KR102153331B1 - Receiving apparatus and method for detecting synchronization in 5g nr communication system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 5G NR 통신 시스템에서의 수신 장치 및 동기 검출 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 5G NR 통신 시스템에서의 수신 장치는 송신 장치로부터 수신한 신호를 이산 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 컨버터(Analog-to-Digital Converter; ADC), 상기 이산 신호를 수신하여 PSS(Primary Synchronization Signal) 동기를 검출하고 SSB(Synchronization Signal Block)가 존재하는 NR(New Radio) 프레임 신호를 캡처하여 저장하는 신호 캡처부, 상기 신호 캡처부로부터 섹터 ID 신호 및 캡처된 NR 프레임 신호를 수신하여 TDD(Time Division Duplex) 구성 정보를 획득하는 TDD 구성 정보 획득부, 및 상기 TDD 구성 정보 획득부로부터 획득한 TDD 구성 정보에 기초하여 업링크/다운링크 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부를 포함한다. The present invention relates to a receiving apparatus and a synchronization detection method in a 5G NR communication system. In the 5G NR communication system according to the present invention, a receiving device includes an analog-to-digital converter (ADC) for converting a signal received from a transmitting device into a discrete signal, and a PSS (Primary Synchronization Signal) A signal capture unit that detects synchronization and captures and stores an NR (New Radio) frame signal in which a Synchronization Signal Block (SSB) exists, and receives a sector ID signal and a captured NR frame signal from the signal capture unit to TDD (Time Division Duplex) a TDD configuration information acquisition unit that acquires configuration information, and a switching signal generation unit that generates an uplink/downlink switching signal based on the TDD configuration information acquired from the TDD configuration information acquisition unit.

Description

5G NR 통신 시스템에서의 수신 장치 및 동기 검출 방법 {RECEIVING APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING SYNCHRONIZATION IN 5G NR COMMUNICATION SYSTEM}Receiving device and synchronization detection method in 5G NR communication system {RECEIVING APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING SYNCHRONIZATION IN 5G NR COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 통신 시스템에서의 수신 장치 및 동기 검출 방법에 관한 것이고, 특히 5G NR(5th Generation New Radio) 통신 시스템에서의 동기 검출 및 업링크와 다운링크를 스위칭하는 것에 관한 것이다.The invention 5G (5 th generation) relates to a receiving apparatus and a synchronous detection method in a communication system, in particular 5G NR (5 th Generation New Radio ) synchronous detection and an uplink in a communication system to support high data transfer rates and It is about switching the downlink.

3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준화 기구는 LTE(Long Term Evolution) 기반의 4세대 이동통신의 한계를 극복하고자 새로운 무선 접속 기술인 NR(New Radio)에 대한 표준화를 진행하고 있다. 5G NR은 모든 무선 기술을 통합하고 더 많은 기능을 제공함으로써 모든 산업과 모든 사물이 5G 네트워크를 통해 연결될 수 있게 한다. The 3rd Generation Partnership Project (3GPP) standardization organization is standardizing on NR (New Radio), a new wireless access technology, to overcome the limitations of 4G mobile communication based on Long Term Evolution (LTE). 5G NR integrates all wireless technologies and provides more functionality, enabling all industries and all things to be connected via 5G networks.

NR은 LTE와 달리 업링크/다운링크 자원 할당을 하나의 슬롯 내에서 심볼 레벨로 정의하였고, 총 256개의 슬롯 포맷을 지원하도록 설계되어 있다. 3GPP TS 38.213은 5G NR 통신 시스템에서의 슬롯 포맷들의 형식을 규정하고 있다.Unlike LTE, NR defines uplink/downlink resource allocation at a symbol level within one slot, and is designed to support a total of 256 slot formats. 3GPP TS 38.213 specifies the format of slot formats in 5G NR communication system.

또한 NR 시스템에서 SSB(Synchronization Signal Block)는 시스템 대역의 중심이 아닌 곳에서도 전송될 수 있고, 다수 개의 SSB가 전송될 수도 있다. In addition, in an NR system, a Synchronization Signal Block (SSB) may be transmitted outside the center of a system band, or a plurality of SSBs may be transmitted.

