와 UE(116)는 도 10의 순서도에 도시된 하나 이상의 단계를 실행하도록 구성된 하나 이상의 디지털 또는 아날로그 프로세서를 각각 포함한다.
특정 실시 예에서, 하나 이상의 상향링크 제어 채널 영역이 다중화되는 하나 이상의 슬롯을 기술 또는 구별하는 명시적 구성 메시지가 BS(102)에서 UE(116)로 전송된다. 이는 BS(102)가 자신의 여러 수신 빔에 대한 통신 부하를 관리하고 상향링크 제어 채널이 다중화되는 여러 슬롯을 자유롭게 할당할 수 있도록 한다. 하나 이상의 상향링크 제어 채널이 다중화되는 하나 이상의 슬롯을 기술하는 상향링크 제어 채널 구성을 식별하기 위한 UE(116)의 메시지 순서도가 도 10에 도시된다. UE(116)가 상향링크 제어 채널의 슬롯을 성공적으로 식별 또는 복호하는데 여러 메시지가 사용된다.
단계 1002에서, BS(102)는 UE(116)로 자신의 상향링크 수신 빔에 대한 하나 이상의 구성을 식별하는 메시지를 전송한다. 각각의 수신 빔은 자신만의 구성을 가질 수 있다. 단계 1004에서, UE(116)는 BS(102)로부터 상향링크 수신 빔의 하나 이상의 구성을 수신한다.
단계 1006에서, UE(116)는 BS(102)의 특정 수신 빔과 관련한다. 이러한 관련은 BS(102)로부터 수신된 하나 이상의 구성에 기반한다.
단계 1008에서, BS(102)는 UE(116)가 관련한 상향링크 수신 빔에 대한 TA를 전송한다. 단계 1010에서, UE(116)는 BS(102)와 통신하는데 관련된 수신 빔과 관련된 TA를 사용한다.
단계 1012에서, BS(102)는 수신 빔으로 맵핑하는 상향링크 제어 물리 채널 위치의 구성을 전송한다. 단계 1014에서, UE(116)는 수신 빔에 대한 상향링크 제어 채널이 다중화되는 상향링크 슬롯을 식별한다. 슬롯에 대한 식별은 상향링크 수신 빔에 대한 상향링크 제어 채널이 다중화되는 슬롯 정보를 복호하는 것으로 지칭된다.
단계 1016에서, UE(116)는 BS(102)에서 수신된 TA와 구성에 기반하여 상향링크 제어 채널로 전송한다. UE(116)가 전송한 슬롯은 BS(102)에서 수신 빔을 식별하는데 사용될 수 있는 BS(102)로부터의 수신된 TA와 구성에 기반하여 결정된다. UL 제어 채널의 UL 제어 영역은 BS(102)의 수신 빔과 TA를 통해 식별된다.
단계 1018에서, BS(102)는 상향링크 제어 채널을 통해 UE(116)로부터 정보를 수신한다. 정보는 UE(116)와 관련되며 TA를 통해 식별되는 BS(102)의 수신 빔으로 수신된다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 다수의 수신 빔 또는 슬라이스와 관련된 다중화된 상향링크 제어 영역을 도시한다. 도 11에 도시된 예는 예시를 위한 것일 뿐이다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 예가 가능하다.
BS(102)는 동일한 상향링크 슬롯에서 하나 이상의 수신 빔에 대한 상향링크 제어 채널을 다중화한다. BS(102)는 동일한 슬롯에서 다른 수신 빔과 관련된 제어 채널에 대해 다른 자원 엘리먼트를 사용한다. 만일 BS가 동일한 상향링크 슬롯에서 상향링크 제어 채널을 다중화하지만 자원 엘리먼트는 분리하는 것으로 결정하면, 이러한 할당은 도 11에 도시된 바와 유사하며, 도 11에서 SLICE 1과 SLICE 3을 통해 식별된 수신 빔에 대한 상향링크 제어 채널은 상향링크 슬롯(1110, 1114, 1116)에서 다중화되지만 SLICE 2와 SLICE 4를 통해 식별된 수신 빔에 대한 제어 채널은 상향링크 슬롯(1112)에서 다중화된다. 다른 방법으로, 다수의 수신 빔에 해당하는 상향링크 제어 영역은 동일한 UL 슬롯에서 다중화된다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 다른 수신 빔 서브셋에 대한 TA에 기반한 UL 제어 채널 다중화의 구성에 대한 갱신 과정을 도시하는 순서도이다. 비록 순서도가 일련의 단계들로 도시되었지만, 명시적으로 언급되지 않는 한 단계들의 실행 특정 순서, 그 일부가, 동시적이기 혹은 중첩 방식보다는 순서대로 실행하는 것 또는 중간 단계 없이 도면에 도시된 순서대로 실행하는 것과 관련하여 어떠한 추론도 도출되지 않는다. 도시된 처리는 예를 들면 기지국인 송신기 체인에 의해 구현된다. BS(102)와 UE(116)는 도 12의 순서도에서 도시하고 있는 단계를 실행하도록 구성된 하나 이상의 디지털 또는 아날로그 프로세서를 각각 포함한다.
