KR102089206B1

KR102089206B1 - 밀리미터파 차량간 통신을 위한 동기화 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102089206B1
Application number: KR1020190003432A
Authority: KR
Inventors: 조용수; 박수호
Original assignee: 중앙대학교 산학협력단
Priority date: 2019-01-10
Filing date: 2019-01-10
Publication date: 2020-03-13
Also published as: WO2020145592A1

Abstract

본 발명은 밀리미터파 차량간 통신을 위한 동기화 방법 및 장치를 개시한다. 본 발명에 따르면, 프로세서; 및 상기 프로세서에 연결되는 메모리를 포함하되, 상기 메모리는, NR PSS(New Radio Primary Synchronization Signal)를 포함하는 기지국 동기 신호를 통해 상기 기지국의 물리 계층 정보를 획득하여 기지국과의 초기 접속 절차를 수행하고, 상기 기지국과의 초기 접속 절차 완료에 따라 상기 기지국 동기 신호가 전송되는 동기 신호 버스트 셋 주기 내에서 차량 동기 신호의 V PSS(Vehicle Primary Synchronization Signal) 타이밍을 추정하고, 상기 차량 동기 신호의 V PSS를 상기 기지국 동기 신호와 시간 영역의 상관 관계에서 구분될 수 있도록 생성하고, 상기 생성된 V PSS를 포함하는 상기 차량 동기 신호를 다른 차량에 전송하여 차량간 동기화가 수행되도록, 상기 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램 명령어들을 포함하는 차량간 동기화 장치가 제공된다.

Description

밀리미터파 차량간 통신을 위한 동기화 방법 및 장치{Synchronization method and apparatus for millimeter wave vehicle communication}

본 발명은 밀리미터파 차량간 통신을 위한 동기화 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 자율주행자동차에 필요한 차량 통신을 위하여 Vehicle to Infrastructure (V2I)와 Vehicle to Vehicle (V2V), 통칭하여 Vehicle to Everything (V2X) 기술 개발이 이루어지고 있다.

현재 3GPP 5G 통신을 위해 개발되고 있는 New Radio(NR)의 규격에 따르면, NR에서 사용하는 동기 신호를 SS/PBCH 블록이라고 부르며, 동기 신호 블록을 의미하는 SSB(Synchronization Signal Block)라고도 부른다.

SS/PBCH 블록은 PSS(Primary Synchronization Signal), SSS(Secondary Synchronization Signal), PBCH(Physical Broadcast Channel), DMRS(Demodulation Reference Signal)로 이루어진 4 심볼 길이의 동기 신호이다.

차량이 기지국과 통신을 하는 방식인 V2I에서는 기지국에서 사용하는 NR SS/PBCH 블록으로 동기를 맞추는 것에 문제가 없다. 하지만 차량간 통신을 의미하는 V2V에서는 동기 신호를 전송하는 차량을 소형 기지국이라고 간주할 수 있고, 소형 기지국에서 그대로 NR SS/PBCH 블록을 사용한다면 문제가 발생할 수 있다.

왜냐하면, 초기 접속 절차를 수행하고자 하는 차량은 기지국에서 사용하는 동기 신호와 다른 인접 차량에서 사용하는 동기 신호를 구분하지 못하고, 주변에서 수신되는 무수히 많은 동기 신호들에 대해 모든 탐색 과정을 거쳐야하기 때문이다.

이 경우에 초기 접속 절차를 이루고자 하는 차량은 기지국에 동기를 맞추고 싶더라도 다른 인접 차량에서 온 동기 신호에 동기를 맞추게 될 가능성이 높아지고 원하는 통신 방식을 선택하지 못하게 된다.

KR 공개특허 10-2017-0093333

상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 초기 접속 절차 과정에서 수신된 신호의 출처를 빠르게 구분하여 지연 시간을 줄일 수 있는 밀리미터파 차량간 통신을 위한 동기화 방법 및 장치를 제안하고자 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 밀리미터파 차량 통신 환경에서 차량간 동기화 장치로서, 프로세서; 및 상기 프로세서에 연결되는 메모리를 포함하되, 상기 메모리는, NR PSS(New Radio Primary Synchronization Signal)를 포함하는 기지국 동기 신호를 통해 상기 기지국의 물리 계층 정보를 획득하여 기지국과의 초기 접속 절차를 수행하고, 상기 기지국과의 초기 접속 절차 완료에 따라 상기 기지국 동기 신호가 전송되는 동기 신호 버스트 셋 주기 내에서 차량 동기 신호의 V PSS(Vehicle Primary Synchronization Signal) 타이밍을 추정하고, 상기 차량 동기 신호의 V PSS를 상기 기지국 동기 신호와 시간 영역의 상관 관계에서 구분될 수 있도록 생성하고, 상기 생성된 V PSS를 포함하는 상기 차량 동기 신호를 다른 차량에 전송하여 차량간 동기화가 수행되도록, 상기 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램 명령어들을 포함하는 차량간 동기화 장치가 제공된다.

상기 V PSS는 상기 NR PSS에 켤레 복소수를 취하여 생성될 수 있다.

상기 차량 동기 신호는 차량의 빔 개수만큼 전송되고, 상기 빔을 식별하는 차량 동기 신호 블록 인덱스는 시간 영역에서 순환 시프트되어 상기 V PSS에 포함될 수 있다.

상기 프로그램 명령어들은, 상기 차량간 통신 환경이 산재한(sparse) 차량 통신 환경인지 여부를 판단하고, 상기 차량간 통신 환경이 산재한 통신 환경인 경우, 커버 코드를 이용하여 상기 V PSS를 생성할 수 있다.

상기 산재한 통신 환경인지 여부는, 차량간 전파 지연 차이의 최대값이 미리 설정된 임계치보다 큰 지 여부를 통해 판단되며, 상기 미리 설정된 임계치는, 하나의 심볼에서 발생할 수 있는 검출 타이밍 간의 최소 시간 차이 및 OFDM의 CP(Cyclic Prefix)가 차지하는 시간 주기 중 적어도 하나에 의해 결정될 수 있다.

상기 하나의 심볼에서 발생할 수 있는 검출 타이밍 간의 최소 시간 차이는 OFDM 심볼 길이, RF chain의 개수가 최대일 때 하나의 심볼 내에서 검출 타이밍이 시프트 될 수 있는 비율 및 RF chain 개수가 증가함에 따라 하나의 심볼 내에 V PSS가 들어가는 비율 중 적어도 하나에 의해 결정될 수 있다.

상기 기지국 동기 신호는 상기 NR PSS과, SSS(Secondary Synchronization Signal), PBCH(Physical Broadcast Channel) 및 DMRS(Demodulation Reference Signal)를 포함하고, 상기 차량 동기 신호는 상기 V PSS와 V SSS(Vehicle Secondary Synchronization Signal)를 포함할 수 있다.