도 1은 5G NR 무선 통신 시스템에서 기지국(차세대 NodeB; gNB), 중계장치, 사용자 단말 사이의 다운링크 및 업링크의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. gNB와 사용자 단말 사이에 중계장치가 위치하는 경우, 다운링크는 gNB에서 중계장치를 경유하여 사용자 단말(UE)로의 통신을 의미하고, 업링크는 사용자 단말(UE)에서 중계장치를 경유하여 gNB로의 통신을 의미한다.1 is a diagram illustrating an example of downlink and uplink between a base station (next-generation NodeB; gNB), a relay device, and a user terminal in a 5G NR wireless communication system. When a relay device is located between the gNB and the user terminal, the downlink means communication from the gNB to the user terminal (UE) via the relay device, and the uplink is from the user terminal (UE) to the gNB via the relay device. Means communication.

중계장치는 기지국(gNB)으로부터 신호를 수신하여 수신된 신호로부터 TDD(Time Division Duplex) 구성 정보를 획득한 후, 그 정보에 기초하여 슬롯 포맷을 알 수 있고, 슬롯 포맷에 따라 업링크와 다운링크를 스위칭하는 신호를 생성한다. 중계장치는 업링크/다운링크 스위칭 신호에 기초하여 다운링크 구간에서는 다운링크 신호만을 사용자 단말(UE)로 전달하고 업링크 구간에서는 업링크 신호만을 기지국(gNB)으로 전달한다.The relay device receives a signal from a base station (gNB) and obtains TDD (Time Division Duplex) configuration information from the received signal, and then knows the slot format based on the information, and can determine the uplink and downlink according to the slot format. It generates a signal to switch. Based on the uplink/downlink switching signal, the relay device transmits only the downlink signal to the user terminal (UE) in the downlink period and only the uplink signal to the base station (gNB) in the uplink period.

이와 같이 업링크/다운링크 스위칭 신호를 생성하기 위해서는 수신 신호로부터 PSS 동기를 검출하여 TDD 구성 정보를 획득하여야 하는데, 종래에는 PSS 동기 검출을 위해 시간 도메인 상관을 취하여 그 복잡도가 매우 높을 수 밖에 없었다. In order to generate an uplink/downlink switching signal as described above, it is necessary to detect PSS synchronization from a received signal to obtain TDD configuration information, but conventionally, the complexity of the time domain correlation is taken for PSS synchronization detection, so that the complexity is very high.

2017.6.6. 공개된 미국 등록특허 제9,674,808B1호('선행문헌 1'이라 함)는 LTE 무선 통신 시스템에서의 동기 검출 기술을 제시하는데, PSS 검출에는 여전히 시간 도메인 신호와 3개의 PSS 후보군의 시간 도메인 로컬 복제본 간의 상호상관이 이용됨을 기재하고 있다.2017.6.6. Published U.S. Patent No. 9,674,808B1 (referred to as'priority document 1') proposes a synchronization detection technology in an LTE wireless communication system, and PSS detection is still performed between a time domain signal and a time domain local replica of three PSS candidates. It states that cross-correlation is used.

예컨대, 샘플링 레이트가 122.88MHz이면 10ms 프레임 동안 총 샘플 수는 1228800이고, 윈도윙에 의한 시간 도메인 상관을 취하는 경우 곱셈기(multiplier)는 (프레임 신호의 샘플 수)*(기준 신호의 샘플 수)개가 필요하고 덧셈기(adder)는 {(프레임 신호의 샘플 수)*(기준 신호의 샘플 수)-1}개가 필요하게 된다. 따라서 종래 방식에 따르면 동기 검출을 위해 많은 양의 메모리, 곱셈기, 덧셈기 등이 필요하여 복잡도가 지나치게 높기 때문에 DSP(Digital Signal Processor)나 ARM(Advanced RISC Machine)으로는 구현하기 쉽지 않은 문제점이 있었다. For example, if the sampling rate is 122.88MHz, the total number of samples during a 10ms frame is 1228800, and when time domain correlation by windowing is performed, a multiplier needs (number of samples of the frame signal) * (number of samples of the reference signal). Then, {(the number of samples of the frame signal) * (the number of samples of the reference signal) -1} is required as an adder. Therefore, according to the conventional method, a large amount of memory, a multiplier, an adder, etc. are required to detect synchronization, and the complexity is too high, and thus it is not easy to implement with a Digital Signal Processor (DSP) or an Advanced RISC Machine (ARM).