특정 실시 예에서, BS(102)는 도 11과 관련하여 설명된 바와 같이, 어떠한 수신 빔이 동일한 상향링크 슬롯에서 다중화될 것을 결정하기 위해 자신의 커버리지에서 다수의 UE로부터 여러 송신-수신 빔 쌍의 TA에 대한 정보를 사용한다. 만일 BS(102)가 다수의 송신-수신 빔 쌍에 대한 TA를 모른다면, BS(102)는 단계 1202에서 UE(116)에게 다수의 수신 빔에 대한 송신-수신 빔 쌍의 서브셋에 대한 TA를 유출해낼 수 있는 정보를 전송할 것을 요청한다.
단계 1204에서, UE(116)는 BS(102)로부터의 TA 갱신 메시지에 응답하여, 각각의 빔 쌍에 대한 TA 정보를 개별적으로 또는 차동적으로 전송한다. 차동 형식은 요청된 송신-수신 빔 쌍에 대한 TA와 BS에 의해 전송된 TA 사이의 차이를 나타낸다. 단계 1206에서, BS(102)는 하나 이상의 UE로부터 TA 정보를 수신한다. BS(102)는 자신의 커버리지 내 모든 또는 몇몇 UE에게 송신-수신 빔 쌍의 모두 또는 서브셋에 대한 TA를 전송할 것을 요청을 전송한다.
단계 1208에서, BS(102)는 자신이 커버리지 내 UE로부터 수신된 TA 정보로부터 도출된 TA를 사용하여 메시지를 통해 하나 이상의 상향링크 제어 채널을 갱신한다. 단계 1210에서, UE(116)는 하나 이상의 갱신된 구성을 포함하는 메시지를 BS(102)로부터 수신하고 갱신된 구성에 기반하여 슬롯 정보를 복호한다. 단계 1212에서, UE(116)는 BS(102)로부터의 메시지에서 수신된 갱신된 구성에 기반하여 갱신된 상향링크 제어 채널의 슬롯을 전송한다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 긴 주기적 전치부호를 가진 슬롯 내 상향링크 제어 채널을 다중화하는 것을 도시한다. 도 13에 도시된 예는 예시를 위한 것일 뿐이다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 예가 가능하다.
여러 슬라이스(1302-1308)에 속하는 상향링크 제어 채널은 상향 슬롯(1312)에서 다중화되고, 상향 링크 슬롯(1312)의 심벌은 상향링크 슬롯(1316-1320) 보다 더 긴 주기적 전치부호를 사용한다. 긴 주기적 전치부호는 여러 수신 빔 사이의 TA 차이가 심벌간 간섭을 야기하지 않도록 한다. 도 13은 BS(102)의 긴 주기적 전치부호를 가진 슬롯(1312)이 모든 수신 빔 슬라이스(1302-1308)에 대해 상향링크 제어 영역을 전송하는 것을 도시한다. 비록 도면에서 다른 슬라이스에 대한 상향링크 제어 채널이 슬롯 내 OFDM 심벌로 전송되는 것으로 도시되었지만, 이는 예시를 위한 것일 뿐이고 모든 다른 다중화 방법(예, 주파수 및 공간)이 사용 가능하다.
본 발명의 특정 실시 예들은 BS가 자신의 상향링크 전송을 복호하는데 사용하는 수신 빔을 결정하기 위해 TDD 시스템의 상향링크 및 하향링크 채널 사이의 상반정리를 사용하는 UE(116)에 대해 설명하고 있다. UE(116)는 상향링크 제어 채널이 다중화되는 상향링크 슬롯을 식별하기 위한 상향링크 제어 채널 구성을 사용한다. 상반정리를 통해 수신 빔을 식별하고 채널 구성 메시지를 통해 상향링크 슬롯을 식별한 후, UE(116)는 UL 제어 채널과 하향링크 채널 사이의 상반정리를 통해 식별된 상향링크 제어 영역을 포함하는 제어 채널로 전송한다.