상기 프로그램 명령어들은, 상기 추정된 V PSS 타이밍에 수신된 다른 차량의 제1 차량 동기 신호를 수신하여 V PSS 및 V SSS를 탐색하고, 상기 탐색된 V PSS에서 제1 차량 아이디, 상기 제1 차량 동기 신호의 블록 인덱스, 상기 제1 차량 신호의 수신 빔 아이디를 추정하고, 상기 탐색된 V SSS에서 제2 차량 아이디를 추정하고, 상기 제1 및 제2 차량 아이디를 통해 상기 다른 차량의 셀 아이디를 추정할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 밀리미터파 차량 통신 환경에서 차량간 동기화 장치로서, NR PSS(New Radio Primary Synchronization Signal)를 포함하는 기지국 동기 신호를 통해 상기 기지국의 물리 계층 정보를 획득하는 기지국 정보 획득부; 상기 기지국과의 초기 접속 절차 완료에 따라 상기 기지국 동기 신호가 전송되는 동기 신호 버스트 셋 주기 내에서 차량 동기 신호의 V PSS(Vehicle Primary Synchronization Signal) 타이밍을 추정하는 타이밍 추정부; 및 상기 차량 동기 신호의 V PSS를 상기 기지국 동기 신호와 시간 영역의 상관 관계에서 구분될 수 있도록 생성하는 V PSS 생성부를 포함하되, 상기 생성된 V PSS를 포함하는 차량 동기 신호를 다른 차량에 전송하여 차량간 동기화를 수행하는 차량간 동기화 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 밀리미터파 차량 통신 환경에서 차량간 동기화 방법으로서, NR PSS(New Radio Primary Synchronization Signal)를 포함하는 기지국 동기 신호를 통해 상기 기지국의 물리 계층 정보를 획득하는 단계; 상기 기지국과의 초기 접속 절차 완료에 따라 상기 기지국 동기 신호가 전송되는 동기 신호 버스트 셋 주기 내에서 차량 동기 신호의 V PSS(Vehicle Primary Synchronization Signal) 타이밍을 추정하는 단계; 상기 차량 동기 신호의 V PSS를 상기 기지국 동기 신호와 시간 영역의 상관 관계에서 구분될 수 있도록 생성하는 단계; 및 상기 생성된 V PSS를 포함하는 차량 동기 신호를 다른 차량에 전송하여 차량간 동기화를 수행하는 단계를 포함하는 차량간 동기화 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, 초기 접속 절차 과정에서 수신된 신호의 출처를 빠르게 구분하여 동기 신호의 재탐색 과정을 최대한 줄일 수 있다. .

또한, 본 발명에 따르면, 차량의 V SS 블록이 기지국의 NR SS/PBCH 블록과는 다르게 2 심볼로 이루어져있어 차량의 빠른 이동에 의해 핸드 오버 상황이 발생하더라도 더 빠르게 동기를 맞출 수 있는 장점이 있다.

마지막으로 NR PSS의 탐색 과정을 거치는 것만으로도 주변 환경에서 기지국이 존재하는지 여부를 바로 확인할 수 있고, 기지국이 존재하지 않는 상황이라면 차량들은 서로 사이드 링크를 활용하여 V2V 통신을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀리미터파 차량간 동기화 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 V2X 통신 환경에서 발생하는 전파 지연을 나타낸 것이다.
도 3은 본 실시예에 따른 시간 영역에서의 동기 신호 배치를 나타낸 것이다.
도 4는 RF chain 개수

에 따른 V SS 블록 전송을 도시한 것이다.
도 5는 NR SS/PBCH 블록 시간 주파수 구조를 도시한 것이다.
도 6은 V SS 블록 시간 주파수 구조를 도시한 것이다.
도 7은 NR PSS와 V PSS간의 상관 관계 특성을 도시한 것이다.
도 8은 밀접한 차량 통신 환경에서 사용하는 V PSS

간의 상관 관계를 도시한 것이다.
도 9는 산재한 차량 통신 환경에서 사용하는 V PSS

간의 상관 관계를 도시한 것이다.
도 10은 본 실시예에 따른 V PSS

간의 상관 관계를 도시한 것이다.
도 11은 V2X 통신을 위해 인접 기지국의 정보와 인접 차량에 대한 정보를 얻기 위한 초기 접속 절차에 대한 순서도를 도시한 도면이다.
도 12는 시간 영역 V PSS 상관 특성을 도시한 것이다.
도 13은 산재한 차량 통신 환경에서의 V PSS 탐색 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 산재한 통신 환경에서 같은 을 가진 V PSS 간의 상관 관계를 도시한 도면이다.
도 15는 산재한 통신 환경에서 다른

을 가진 V PSS 간의 상관 관계를 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서는 V2X의 초기 접속 절차에서 적은 지연 시간(latency)으로 V2V 동기화를 이루기 위하여, 밀리미터파(mmWave) 차량간 통신 시스템의 차량 동기 신호와 동기화 절차를 제안한다. 현재 5G mmWave 통신을 목표로 개발되고 있는 New Radio (NR) 개발 방향에 맞춰 NR의 시스템을 활용하여 V2X 통신을 구성한다.

밀리미터파 차량간 통신 환경에서 발생할 수 있는 조건들을 고려하여 빔 포밍 기술을 적용하며, 지연 시간을 고려하여 기지국의 셀 반경에 따라 환경을 나누어 각기 특성에 맞는 동기 신호를 사용할 수 있도록 제안한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀리미터파 차량간 동기화 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 1은 차량에 설치된 컴퓨팅 장치를 도시한 것으로서, 프로세서(100) 및 메모리(102)를 포함할 수 있다.

프로세서(100)는 컴퓨터 프로그램을 실행할 수 있는 CPU(central processing unit)나 그밖에 가상 머신 등을 포함할 수 있다.

메모리(102)는 고정식 하드 드라이브나 착탈식 저장 장치와 같은 불휘발성 저장 장치를 포함할 수 있다. 착탈식 저장 장치는 컴팩트 플래시 유닛, USB 메모리 스틱 등을 포함할 수 있다. 메모리(102)는 각종 랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리도 포함할 수 있다.

이와 같은 메모리(102)에는 프로세서(100)에 의해 실행 가능한 프로그램 명령어들이 저장된다.

본 실시예에 따른 프로그램 명령어들은, NR PSS(New Radio Primary Synchronization Signal)를 포함하는 기지국 동기 신호를 통해 기지국의 물리 계층 정보를 획득하여 기지국과의 초기 접속 절차를 수행한다.

또한, 프로그램 명령어들은 기지국과의 초기 접속 절차 완료에 따라 기지국 동기 신호가 전송되는 동기 신호 버스트 셋 주기 내에서 차량 동기 신호의 V PSS(Vehicle Primary Synchronization Signal) 타이밍을 추정한다.