2018.10.15. 공개된 국내 공개특허 제10-2018-0112918호('선행문헌 2'라 함)는 5G NR 통신 시스템에서의 동기 신호 구조 및 동기 신호 송수신 기술을 제시하는데, 동기를 검출하기 위해 수신 장치에서 윈도윙하면서 수신 신호와 동기 시퀀스 후보군과의 상관을 수행함을 개시하고 있다. 선행문헌 2는 동기 검출을 위해 주파수 도메인에서의 상관을 제시하는데, 여전히 윈도윙에 의한 상관을 취하기 때문에 높은 복잡도를 갖게 된다. 따라서 선행문헌 2에 따른 기술은 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 전용 모뎀 칩이나 고용량의 FPGA(field programmable gate array)에 의해서만 구현이 가능하다. 2018.10.15. Published Korean Patent Publication No. 10-2018-0112918 (referred to as'Prior Document 2') proposes a synchronization signal structure and a synchronization signal transmission/reception technology in a 5G NR communication system. In the meantime, it is disclosed that the received signal and the synchronization sequence candidate group are correlated. Prior Document 2 proposes a correlation in the frequency domain for synchronization detection, but it has high complexity because it still takes the correlation by windowing. Therefore, the technology according to Prior Document 2 can be implemented only by an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) dedicated modem chip or a high-capacity field programmable gate array (FPGA).

선행문헌 1. 미국 등록특허 제9,674,808B1호(공개일자: 2017.6.6.; 발명의 명칭: METHOD AND APPARATUS FOR EARLY FREQUENCY SYNCHRONIZATION IN LTE WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS)Prior Document 1. U.S. Patent No. 9,674,808B1 (Publication date: 2017.6.6.; Invention title: METHOD AND APPARATUS FOR EARLY FREQUENCY SYNCHRONIZATION IN LTE WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS) 선행문헌 2. 대한민국 공개특허 제10-2018-0112918호(공개일자: 2018.10.15.; 발명의 명칭: 5G NR 통신 동기화에 알맞는 동기 신호 구조 및 동기 신호 송수신에 관한 방법 및 장치Prior Document 2. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0112918 (Publication date: October 15, 2018; Title of invention: Synchronization signal structure suitable for 5G NR communication synchronization and method and apparatus for transmitting and receiving synchronization signals

본 발명은 5G NR 통신 시스템에서 적은 하드웨어 자원을 사용하여 효과적인 방식으로 동기를 검출하는 방식을 제시하고자 한다. 즉, 본 발명은 5G NR 통신 시스템에서의 동기 검출에 있어 하드웨어 복잡도를 낮추는 것을 그 목적으로 한다. The present invention intends to propose a method of detecting synchronization in an effective manner using less hardware resources in a 5G NR communication system. That is, an object of the present invention is to reduce hardware complexity in synchronization detection in a 5G NR communication system.