본 발명의 특정 실시 예에서, 다수의 상향링크 슬롯이 수신 빔과 관련된 상향링크 제어 채널을 다중화하는 것으로 설명되고, UE(116)는 자신의 이동국 식별번호(MSID) 또는 하향링크 제어 채널 할당 메시지(예, PDCCH)와 관련된 하나 이상의 맵핑 함수를 사용하여 상향링크 제어 채널에 대해 사용하기 위한 상향링크 슬롯과 슬롯 내 자원 엘리먼트를 결정한다. 하향링크 제어 채널 할당 메시지는 상향링크 제어 채널을 명시적으로 할당하거나 상향링크 제어 채널로 하향링크 데이터 그랜트를 암시적으로 맵핑한다.
UE(116)는 MSID를 사용하는 맵핑 함수에 기반하여 자신의 상향링크 제어 채널에 사용하기 위한 상향링크 슬롯을 결정한다. UE(116)가 상향링크 제어 채널에 대한 상향링크 슬롯 (kr)을 결정하는데 사용하는 맵핑 함수의 예가 수학식 1에서 설명된다:
Figure 112013058399316-pat00001
여기서, MSID는 UE(116)와 관련된 식별번호(MSID)를 포함하는 이진 스트링이고,
Figure 112013058399316-pat00002
은 인덱스 r을 가진 특정 수신 빔에 대한 상향링크 제어 채널이 다중화되는 슬롯의 수이며,
Figure 112013058399316-pat00003
은 이진수를 base 10 numeral로 변환하는 수학적 함수이며,
Figure 112013058399316-pat00004
는 모듈로 연산자이다. 상향링크 제어 채널을 결정하는데 UE(116)와 BS(102) 모두에 대해 동일한 함수가 사용되는 한, UE(116)가 상향링크 제어 채널로 전송하는데 사용할 상향링크 슬롯을 결정하기 위해 MSID와 관련된 임의의 적정 함수를 구성할 수 있다.
비록 본 발명이 예시적인 실시 예들을 통해 설명되었지만, 당업자 수준의 여러 변경 및 변화가 가능하다. 본 발명은 이러한 변경 및 변화를 첨부된 청구항에 기재된 범위 내에서 포함할 수 있도록 설명하고자 하였다.

Claims (21)

  1. 하나 이상의 지향성 빔을 통해 사용자 장치(user equipment, UE)와 통신하는 기지국(base station, BS)방법에 있어서,
    상기 UE로 TA(timing advance)를 전송하는 과정과,
    상기 UE의 상향링크 신호와 적어도 하나의 수신 빔을 관련시키는 과정을 포함하고,
    상기 상향링크 신호의 상향링크 제어 영역은 상기 TA 및 상기 적어도 하나의 수신 빔에 기반하여 식별되는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상향링크 제어 영역은 제 1 상향링크 제어 영역과 제 2 상향링크 제어 영역을 포함하고,
    상기 제 1 상향링크 제어 영역은 제 1 수신 빔에 의해 식별되고,,
    상기 제 2 상향링크 제어 영역은 제 2 수신 빔에 의해 식별되는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 상향링크 제어 영역 및 상기 제 2 상향링크 제어 영역은 동일한 상향링크 슬롯에서 다중화되는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 UE에 의해 사용되는 상기 상향링크 제어 영역은, 상향링크 제어 채널을 할당하거나 또는 하향링크 데이터 그랜트를 상기 상향링크 제어 채널로 맵핑하는 것 중 하나를 포함하는 하향링크 제어 채널 할당 메시지를 통해 식별되는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 UE로부터 정보 수신 이전에, 상기 적어도 하나의 수신 빔과 관련된 상기 상향링크 신호의 상기 상향링크 제어 영역의 상향링크 슬롯을 식별하는 구성 메시지를 전송하는 과정을 더 포함하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 상향링크 제어 영역은 상향링크 제어 채널과 하향링크 제어 채널 사이의 상반정리를 통해 식별되는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 상향링크 제어 영역은:
    상기 UE의 이동국 식별번호(mobile station identification number, MSID); 또는
    하향링크 제어 채널 할당 메시지 중 하나와 관련하는 하나 이상의 맵핑 함수를 통해 식별되며,
    상기 하향링크 제어 채널 할당 메시지는:
    상향링크 제어 채널을 할당하거나; 또는
    상기 상향링크 제어 채널에 하향링크 데이터 그랜트를 맵핑하는 것 중 하나를 포함하는 방법.