본 실시예에서는 차량 동기 신호인 V SS 블록을 기지국의 NR SS/PBCH 블록과는 다르게 V PSS와 V SSS의 2 심볼로 구성하고, V SS 블록을 기존 NR 스펙의 데이터 필드에 포함시킨다.

본 실시예에 따르면, 차량 동기 신호의 V PSS를 기지국 동기 신호의 NR PSS와 시간 영역의 상관 관계에서 구분될 수 있도록 NR PSS에 켤레 복소수를 취하여 V PSS를 생성한다. 이에 대해서는 이하에 상술될 것이다.

이후, 프로그램 명령어들은 상기 생성된 V PSS를 포함하는 차량 동기 신호를 다른 차량에 전송하도록 하여 차량간 동기화를 수행한다.

본 실시예에 따른 차량간 통신 환경은 복수의 빔을 통해 차량 동기 신호를 전송하며, 차량의 빔 식별을 위한 차량 동기 신호 블록 인덱스는 시간 영역에서 순환 시프트 되어 V PSS에 포함된다.

또한, 차량간 통신 환경은 밀접한 차량 통신 환경과 산재한 차량 통신 환경으로 구분되고, 특히 산재한 통신 환경에서는 오류 방지를 위해 V PSS에 커버 코드가 적용된다. 차량간 통신 환경이 밀접한지 여부에 대한 임계치에 대해서는 이하에서 상술될 것이다.

상기에서는 프로세서(100)에 연결된 메모리(102)에 저장된 프로그램 명령어들이 초기 접속 절차를 통해 차량간 동기화하는 것으로 설명하였다.

그러나, 이에 한정됨이 없이 NR PSS(New Radio Primary Synchronization Signal)를 포함하는 기지국 동기 신호를 통해 상기 기지국의 물리 계층 정보를 획득하는 기지국 정보 획득부, 기지국과의 초기 접속 절차 완료에 따라 상기 기지국 동기 신호가 전송되는 동기 신호 버스트 셋 주기 내에서 차량 동기 신호의 V PSS(Vehicle Primary Synchronization Signal) 타이밍을 추정하는 타이밍 추정부 및 차량 동기 신호의 V PSS를 상기 기지국 동기 신호와 시간 영역의 상관 관계에서 구분될 수 있도록 생성하는 V PSS 생성부가 별도의 칩 형식으로 제공되고, 이들이 프로세서의 제어에 따라 차량간 동기화를 수행하는 것도 본 발명의 범주에 포함될 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에서의 가정, 데이터 구조, 상관 관계 등에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명에서 가정하는 환경들은 다음과 같다.

초기 접속이 필요한 차량은 우선적으로 인접 기지국에 대한 탐색 과정을 통해 물리 계층 정보를 얻고 기지국 동기 신호를 이용하여 동기화를 진행한다. 이때 기지국 주변에서 이미 초기 접속 절차를 마친 다른 차량들은 기지국 동기 신호 전송 시간을 기반으로 각 차량의 물리 계층 정보가 담긴 차량 동기 신호를 전송한다.

즉, 초기 접속을 하는 V2X 차량은 우선 기지국의 동기 신호를 이용하여 기지국에 동기를 맞추고 정보를 얻은 다음, 인접 차량의 동기 신호를 이용하여 주변 차량에 대해 탐색 과정을 거쳐 차량의 정보들을 얻는다.

본 발명에 있어서, 기지국에 인접한 모든 차량들의 동기 신호는 기지국에서 전송하는 동기 신호의 타이밍을 기반으로 전송되기 때문에 기지국이 운용하는 셀의 크기가 매우 중요하다.

V2X가 운용되는 기지국의 셀의 크기가 작으면 셀 안에서 전송되는 신호의 전파 지연(propagation delay)이 작기 때문에 모든 차량은 무시할만큼의 작은 지연 차이를 가지고 신호를 수신하게 된다. 하지만 기지국이 운용하는 셀의 크기가 크면 기지국에서 전송한 신호가 각 차량에 다른 전파 지연 시간을 가지고 도달하게 되고 이에 동기를 맞춘 차량들은 서로 다른 시간을 기준으로 자신들의 동기 신호를 전송하게 된다. 따라서 본 발명은 위 두가지 경우를 모두 대비하기 위해 서로 다른 동기 신호를 제안하고 그 운용 방법에 대해서 서술하고자 한다.

도 2는 V2X 통신 환경에서 발생하는 전파 지연을 나타낸 것이다.

도 2에서

는 송신기에서 보낸 신호가 수신기까지 도달하는데 걸리는 전파 지연 시간을 의미한다. 제1 차량(Vehicle 0)이 초기 접속 절차를 진행할 때 기지국 신호는

만큼 지연되어 수신된다. 또한

만큼 지연된 기지국의 동기 신호를 기준으로 전송된 제2 차량(Vehicle 1)의 동기 신호는 제1 차량에게

+

만큼 지연되어 수신된다.

따라서 초기 접속 절차를 하고자 하는 제1 차량에게 주변에서 전송하는 신호 간의 전파 지연 차이가 발생한다. 이를 차량간 전파 지연 차이

라 정의한다. 해당 셀에서 발생할 수 있는 '차량간 전파 지연 차이의 최대값

'이 소정 임계치

보다 작을 때 밀접한(dense) 차량 환경으로,

보다 클 때, 산재한(sparce) 차량 통신 환경으로 정의한다.

의 조건은 이하에서 다시 자세히 설명될 것이다.

전술한 바와 같이, 초기 접속 절차를 이루고자 하는 차량이 기지국에 동기를 맞추고 싶더라도 다른 인접 차량의 동기 신호에 동기화할 가능성이 높아진다.

이를 해결하기 위해, 본 실시예에서는 차량 동기 신호를 V(Vehicle) SS 블록이라 정의한다.

각 차량은 NR에서 사용하는 동기 신호를 사용하지 않고, 다른 동기 신호를 사용함에 따라 초기 접속 절차를 하고자 하는 차량(수신기)가 인접 기지국과 차량에 대해 초기 접속 절차를 구분할 수 있도록 한다.

이를 통해 수신기는 기지국이나 차량을 찾기 위한 초기 탐색 절차 반복 횟수를 줄일 수 있고, 원하는 탐색 대상의 동기 신호에만 동기화를 진행할 수 있다.

또한, 인접 기지국의 존재 유무 또한 빠르게 판단하여 수신기가 V2I를 진행할 수 있는 환경인지, 또는 V2V만을 진행할 수 있는 환경인지를 바로 인식할 수 있도록 한다.