본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be solved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned are clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. Can be.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 5G NR 통신 시스템에서의 수신 장치는: 송신 장치로부터 수신한 신호를 이산 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 컨버터(Analog-to-Digital Converter; ADC); 상기 이산 신호를 수신하여 PSS(Primary Synchronization Signal) 동기를 검출하고 SSB(Synchronization Signal Block)가 존재하는 NR(New Radio) 프레임 신호를 캡처하여 저장하는 신호 캡처부; 상기 신호 캡처부로부터 섹터 ID 신호 및 캡처된 NR 프레임 신호를 수신하여 TDD(Time Division Duplex) 구성 정보를 획득하는 TDD 구성 정보 획득부; 및 상기 TDD 구성 정보 획득부로부터 획득한 TDD 구성 정보에 기초하여 업링크/다운링크 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부를 포함할 수 있다. In order to solve the above technical problem, a receiving device in a 5G NR communication system according to an embodiment of the present invention includes: an analog-to-digital converter for converting a signal received from a transmitting device into a discrete signal. Converter; ADC); A signal capture unit configured to receive the discrete signal, detect primary synchronization signal (PSS) synchronization, and capture and store a new radio (NR) frame signal in which a synchronization signal block (SSB) exists; A TDD configuration information acquisition unit receiving a sector ID signal and a captured NR frame signal from the signal capture unit to obtain time division duplex (TDD) configuration information; And a switching signal generator that generates an uplink/downlink switching signal based on the TDD configuration information obtained from the TDD configuration information acquisition unit.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 신호 캡처부는: 상기 이산 신호와 시간 도메인 PSS 기준 신호를 상관시켜 PSS 동기를 검출하는 PSS 동기 검출용 블록 주파수 도메인 상관부(block frequency domain correlation part); 및 상기 이산 신호와 상기 PSS 동기 검출용 블록 주파수 도메인 상관부로부터 출력된 캡처 타임에 기초하여 SSB가 존재하는 NR 프레임 신호를 캡처하여 저장하는 NR 프레임 신호 캡처부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the signal capture unit includes: a block frequency domain correlation part for detecting PSS synchronization by correlating the discrete signal with a time domain PSS reference signal; And an NR frame signal capture unit for capturing and storing an NR frame signal in which an SSB exists based on the discrete signal and a capture time output from the PSS synchronization detection block frequency domain correlation unit.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 PSS 동기 검출용 블록 주파수 도메인 상관부는: 상기 이산 신호에 대하여 기준이 되는 N-포인트의 길이만큼 블록을 취하고 2N-포인트의 길이가 되도록 제로 패딩(zero padding)을 한 다음, FFT(Fast Fourier Transform) 변환하여 주파수 영역 신호로 변환하는 제1 FFT 변환기; 상기 시간 도메인 PSS 기준 신호에 대하여 2N-포인트의 길이가 되도록 제로 패딩을 한 후 FFT 변환하여 주파수 영역 신호로 변환하는 제2 FFT 변환기; 상기 FFT 변환된 이산 신호 및 상기 FFT 변환된 시간 도메인 PSS 기준 신호를 (프레임 길이)/(N-포인트)에 해당하는 정수만큼 루프를 취하여 곱하는 곱셈기; 상기 곱셈기에서 출력된 신호를 다시 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)변환하여 시간 도메인 신호로 변환하는 IFFT 변환기; 및 상기 IFFT 변환기에서 출력된 시간 도메인 신호에서 블록 간에 중첩된 신호를 제외한 구간의 신호를 선택하는 신호 선택기를 포함할 수 있고, 상기 시간 도메인 PSS 기준 신호는 주파수 도메인에서의 PSS 후보군 시퀀스를 IFFT 변환한 신호로서 상기 수신 장치에 저장되어 있을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the block frequency domain correlation unit for PSS synchronization detection: takes a block as much as an N-point length as a reference with respect to the discrete signal, and zero padding to have a length of 2N-points. A first FFT converter for transforming into a frequency domain signal by performing FFT (Fast Fourier Transform) transformation; A second FFT converter for converting the time domain PSS reference signal into a frequency domain signal by performing FFT conversion after zero padding to a length of 2N-points; A multiplier for multiplying the FFT-transformed discrete signal and the FFT-transformed time domain PSS reference signal by taking a loop by an integer corresponding to (frame length)/(N-point); An IFFT converter for converting the signal output from the multiplier into a time domain signal by performing Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) transformation again; And a signal selector for selecting a signal in a section excluding a signal overlapped between blocks in the time domain signal output from the IFFT converter, wherein the time domain PSS reference signal is an IFFT-transformed PSS candidate sequence in the frequency domain. As a signal, it may be stored in the receiving device.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 TDD 구성 정보 획득부는: 섹터 ID를 확인하기 위한 블록 주파수 도메인 PSS 상관부; 셀 ID를 검출하기 위한 블록 주파수 도메인 SSS(Secondary Synchronization Signal) 상관부; 검출된 셀 ID에 기초하여 SSB(Synchronization Signal Block)의 위치를 검출하는 SSB 위치 검출부; SSB에 해당하는 PBCH(Physical Broadcast Channel)을 복조하고 디코딩하여 MIB(Master Information Block)를 획득하는 MIB 획득부; 및 MIB로부터 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)의 위치 정보를 확인하여 상기 PDCCH를 복조하고 디코딩하여 SIB(System Information Block)을 획득하는 SIB 획득부를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the TDD configuration information acquisition unit: a block frequency domain PSS correlation unit for checking a sector ID; A block frequency domain Secondary Synchronization Signal (SSS) correlator for detecting a cell ID; An SSB location detector configured to detect a location of a Synchronization Signal Block (SSB) based on the detected cell ID; An MIB acquisition unit that demodulates and decodes a physical broadcast channel (PBCH) corresponding to an SSB to obtain a master information block (MIB); And an SIB acquisition unit configured to obtain a System Information Block (SIB) by checking the location information of a Physical Downlink Control Channel (PDCCH) from the MIB, demodulating and decoding the PDCCH.