  8. 하나 이상의 지향성 빔을 통해 사용자 장치(user equipment, UE)와 통신하는 기지국(base station, BS)에 있어서,
    상기 UE로 TA(timing advance)를 전송하고; 및
    상기 UE의 상향링크 신호를 적어도 하나의 수신 빔과 관련시키도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함하며,
    상기 상향링크 신호의 상향링크 제어 영역은 상기 TA 및 상기 적어도 하나의 수신 빔에 기반하여 식별되는 기지국.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 상향링크 제어 영역은 제 1 상향링크 제어 영역과 제 2 상향링크 제어 영역을 포함하고,
    상기 제 1 상향링크 제어 영역은, 제 1 수신 빔에 의해 식별되고,
    상기 제 2 상향링크 제어 영역은 제 2 수신 빔에 의해 식별되는 기지국.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 1 상향링크 제어 영역 및 상기 제 2 상향링크 제어 영역은 동일한 상향링크 슬롯에서 다중화되는 기지국.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 UE에 의해 사용되는 상기 상향링크 제어 영역은, 상향링크 제어 채널을 할당하거나 또는 하향링크 데이터 그랜트를 상기 상향링크 제어 채널로 맵핑하는 것 중 하나를 포함하는 하향링크 제어 채널 할당 메시지를 통해 식별되는 기지국.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서는,
    상기 UE로부터 정보 수신 이전에, 상기 적어도 하나의 수신 빔과 관련된 상기 상향링크 신호의 상기 상향링크 제어 영역의 상향링크 슬롯을 식별하는 구성 메시지를 전송하도록 구성되는 기지국.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 상향링크 제어 영역은 상향링크 제어 채널과 하향링크 제어 채널 사이의 상반정리를 통해 식별되는 기지국.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 상향링크 제어 영역은:
    상기 UE의 이동국 식별번호(mobile station identification number, MSID); 또는
    하향링크 제어 채널 할당 메시지 중 하나와 관련하는 하나 이상의 맵핑 함수를 통해 식별되며,
    상기 하향링크 제어 채널 할당 메시지는:
    상향링크 제어 채널을 할당하거나; 또는
    상기 상향링크 제어 채널에 하향링크 데이터 그랜트를 맵핑하는 것 중 하나를 포함하는 기지국.
  15. 하나 이상의 지향성 빔을 사용하여 기지국(base station, BS)과 통신하는 사용자 장치(user equipment, UE)에 있어서,
    상기 BS로부터 TA(timing advance)를 수신하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함하며,
    상기 UE의 상향링크 신호는 적어도 하나의 수신 빔과 관련되고,
    상기 상향링크 신호의 상향링크 제어 영역은 상기 TA 및 상기 적어도 하나의 수신 빔에 기반하여 식별되는 사용자 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 상향링크 제어 영역은 제 1 상향링크 제어 영역과 제 2 상향링크 제어 영역을 포함하고,
    상기 제 1 상향링크 제어 영역은 제 1 수신 빔에 의해 식별되고,
    상기 제 2 상향링크 제어 영역은 제 2 수신 빔에 의해 식별되는 사용자 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제 1 상향링크 제어 영역 및 상기 제 2 상향링크 제어 영역은 동일한 상향링크 슬롯에서 다중화되는 사용자 장치.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 UE에 의해 사용되는 상기 상향링크 제어 영역은, 상향링크 제어 채널을 할당하거나 또는 하향링크 데이터 그랜트를 상기 상향링크 제어 채널로 맵핑하는 것 중 하나를 포함하는 하향링크 제어 채널 할당 메시지를 통해 식별되는 사용자 장치.
  19. 청구항 15에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서는,
    상기 BS로부터 정보 수신 이전에, 상기 적어도 하나의 수신 빔과 관련된 상기 상향링크 신호의 상기 상향링크 제어 영역의 상향링크 슬롯을 식별하는 구성 메시지를 수신하도록 구성되는 사용자 장치.
  20. 청구항 15에 있어서,
    상기 상향링크 제어 영역은 상향링크 제어 채널과 하향링크 제어 채널 사이의 상반정리를 통해 식별되는 사용자 장치.
  21. 청구항 15에 있어서,
    상기 상향링크 제어 영역은:
    상기 UE의 이동국 식별번호(mobile station identification number, MSID); 또는
    하향링크 제어 채널 할당 메시지 중 하나와 관련하는 하나 이상의 맵핑 함수를 통해 식별되며,
    상기 하향링크 제어 채널 할당 메시지는:
    상향링크 제어 채널을 할당하거나; 또는
    상기 상향링크 제어 채널에 하향링크 데이터 그랜트를 맵핑하는 것 중 하나를 포함하는 사용자 장치.
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