SS/PBCH 블록은 동기 신호 버스트 셋 주기(SS burst set periodicity) 라는 일정 시간 동안 한번 전송하도록 설정되어 있다. 즉, SS burst set periodicity 동안 SS 블록들이 전송되는 부분과 전송되지 않는 부분이 나눠진다. 따라서 차량 동기 신호는 NR 동기 신호의 위치를 피하여 전송하고자 한다. NR 동기 신호를 받는 것이 V2X 초기 접속 절차에서 매우 중요한 일이므로, NR의 동기 신호 위치에 간섭을 피하기 위해 다른 위치를 활용하여 차량 동기 신호를 전송한다.

도 3은 본 실시예에 따른 시간 영역에서의 동기 신호 배치를 나타낸 것이다.

도 3은 초기 접속 절차 과정에서 수신할 수 있는 신호를 시간 순서로 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, NR SS Burst Set(기지국 동기 신호)은 절반 프레임(half frame)인 5ms 이내에 모든 SS 블록이 전송되고 SS burst set periodicity 이내에는 더 이상 SS burst set이 전송되지 않는다.

따라서, NR의 동기 신호에 간섭을 피하기 위해 burst periodicity의 반주기 시간 이후 차량 SS burst set(차량 동기 신호)을 전송한다. NR SS 블록(기지국 동기 신호) 및 V SS 블록(차량 동기 신호)은 서로 다른 빔에 할당되어 전송된다. NR에서의 최대 빔 개수

만큼 NR SS/PBCH 블록이 전송된다.

따라서 각 SS/PBCH 블록의 순서대로 SS/PBCH 블록 인덱스가 0부터

-1까지 할당된다.

또한, V SS 블록도 차량의 최대 빔 개수

만큼 전송되며 그 인덱스는 0부터

-1까지 할당된다. V SS 블록 인덱스를

로 표현한다.

V SS 블록은 2 심볼로 구성된다. V SS 블록은 전체가 4 심볼로 이루어진 NR SS/PBCH 블록과는 다르게 PBCH와 DMRS가 차지하고 있는 2개의 심볼을 단축시켜 보다 빠른 초기 동기를 얻고자 한다. 따라서 기존 PBCH와 DMRS가 제공하고 있는 SS/PBCH 블록 인덱스를 2 심볼로 이루어진 차량 동기 신호에 싣기 위해 V PSS에 그 인덱스 정보를 실어보내는 방법을 제안하고자 한다.

도 4는 RF chain 개수

에 따른 V SS 블록 전송을 도시한 것이다.

본 실시예에 따르면 차량의 V2X 통신 안테나에서 가질 수 있는 RF chain의 개수를 최대

개까지 선택할 수 있다. 따라서 차량이 선택한 RF chain 개수

에 따라 V SS 블록은 도 4와 같이 동시에 전송될 수 있다.

도 4는

가 8일때 V SS 블록의 전송을 도시한 것이다.

도 4의 전송 방식에 따라 V SS 블록 인덱스

를 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.

수학식 1에서 볼 수 있듯이,

의 수가 증가할수록 하나의 심볼 위치에서 보낼 수 있는 V SS 블록의 수가 증가한다. 해당 심볼 위치의 인덱스를 나타내는 것이

이고, 그 V SS 블록을 보내는 각 RF chain의 인덱스를 구분하는 것이

이다.

도 5는 NR SS/PBCH 블록 시간 주파수 구조를 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, NR SS/PBCH 블록은 시간영역에서 연속된 4개의 심볼, 주파수 영역에서 240개의 연속된 부반송파로 구성된다.

그 중 첫번째 심볼에 NR PSS가 위치하고, 세번째 심볼에 NR SSS가 존재한다. 그리고 NR PBCH와 NR DMRS가 두번째부터 네번째까지 NR SSS를 감싸고 있는 형태를 가진다.

NR PSS는 m-시퀀스로 구성되고, NR SSS는 두 개의 m-시퀀스가 합쳐진 골드 시퀀스로 이루어진다.

NR DMRS 또한 골드 시퀀스이고, NR PBCH는 polar coding 기법이 적용되어 만들어진 데이터로 구성된다. 그리고 NR PSS와 NR SSS는 주파수 영역에서 순차적으로 정의된 부반송파 인덱스 기준 56부터 182까지의 총 127개 길이를 가진다. 그리고 NR PBCH와 NR DMRS는 시간 영역 1번, 3번 심볼에서는 부반송파 인덱스 0부터 239까지 240개의 길이를 가지고, 2번 심볼에서는 0부터 47까지, 192부터 239까지의 부반송파 인덱스를 차지한다.

NR 물리계층 셀 ID(기지국 셀 아이디)는

로 표시할 수 있으며, 0부터 1007까지의 1008개의 독립적인 ID를 가질 수 있다.

는

와

라는 두 개의 ID로 나눌 수 있으며, 그 관계식은 다음과 같다.

본 명세서에서는 편의상

를 제1 기지국 아이디,

를 제2 기지국 아이디로 정의한다.

이 중에서 NR PSS는

의 정보를 담고 있는 신호이다. NR SSS는

의 정보를 담고 있고 NR PBCH와 NR DMRS는 각각 SS/PBCH 인덱스의 3 bits MSB (Most Significant Bit), 3 bits LSB (Least Significant Bit)을 담고 있다. 따라서 NR PSS, NR SSS, NR PBCH, NR DMRS 모두를 탐색하면 그 해당 NR 기지국의 셀 ID와 SS/PBCH block 인덱스를 파악할 수 있다.

도 6은 V SS 블록 시간 주파수 구조를 도시한 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이, V SS 블록은 시간 영역에서 연속된 2개의 심볼, 주파수 영역에서 240개의 연속된 부반송파로 이루어진다. NR SS/PBCH 블록과 같은 부반송파 자원을 사용하기 위해 240개의 부반송파 중에 가운데 56부터 182가지의 부반송파 인덱스를 사용한다.

그 중 첫번째 심볼에 V PSS가 위치하고 두번째 심볼에 V SSS가 위치한다.

차량 물리계층 셀 ID는

로 표시할 수 있으며, NR 물리계층 셀 ID

처럼 0부터 1007까지의 1008개의 독립적인 ID를 가질 수 있다.

도

와

라는 두 개의 ID로 나눌 수 있다.

본 명세서에서는 편의상

를 제1 차량 아이디,

를 제2 차량 아이디로 정의한다.

그 관계식은 다음과 같다.

NR PBCH와 NR DMRS에서 전송하던 SS/PBCH 블록 인덱스처럼 V SS 블록 인덱스도 각 V SS 블록에 실어 전송한다. NR의 SS/PBCH 블록 인덱스를 탐색하는 과정은 DMRS의 탐색 과정과 PBCH의 탐색 과정이 독립적으로 이루어져야 하고, 그 프로세스가 차지하는 오버헤드가 크다.