본 발명의 일 실시예에 따른 5G NR 통신 시스템에서의 동기 검출 방법은: 송신 장치로부터 수신한 신호를 이산 신호로 변환하는 단계; 상기 이산 신호를 수신하여 PSS(Primary Synchronization Signal) 동기를 검출하고 SSB(Synchronization Signal Block)가 존재하는 NR(New Radio) 프레임 신호를 캡처하여 저장하는 신호 캡처 단계; 및 상기 신호 캡처 단계로부터 나온 섹터 ID 신호 및 캡처된 NR 프레임 신호를 수신하여 TDD(Time Division Duplex) 구성 정보를 획득하는 TDD 구성 정보 획득 단계를 포함할 수 있다.A synchronization detection method in a 5G NR communication system according to an embodiment of the present invention includes: converting a signal received from a transmitting device into a discrete signal; A signal capturing step of receiving the discrete signal, detecting PSS (Primary Synchronization Signal) synchronization, and capturing and storing a New Radio (NR) frame signal in which a Synchronization Signal Block (SSB) exists; And obtaining TDD configuration information by receiving the sector ID signal and the captured NR frame signal from the signal capturing step to obtain time division duplex (TDD) configuration information.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 신호 캡처 단계는: 상기 이산 신호와 시간 도메인 PSS 기준 신호를 상관시켜 PSS 동기를 검출하는 PSS 동기 검출 단계; 및 상기 이산 신호와 검출된 PSS 동기에 기초하여 SSB가 존재하는 NR 프레임 신호를 캡처하여 저장하는 NR 프레임 신호 캡처 단계를 포함할 수 있고, 상기 PSS 동기 검출 단계는 블록 주파수 도메인 상관(block frequency domain correlation) 방식에 의해 PSS 동기를 검출할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the signal capturing step includes: a PSS synchronization detection step of detecting PSS synchronization by correlating the discrete signal and a time domain PSS reference signal; And capturing and storing an NR frame signal in which an SSB exists based on the discrete signal and the detected PSS synchronization, wherein the PSS synchronization detection step includes block frequency domain correlation. ), PSS synchronization can be detected.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 PSS 동기 검출 단계는: 상기 이산 신호에 대하여 기준이 되는 N-포인트의 길이만큼 블록을 취하고 2N-포인트의 길이가 되도록 제로 패딩(zero padding)을 한 다음, FFT(Fast Fourier Transform) 변환하여 주파수 영역 신호로 변환하는 제1 FFT 변환 단계; 상기 시간 도메인 PSS 기준 신호에 대하여 2N-포인트의 길이가 되도록 제로 패딩을 한 후 FFT 변환하여 주파수 영역 신호로 변환하는 제2 FFT 변환 단계; 상기 FFT 변환된 이산 신호 및 상기 FFT 변환된 시간 도메인 PSS 기준 신호를 (프레임 길이)/(N-포인트)에 해당하는 정수만큼 루프를 취하여 곱하는 곱셈 단계; 상기 곱셈 단계에서 곱해진 신호를 다시 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 변환하여 시간 도메인 신호로 변환하는 IFFT 변환 단계; 및 상기 IFFT 변환된 시간 도메인 신호에서 블록 간에 중첩된 신호를 제외한 구간의 신호를 선택하는 신호 선택 단계를 포함할 수 있고, 상기 시간 도메인 PSS 기준 신호는 주파수 도메인에서의 PSS 후보군 시퀀스를 IFFT 변환한 신호에 해당할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of detecting PSS synchronization includes: taking a block for the discrete signal by a length of N-point as a reference, and performing zero padding to have a length of 2N-point, A first FFT transform step of transforming a fast Fourier transform (FFT) into a frequency domain signal; A second FFT transform step of performing zero padding with respect to the time domain PSS reference signal to a length of 2N-points, performing FFT conversion, and converting the signal into a frequency domain signal; A multiplication step of multiplying the FFT-transformed discrete signal and the FFT-transformed time domain PSS reference signal by taking a loop by an integer corresponding to (frame length)/(N-point); An IFFT transform step of converting the signal multiplied in the multiplication step into a time domain signal by performing Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) transformation; And a signal selection step of selecting a signal in a section excluding a signal overlapped between blocks in the IFFT-transformed time domain signal, wherein the time domain PSS reference signal is a signal obtained by IFFT-converting a PSS candidate sequence in a frequency domain May correspond to.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 TDD 구성 정보 획득 단계는: 섹터 ID를 확인하기 위하여 블록 주파수 도메인 PSS 상관을 수행하는 섹터 ID 확인 단계; 셀 ID를 검출하기 위한 블록 주파수 도메인 SSS(Secondary Synchronization Signal) 상관을 수행하는 셀 ID 검출 단계; 검출된 셀 ID에 기초하여 SSB(Synchronization Signal Block)의 위치를 검출하는 SSB 위치 검출 단계; SSB에 해당하는 PBCH(Physical Broadcast Channel)을 복조하고 디코딩하여 MIB(Master Information Block)를 획득하는 MIB 획득 단계; 및 MIB로부터 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)의 위치 정보를 확인하여 상기 PDCCH를 복조하고 디코딩하여 SIB(System Information Block)을 획득하는 SIB 획득 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the step of obtaining the TDD configuration information includes: a sector ID checking step of performing block frequency domain PSS correlation to check a sector ID; Cell ID detection step of performing block frequency domain Secondary Synchronization Signal (SSS) correlation for detecting cell ID; SSB location detection step of detecting a location of a Synchronization Signal Block (SSB) based on the detected cell ID; An MIB acquisition step of demodulating and decoding a Physical Broadcast Channel (PBCH) corresponding to an SSB to obtain a Master Information Block (MIB); And a SIB acquisition step of acquiring a System Information Block (SIB) by checking the location information of a Physical Downlink Control Channel (PDCCH) from the MIB, demodulating and decoding the PDCCH.