또한, NR의 SS/PBCH 블록은 4개의 심볼을 차지하고 있다. 하지만 최대한 지연 시간을 줄이고자 하는 V2X 통신 환경에서는 이러한 오버헤드가 바람직하지 않다.

이에 본 발명에서는 V2X 통신 환경에 맞게 V SS 블록 인덱스를 전송하기 위해 V PSS를 이용하는 방법을 제안한다.

기존 NR의 동기 신호는 4개의 심볼을 차지하고 있으나, DMRS와 PBCH의 별도의 탐색 과정에 따른 오버헤드를 줄이기 위해 V PSS에 V SS 블록 인덱스 정보를 함께 실어 전송한다. NR PSS와 다르게 V PSS는

와

의 정보를 함께 담고 있으며, 그 식은 다음과 같이 표현할 수 있다.

그리고, 수학식 5와 같이 V PSS 주파수 영역 신호

는 시간 영역 신호인

를 DFT 함으로써 얻을 수 있다. 시간 영역에서 정의한 V PSS를 수학식 5와 같이 주파수 영역의 신호로 변환하고 도 6에서처럼 부반송파 인덱스 56부터 182까지 맵핑하여 전송한다.

수학식 4의 시간 영역 V PSS

는 시간 영역 NR PSS

에 켤레 복소수를 취해줌으로써 서로 시간 영역에서 이루어지는 상관 관계에 있어서 구분될 수 있도록 한다.

그리고 NR PSS의

처럼

는 서로 다른 위상 회전 정도로 구분한다. 추가로 V PSS에서 V SS 블록 인덱스

를 싣기 위해 시간 영역에서의 순환 시프트를 활용한다. 순환 시프트의 정도를 나타내는 것이

이며 다음과 같이 정의한다.

시간 영역에서

에 의한

만큼의 평행 이동은 그만큼 시간 영역에서의 검출 타이밍 또한 시프트 됨을 의미한다. 하나의 심볼 위치인

에서 동시에 전송될 수 있는 V SS 블록 인덱스는

개이다.

수학식 4에 나타난

는 커버 코드라고 정의하며,

에 의한 시간 영역 순환 시프트에 따라 검출 타이밍 오류가 발생하는 것을 방지한다. 밀접한 차량 통신 환경에서는 시프트의 정도가 크기 않아 탐색 과정에서 무시할 수 있는 정도이기 때문에 커버 코드

을 사용하지 않는다. 즉 밀접한 차량 통신 환경에서의 V PSS는 다음과 같이 재정의할 수 있다.

그러나 산재한 차량 통신 환경에서는 시간 영역의 시프트에 의해 서로 다른

를 전혀 구분하지 못하게 되므로 커버 코드가 필요하다.

이 과정에서 커버 코드를 적용하고 제거하는 오버헤드를 최소화하기 위해 본 발명에서는 커버 코드

로서 m-시퀀스(Maximum length sequence)를 사용하는 것을 제안한다.

m-시퀀스는 바이너리(binary) 시퀀스이기 때문에 어떤 신호에 m-시퀀스를 곱한다는 것은 부호 변환만 하면 되는 것을 의미한다. 다른 일반적인 복소수로 이루어진 nonbinary 시퀀스를 곱하는 것에 비해 계산 과정에서 발생하는 오버헤드가 상당히 작아진다. 또한, m-시퀀스를 제거하는 것 또한 m-시퀀스를 한번 더 이용해 부호 변환만을 하면 되기 때문에 간단하다. 따라서 산재한 차량 통신 환경에서의 V PSS를 다음과 같이 재정의할 수 있다.

본 발명에서는 시간 영역 상관 관계 검출 과정에서 V PSS를 NR PSS와 구분될 수 있도록 설정하였다. 또한 NR PSS와는 다르게 V PSS는 V SS 블록 인덱스 정보를 추가하기 때문에, 그 정보에 따라 상관 관계 특성이 변한다.

이하에서는 앞서 제안한 V PSS의 다양한 상관 관계 특성을 파악하고자 한다. 파악한 상관 관계 특성을 이용하여 이후 신호를 수신했을 때 어떻게 V PSS의 정보들을 탐색할 수 있는지 가늠할 수 있다. 이하에서는 time lag

일 때 그 최대값이 1이 되도록 설정한 순환 상관 관계 특성을 확인할 것이다.

도 7은 NR PSS와 V PSS간의 상관 관계 특성을 도시한 것이다.

상관 관계의 최대값이 1로 정규화되어 있는 상관 관계에서 그 결과값이 대부분 0.2 이하에 머무른다. 따라서 시간 영역에서의 상관 관계에서 NR PSS와 V PSS간의 유사성이 적다는 것을 알 수 있다.

그리고, 밀접한 차량 통신 환경에서 사용하는 V PSS

간의 상관 관계를 확인하면 도 8과 같다.

도 8에서

와

간의 상관 관계에서 같은

를 가지는 V PSS끼리 NR PSS에서와 동일하게 디렉 델타 함수 형태를 가지는 것을 확인할 수 있다. 다만 V SS 블록 인덱스

의 크기에 따라 상관 관계의 최대값이

만큼 시프트된다. 또한, NR PSS에서의 상관 관계와 유사하게 서로 다른

를 가지는 V PSS 간의 상관 관계는 time lag

을 제외하고 일정한 값을 가진다. 이 또한 V SS 블록 인덱스

의 크기에 따라

만큼 시프트된다.

산재한 차량 통신 환경에서 사용하는 V PSS

간의 상관 관계를 확인하면 도 9와 같다.

도 9는 산재한 차량 환경에서 사용하는 V PSS

간의 상관 관계를 도시한 것이다.

는

와는 다르게 커버 코드

이 곱해져 있는 형태이다.

따라서

에서 나타나는 시간 영역에서의 시프트의 효과가 제거된 것을 확인할 수 있다. 그러나 커버 코드의 영향으로 서로

와

가 하나라도 다른 정보를 가진

간의 상관 관계에서는 피크가 존재하지 않는 것을 확인할 수 있다. 이러한 특성은 V PSS에서 검출할 때 생성해야 하는 기준 신호의 수를 증가시키는 것처럼 보일 수 있다. 하지만 이후 탐색 과정을 서술하는 부분에서 기준 신호의 수를 기존과 동일하게 가져가면서도 커버 코드를 제거하는 방법을 확인할 수 있다.

이하에서는 앞서 수학식 7에서 정의한 V PSS의 상관 관계에 대하여 수학적인 해석을 설명한다. 수식 유도를 하기 위해 수학식 7에서 정의한 V PSS의 표현을 벡터의 형태로 변환하면 다음과 같이 정리할 수 있다.

수학식 9의

는 순환 하향 시프트 행렬을 의미한다. 순환 하향 시프트 행렬을 V SS 블록 인덱스

에 따라 시간 영역에서 순환 시프트되는 것을 의미한다.

크기

의 순환 하향 시프트 행렬

의 각 원소를

로 표현한다면 그 정의는 다음과 같다.

수학식 9의

는 위상 회전 행렬이며,

에 따라 시간 영역에서의 위상 회전을 표현하기 위해 사용된다. 크기

의

에 대한 정의는 다음과 같다.

수학식 9의

는 IDFT 행렬을 의미하며, 크기

의 DFT 행렬

은 다음과 같이 정의한다.

그리고 수학식 9에서

의 부분은 DFT의 특성 중 켤레 복수수 특성에 의해 주파수 영역에서 역방향의 순서로 배열된다. 그 특성은 다음과 같이 표현된다.

NR PSS의 주파수 영역 성분은 m-시퀀스이기 때문에 실수 성분만 존재해 수학식 9에는 주파수 영역의 켤레 복소수를 표시하지 않았다.

이하에서는 수학식 9를 이용한 상관 관계를 수식으로 정리할 것이며, 수학식 9를 간략화하기 위해 다음과 같이 표현한다.

간략하게 표현된 수학식 14를 이용하여 구하고자 하는 상관 관계를 다음과 같이 정리할 수 있다.

수학식 15는 다음의 몇 가지 특성들을 이용하여 수식을 전개하였다.

상관 관계 분석을 할 때 절대값을 활용하기 때문에 수학식 15의

은 1처럼 되어 무시할 수 있다. 그리고, 수학식 15에서 보여지는

에서

라면

는 1로 간주되어 무시할 수 있다. 그렇다면

는

처럼 표현할 수 있다.

여기서,

이면

이기 때문에 결과적으로

처럼 생각할 수 있다. 즉,

와

인 조건에서는

임을 확인할 수 있다. 반면

인 상황에서

이면

는

처럼 표현할 수 있고,

인 조건에서

임을 계산할 수 있다. 따라서

와

인 조건에서는

임을 확인할 수 있다.

따라서 m-시퀀스를 IDFT하는 방정식을 해결하기 위해, m-시퀀스의 자기 상관 관계의 DFT는 PSD(Power Spectral Density)라는 점을 이용하여 해결하고자 한다. m-시퀀스의 PSD는 다음과 같이 정의되어 있다

따라서 m-시퀀스의 PSD를 유도하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

수학식 20을 통해 특정 m-시퀀스 주파수 영역의 신호를

라 정의했을 때, 시간 영역의 절대값은 다음과 같다는 것을 알 수 있다.

따라서 수학식 20에서

를

와 같은 값으로 생각할 수 있기 때문에,

의 조건에서 수학식 20의 절대값은

일 때에는

,

일 때에는

임을 확인할 수 있다.

지금까지의 결과를 종합해보면 수학식 20을 통해 구한 두

의 상관 관계의 절대값은 다음과 같이 정리할 수 있다.

수학식 22에서 얻은 수식적인 결과와 모의 실험 결과와 비교하기 위한 도면은 도 10과 같다.

도 10a는

인 상황을 나타낸다.

일 때에는 그 값이 1인 것을 확인할 수 있다. 또한

일 때, 즉 time lag가 존재할 때에는 모의 실험 툴의 한계에 의해 약간의 값이 존재하지만 그 값이 거의 0에 가까운 것을 확인할 수 있다.

도 10b는

인 상황을 나타낸다.

일 때에는 그 값이 0.007874로

과 동일함을 알 수 있고,

일 때에는 그 값이 0.08908로

과 일치하는 것을 확인할 수 있다.

도 11은 V2X 통신을 위해 인접 기지국의 정보와 인접 차량에 대한 정보를 얻기 위한 초기 접속 절차에 대한 순서도를 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 초기 접속 절차를 수행하면서 필수적으로 얻어야 하는 정보들은 셀 ID, 동기 신호 인덱스, 수신 빔 ID 정보들이다. 이 모든 정보들을 얻었을때 비로소 무선 통신을 위한 기본 준비가 완료된다. 본 발명에서 V2X 환경은 기지국이 존재하는 것으로 가정한다.

우선적으로 NR 통신 규격을 사용하는 기지국의 필수 정보들을 얻어야 한다. 초기 접속 절차를 시작하면 가장 먼저 기지국의 NR PSS를 탐색한다. 차량(수신기)은 자신의 수신 빔을 모두 활용하면서 각 빔을 통해 들어온 신호를 서로 다른

로 생성된 기준 신호와 상관 특성을 비교한다. 상관 신호 특성을 통해 가장 결과값이 높은 것을 기준으로 수신한 NR PSS의 시간 위치와

, 수신기의 빔 ID를 추정한다.

위의 과정을 거친 후 SSS를 통해 추정된

와 PSS를 통해 추정된

을 조합하여 셀 ID

를 추정할 수 있다. 또한 DMRS와 PBCH의 탐색 과정을 거치면서 NR SS/PBCH 인덱스도 얻을 수 있다. 이렇게 추정된 NR의 정보들을 이용하여 V PSS의 타이밍을 추정할 수 있다. 이미 초기 동기가 끝난 기지국 인접 차량들은 NR SS burst set 시작 위치를 기준으로 SS burst set periodicity의 절반 이후부터 V SS burst set을 전송한다. 이에, NR PSS의 타이밍과 SS/PBCH 블록 인덱스의 정보는 V PSS 위치를 추정할 수 있게 해준다.

위치가 추정된 V SSS를 이용하여

와 V SS 블록 인덱스

, 차량 수신 빔 ID를 추정할 수 있다. 이후 V SSS를 이용하여

를 추정하면

와

를 조합하여 차량 셀 ID인

을 추정할 수 있다. 이로써 V2X 통신 차량은 인접 기지국과 인접 차량 셀 ID, 수신 빔 ID, 그리고 SS 블록 인덱스를 파악하는 것으로 초기 접속 절차를 종료한다.

앞서 설명했던

는 다음과 같이 주어진다.

수학식 23은

와

중에서 최소값이

임을 의미한다.

는 하나의 심볼에서 발생할 수 있는 검출 타이밍 간의 최소 시간 차이를 나타낸다.

는 ODFM 심볼 길이를 의미하고,

는 RF chain의 개수가 최대일 대 하나의 심볼 내에서 검출 타이밍이 시프트될 수 있는 비율이다.

또한,

는 RF chain의 개수

가 증가함에 따라 하나의 심볼 내에 많은 V PSS가 들어가는 것을 의미한다. 또한,

는 CP(Cyclic Prefix)가 차지하는 시간 주기를 의미한다.

를 수학식 23과 같이 정의한 이유는 다음과 같다.