본 발명은 5G NR 통신 시스템에서의 동기 검출에 있어 적은 양의 메모리나 곱셈기를 사용하면서도 효과적인 방식으로 동기를 검출할 수 있는 효과가 있다. 따라서 본 발명에 따르면 5G NR 통신 시스템에서의 동기 검출이 저렴한 DSP나 ARM에서도 구현될 수 있는 효과가 있다.The present invention has an effect of detecting synchronization in an effective manner while using a small amount of memory or a multiplier in detecting synchronization in a 5G NR communication system. Accordingly, according to the present invention, synchronization detection in a 5G NR communication system can be implemented in an inexpensive DSP or ARM.

도 1은 5G NR 무선 통신 시스템에서 기지국, 중계장치, 사용자 단말 사이의 다운링크 및 업링크의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 5G NR 통신 시스템에서의 수신 장치의 구성을 보여주는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 5G NR 통신 시스템에서의 수신 장치의 신호 캡처부에 대한 구성을 보여주는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 5G NR 통신 시스템에서의 수신 장치의 PSS 동기 검출용 블록 주파수 도메인 상관부에 대한 구성을 보여주는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 5G NR 통신 시스템에서의 수신 장치의 TDD 구성 정보 획득부에 대한 구성을 보여주는 개략도이다.
도 6은 슬롯 포맷에 따른 다운링크 스위칭 신호와 업링크 스위칭 신호의 일 예를 보여준다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 5G NR 통신 시스템에서의 동기 검출 방법의 흐름도를 보여준다.1 is a diagram illustrating an example of a downlink and an uplink between a base station, a relay device, and a user terminal in a 5G NR wireless communication system.
2 is a schematic diagram showing the configuration of a reception device in a 5G NR communication system according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram showing a configuration of a signal capture unit of a reception device in a 5G NR communication system according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram showing the configuration of a block frequency domain correlation unit for PSS synchronization detection of a reception device in a 5G NR communication system according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing a configuration of a TDD configuration information acquisition unit of a reception device in a 5G NR communication system according to an embodiment of the present invention.
6 shows an example of a downlink switching signal and an uplink switching signal according to a slot format.
7 is a flowchart of a method for detecting synchronization in a 5G NR communication system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명의 요지와 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the gist of the present invention are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are added to the same or similar components throughout the specification.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 5G NR 통신 시스템에서의 수신 장치의 구성을 보여주는 개략도이다. 이하에서는 상기 수신 장치가 5G NR 통신 시스템에서의 중계장치인 실시예에 기초하여 기술될 것이다. 그러나 상기 수신 장치는 중계장치에만 제한되는 것은 아니고, 동기 검출을 수행하는 사용자 단말일 수도 있다. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a reception device in a 5G NR communication system according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the receiving device will be described based on an embodiment in which the receiving device is a relay device in a 5G NR communication system. However, the receiving device is not limited only to the relay device, and may be a user terminal that performs synchronization detection.

본 발명의 일 실시예에 따른 5G NR 통신 시스템에서의 수신장치는 기지국에서 수신된 신호로부터 TDD 구성 정보를 획득하고 그러한 정보에 기초하여 업링크/다운링크 스위칭 신호를 생성한다. 이와 같은 업링크/다운링크 스위칭 신호를 생성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 5G NR 통신 시스템에서의 수신장치는 아날로그-디지털 컨버터(Analog-to-Digital Converter; ADC)(100), 신호 캡처부(200), TDD 구성 정보 획득부(300) 및 스위칭 신호 생성부(400)를 포함한다.A receiving apparatus in a 5G NR communication system according to an embodiment of the present invention obtains TDD configuration information from a signal received from a base station and generates an uplink/downlink switching signal based on the information. In order to generate such an uplink/downlink switching signal, a reception device in a 5G NR communication system according to an embodiment of the present invention includes an analog-to-digital converter (ADC) 100 and a signal capture device. It includes a unit 200, a TDD configuration information acquisition unit 300, and a switching signal generation unit 400.

ADC(100)는 기지국으로부터 수신한 신호를 이산 신호로 변환할 수 있다. The ADC 100 may convert a signal received from the base station into a discrete signal.

신호 캡처부(200)는 ADC(100)로부터 이산 신호를 수신하여 SSB(Synchronization Signal Block)가 존재하는 NR(New Radio) 프레임 신호를 캡처하여 저장할 수 있다. 신호 캡처부(200)는 이하에서 도 3을 참조하여 더 상세히 설명할 것이다.The signal capture unit 200 may receive a discrete signal from the ADC 100 to capture and store a New Radio (NR) frame signal in which a Synchronization Signal Block (SSB) exists. The signal capture unit 200 will be described in more detail below with reference to FIG. 3.

TDD 구성 정보 획득부(300)는 신호 캡처부(200)로부터 섹터 ID 신호 및 캡처된 NR 프레임 신호를 수신하여 TDD(Time Division Duplex) 구성 정보를 획득할 수 있다. TDD 구성 정보 획득부(300)는 이하에서 도 5를 참조하여 더 상세히 설명할 것이다.The TDD configuration information acquisition unit 300 may receive a sector ID signal and a captured NR frame signal from the signal capture unit 200 to obtain time division duplex (TDD) configuration information. The TDD configuration information acquisition unit 300 will be described in more detail below with reference to FIG. 5.

스위칭 신호 생성부(400)는 TDD 구성 정보 획득부(300)로부터 획득한 TDD 구성 정보에 기초하여 업링크/다운링크 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 도 6은 예를 들어, TDD 구성 정보가 슬롯 포맷에 43번에 대응하는 경우의 다운링크 스위칭 신호와 업링크 스위칭 신호를 보여준다. 중계장치는 이러한 업링크/다운링크 스위칭 신호를 사용하여 다운링크 스위칭 온 구간에서는 다운링크 신호만을 사용자 단말(UE)로 전달하고 업링크 스위칭 온 구간에서는 업링크 신호만을 기지국(gNB)으로 전달한다.The switching signal generation unit 400 may generate an uplink/downlink switching signal based on the TDD configuration information obtained from the TDD configuration information acquisition unit 300. 6 shows, for example, a downlink switching signal and an uplink switching signal when the TDD configuration information corresponds to No. 43 in a slot format. The relay device transmits only the downlink signal to the user terminal (UE) in the downlink switching on period using such uplink/downlink switching signals, and transmits only the uplink signal to the base station (gNB) in the uplink switching on period.