본 발명에서 초기 접속 절차를 진행하는 차량을 우선 기지국의 정보 탐색 이후 동기화 과정을 거치고, 그 타이밍을 기준으로 다른 차량의 동기 신호 타이밍을 추정한다. 이 과정에서

이

보다 작다는 것은 차량의 동기 신호들을 정확한 심볼 단위로 탐색하는 것에 문제가 없고, 또한 그 심볼 내부에서 시간 영역 상관 관계를 통해 V SS 블록 인덱스

를 탐색하는데 오류 없이 동작할 수 있음을 의미한다.

반면에

이

보다 크다면 심볼 단위의 추정이 어렵기 때문에 차량 동기 신호의 대략적인 타이밍 추정만이 가능하다. 이러한 이유 때문에 V PSS를 탐색하는 과정은

의 값을 기준으로 그 셀에서 발생할 수 있는 차량간 전파 지연 차이의 최대값

이 더 큰지 작은지 구분할 필요가 있다.

이하에서는 밀접하거나 산재한 통신 환경에 따라 어떠한 탐색 과정을 거치는지 설명하고 그 결과를 비교한다.

밀접한 차량 통신 환경이라는 것은 '차량간 전파 지연 차이의 최대값

'이

보다 작을 때를 의미한다. 이는 하나의 심볼내에서 검출될 수 있는 다른 V SS 블록 인덱스 검출이 차량간 전파 지연 차이에 의해 영향을 받지 않는 환경이라는 의미이다. 또한 그 신호 자체의 지연도 작기 때문에 NR에서 얻은 정보를 이용하여 V PSS의 심볼 단위의 타이밍 추정이 가능하다. 차량이 보낼 수 있는 최대 빔 개수

와 RF chain 개수

에 따라

개 만큼의 V PSS 심볼을 추정할 수 있다.

수학식 1에서 나타난 V PSS 심볼 인덱스

에 따라 심볼 단위의 수신 신호는

로 표현할 수 있다.

밀접한 차량 통신 환경에서는 추정된 위치의 V PSS 수신 신호

와 수학식 7의

간의 순환 상관 관계를 통해 V PSS의 정보를 탐색한다. 그 식은 다음과 같다.

수학식 24에 나타난 바와 같이, 기준 신호

는

인 신호를 사용한다. 이는 도 8에서 설명한 바와 같이,

에 따라

만큼의 평행이동 됨을 이용하여

를 추정하기 위함이다.

수학식 24의 결과 중에서 최대값을 갖게 하는 조건들을 탐색하면 V PSS 탐색 과정에서 얻고자 하는 정보들을 얻을 수 있다.

수학식 25에서 얻을 수 있는

와

를 통해

를 계산할 수 있다. 특정

에서 나타날 수 있는

의 개수는

개이다. 따라서 수학식 25를 통해 얻은 상관 관계의 time lag

의 값에 따라서 나타날 수 있는

개의 후보 중 어떤 것을 추정된

로 채택할 것인지 도 12를 통해 이해할 수 있다.

예를 들어 도 4에서

,

일 때, 도 12와 같이 하나의 V PSS 심볼 위치에서 두 개의 V SS 블록 인덱스

를 가질 수 있다. 만약 차량간 전파 지연 차이

이 전혀 없다면,

일 때에는

인 위치에서 최대값이 존재할 것이다. 마찬가지로

일 때에는

인 위치에서 최대값이 존재할 것이다. 하지만 차량간 전파 지연 차이

가 존재한다면 기준이 되는

보다 더 이후의 시간에서 최대값이 존재할 수 있다.

따라서 신호의 지연 시간을 고려해 도 12에 도시된 바와 같이 범위를 설정하여, 수학식 24의 상관 관계 최대값이 해당 범위에 들어오면 그에 따라 V SS 블록 인덱스

를 추정하도록 한다.

산재한 차량 통신 환경이라는 것은 '차량간 전파 지연 차이의 최대값

'이

보다 클 때를 의미한다. 이는 밀접한 차량 통신 환경처럼 신호를 탐색하면 차량간 전파 지연 차이

에 의해

추정이 제대로 되지 않을 가능성이 높다. 따라서 산재한 차량 통신 환경에서는 수학식 8에서처럼

에 의한 시간 영역의 시프트 효과를 제거하는 커버 코드

을 활용한다.

산재한 차량 통신 환경에서는 V PSS를 심볼 단위로 추정하는 것이 어렵다. NR에서 얻은 정보들을 기반으로 V PSS가 존재할 수 있는 후보 시간을 설정한다. 이 후보 시간은 여러 심볼에 걸쳐 이루어져 있기 때문에 밀접한 통신 환경에서 사용하던 하나의 심볼 간의 순환 상관 관계 탐색은 수행할 수 없다. 이 때 산재한 통신 환경에서 사용하는 기준 신호는 다음과 같이 정의할 수 있다.

산재한 환경에서의 기준 신호는 수학식 26처럼 길이가

로 하나의 심볼 길이의 샘플 수인

보다

만큼 길다. 수학식 26의 기준 신호는 밀접한 환경에서 정의한 신호를 기준으로 만들어진다. 수신 신호와 기준 신호의 일반적인 상관 관계로는 송신단에서 추가하여 보낸 커버 코드

의 영향을 제거할 수 없다. 따라서 산재한 통신 환경에서는 수신 신호와 기준 신호와의 성분간 곱셈 연산 이후 바로 전체 합을 실시하지 않고, 각

에 해당하는 위치에 맞게 커버 코드

을 곱한 이후 각 커버 코드의 길이마다 전체 합을 진행한다.

도 13은 산재한 차량 통신 환경에서의 V PSS 탐색 과정을 설명하기 위한 도면이다.

기존의 상관 관계를 계산할 때처럼 수신한 신호와 기존 신호의 켤레 복소수를 각각 곱해서 모든 원소들을 합치지 않고, 켤레 복소수된 기존 신호와 수신 신호의 곱 이후, 각 V SS block 인덱스

위치에 커버 코드를 더한다. 이로써 기존 수신 신호가 시간 영역에서 가지고 있던 커버 코드를 제거하는 효과가 있다. 그렇게 얻어진 서로 다른 상관 관계 값들을 모아 그 중 최대값을 만드는 수신 빔 ID, V SS block 인덱스

,

의 정보들을 추정하면 V PSS의 탐색이 완료된다. 이는 식으로 다음과 같이 표현된다.

위 서술한 탐색 과정을 통해 탐색한 모의 실험 결과를 다음에서 설명하도록 한다. 수행하는 상관 관계는 최대값이 1이 되도록 일반화하기 위해 채널과 빔 포밍의 영향을 제거하고 노이즈도 제거한 수신 신호를 사용한다.

도 14는 산재한 통신 환경에서 같은 을 가진 V PSS 간의 상관 관계를 도시한 도면이다.

도 14의 두 그래프는 서로 다른 X축의 값에서 그 최대값을 가진다. 위 모의 실험은 Sample lag

인 지점에 V PSS가 존재하도록 설정하였다. X축의 Sample lag

는 수신 신호의 샘플을 기준으로 기준 신호의 이동을 의미하기 때문에 같은 위치에 있는 V PSS를 탐색하더라도 그 V PSS가 서로 V SS block 인덱스

가 다르다면 다른 위치에서 상관 관계 최대값을 얻을 수 있다. 따라서 추정된 V SS 블록 인덱스

와 추정된 추정된 샘플 time lag

에 따라 다음 식과 같이 실제 V PSS의 타이밍 정보

를 추정할 수 있다.

도 15는 산재한 통신 환경에서 다른

을 가진 V PSS 간의 상관 관계를 도시한 도면이다.

도 15에서는 서로 다른

을 가지는 신호들에 대한 상관 관계를 보여준다. V SS 블록 인덱스

와는 무관하게 서로

가 다른 신호들에 대해 상관 관계를 취했을 때, 어떠한 peak도 존재하지 않기 때문에 서로 다른

을 구분할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims

밀리미터파 차량 통신 환경에서 차량간 동기화 장치로서,
프로세서; 및
상기 프로세서에 연결되는 메모리를 포함하되,
상기 메모리는,
NR PSS(New Radio Primary Synchronization Signal)를 포함하는 기지국 동기 신호를 통해 상기 기지국의 물리 계층 정보를 획득하여 기지국과의 초기 접속 절차를 수행하고,
상기 기지국과의 초기 접속 절차 완료에 따라 상기 기지국 동기 신호가 전송되는 동기 신호 버스트 셋 주기 내에서 차량 동기 신호의 V PSS(Vehicle Primary Synchronization Signal) 타이밍을 추정하고,
상기 차량 동기 신호의 V PSS를 상기 기지국 동기 신호와 시간 영역의 상관 관계에서 구분될 수 있도록 생성하고,
상기 생성된 V PSS를 포함하는 상기 차량 동기 신호를 다른 차량에 전송하여 차량간 동기화가 수행되도록,
상기 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램 명령어들을 포함하는 차량간 동기화 장치.
제1항에 있어서,
상기 V PSS는 상기 NR PSS에 켤레 복소수를 취하여 생성되는 차량간 동기화 장치.
제1항에 있어서,
상기 차량 동기 신호는 차량의 빔 개수만큼 전송되고,
상기 빔을 식별하는 차량 동기 신호 블록 인덱스는 시간 영역에서 순환 시프트되어 상기 V PSS에 포함되는 차량간 동기화 장치.
제1항에 있어서,
상기 프로그램 명령어들은,
상기 차량간 통신 환경이 산재한(sparse) 차량 통신 환경인지 여부를 판단하고,
상기 차량간 통신 환경이 산재한 통신 환경인 경우, 커버 코드를 이용하여 상기 V PSS를 생성하며,
상기 산재한 통신 환경인지 여부는, 차량간 전파 지연 차이의 최대값이 미리 설정된 임계치보다 큰 지 여부를 통해 판단되는 차량간 동기화 장치.
제4항에 있어서,
상기 미리 설정된 임계치는, 하나의 심볼에서 발생할 수 있는 검출 타이밍 간의 최소 시간 차이 및 OFDM의 CP(Cyclic Prefix)가 차지하는 시간 주기 중 적어도 하나에 의해 결정되는 차량간 동기화 장치.
제5항에 있어서,
상기 하나의 심볼에서 발생할 수 있는 검출 타이밍 간의 최소 시간 차이는 OFDM 심볼 길이, RF chain의 개수가 최대일 때 하나의 심볼 내에서 검출 타이밍이 시프트 될 수 있는 비율 및 RF chain 개수가 증가함에 따라 하나의 심볼 내에 V PSS가 들어가는 비율 중 적어도 하나에 의해 결정되는 차량간 동기화 장치.
제1항에 있어서,
상기 기지국 동기 신호는 상기 NR PSS과, SSS(Secondary Synchronization Signal), PBCH(Physical Broadcast Channel) 및 DMRS(Demodulation Reference Signal)를 포함하고,
상기 차량 동기 신호는 상기 V PSS와 V SSS(Vehicle Secondary Synchronization Signal)를 포함하는 차량간 동기화 장치.
제7항에 있어서,
상기 프로그램 명령어들은,
상기 추정된 V PSS 타이밍에 수신된 다른 차량의 제1 차량 동기 신호를 수신하여 V PSS 및 V SSS를 탐색하고,
상기 탐색된 V PSS에서 제1 차량 아이디, 상기 제1 차량 동기 신호의 블록 인덱스, 상기 제1 차량 신호의 수신 빔 아이디를 추정하고,
상기 탐색된 V SSS에서 제2 차량 아이디를 추정하고,
상기 제1 및 제2 차량 아이디를 통해 상기 다른 차량의 셀 아이디를 추정하는 차량간 동기화 장치.
밀리미터파 차량 통신 환경에서 차량간 동기화 장치로서,
NR PSS(New Radio Primary Synchronization Signal)를 포함하는 기지국 동기 신호를 통해 상기 기지국의 물리 계층 정보를 획득하는 기지국 정보 획득부;
상기 기지국과의 초기 접속 절차 완료에 따라 상기 기지국 동기 신호가 전송되는 동기 신호 버스트 셋 주기 내에서 차량 동기 신호의 V PSS(Vehicle Primary Synchronization Signal) 타이밍을 추정하는 타이밍 추정부; 및
상기 차량 동기 신호의 V PSS를 상기 기지국 동기 신호와 시간 영역의 상관 관계에서 구분될 수 있도록 생성하는 V PSS 생성부를 포함하되,
상기 생성된 V PSS를 포함하는 차량 동기 신호를 다른 차량에 전송하여 차량간 동기화를 수행하는 차량간 동기화 장치.
밀리미터파 차량 통신 환경에서 차량간 동기화 방법으로서,
NR PSS(New Radio Primary Synchronization Signal)를 포함하는 기지국 동기 신호를 통해 상기 기지국의 물리 계층 정보를 획득하는 단계;
상기 기지국과의 초기 접속 절차 완료에 따라 상기 기지국 동기 신호가 전송되는 동기 신호 버스트 셋 주기 내에서 차량 동기 신호의 V PSS(Vehicle Primary Synchronization Signal) 타이밍을 추정하는 단계;
상기 차량 동기 신호의 V PSS를 상기 기지국 동기 신호와 시간 영역의 상관 관계에서 구분될 수 있도록 생성하는 단계; 및
상기 생성된 V PSS를 포함하는 차량 동기 신호를 다른 차량에 전송하여 차량간 동기화를 수행하는 단계를 포함하는 차량간 동기화 방법.