이하에서는 도 3 및 도 4를 참고하여 신호 캡처부(200)의 구성과 동작에 대하여 상세히 살펴볼 것이다. 도 3에 예시된 바와 같이, 신호 캡처부(200)는 ADC(100)로부터 수신한 이산 신호와 시간 도메인 PSS(Primary Synchronization Signal) 기준 신호를 상관시켜 PSS 동기를 검출하는 PSS 동기 검출용 블록 주파수 도메인 상관부(block frequency domain correlation part)(210) 및 상기 이산 신호와 상기 PSS 동기 검출용 블록 주파수 도메인 상관부(210)로부터 출력된 캡처 타임에 기초하여 SSB가 존재하는 NR 프레임 신호를 캡처하여 저장하는 NR 프레임 신호 캡처부(220)를 포함할 수 있다. 상기 시간 도메인 PSS 기준 신호는 주파수 도메인에서의 PSS 후보군 시퀀스를 IFFT 변환한 신호로서, 섹터 α, β, γ에 대응하여 총 3가지이고 수신 장치의 메모리에 기저장되어 있다. 캡처 타임은 검출된 PSS 동기에 의해 정해진다. Hereinafter, the configuration and operation of the signal capture unit 200 will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4. As illustrated in FIG. 3, the signal capture unit 200 correlates the discrete signal received from the ADC 100 with a time domain Primary Synchronization Signal (PSS) reference signal to detect PSS synchronization. Capturing and storing an NR frame signal in which SSB exists based on the capture time output from the block frequency domain correlation part 210 and the discrete signal and the PSS synchronization detection block frequency domain correlation part 210 It may include an NR frame signal capture unit 220. The time domain PSS reference signal is a signal obtained by IFFT-converting the PSS candidate group sequence in the frequency domain, and has a total of three types corresponding to sectors α, β, and γ, and is previously stored in the memory of the receiving device. The capture time is determined by the detected PSS synchronization.

종래에는 PSS 동기를 검출하기 위하여 시간 도메인 상관기를 이용하여 프레임 신호의 매 샘플과 기준 신호를 윈도윙하면서 상관을 시켰기 때문에 너무 많은 메모리와 곱셈기가 필요하여 하드웨어 복잡도가 상당히 높았고, DSP에서 구현할 경우에는 동작 시간이 너무 길어져 수 분까지 걸리는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 PSS 동기를 검출할 때 블록 주파수 도메인 상관을 이용한다. Conventionally, in order to detect PSS synchronization, a time domain correlator was used to correlate each sample of a frame signal and a reference signal while windowing, so too much memory and a multiplier were required, and the hardware complexity was quite high. There was a problem that the time was too long and took up to several minutes. In order to solve this problem, the present invention uses block frequency domain correlation when detecting PSS synchronization.

PSS 동기 검출용 블록 주파수 도메인 상관부(210)의 개략적인 구성이 도 4에 예시된다. PSS 동기 검출용 블록 주파수 도메인 상관부(210)는 ADC(100)로부터 출력된 이산 신호에 대하여 기준이 되는 N-포인트의 길이만큼 블록을 취하고 2N-포인트의 길이가 되도록 제로 패딩(zero padding)을 한 다음, FFT(Fast Fourier Transform) 변환하여 주파수 영역 신호로 변환하는 제1 FFT 변환기(211), 시간 도메인 PSS 기준 신호에 대하여 2N-포인트의 길이가 되도록 제로 패딩을 한 후 FFT 변환하여 주파수 영역 신호로 변환하는 제2 FFT 변환기(212), FFT 변환된 이산 신호 및 FFT 변환된 시간 도메인 PSS 기준 신호를 (프레임 길이)/(N-포인트)에 해당하는 정수만큼 루프를 취하여 곱하는 곱셈기(213), 곱셈기(213)에서 출력된 신호를 다시 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 변환하여 시간 도메인 신호로 변환하는 IFFT 변환기(214) 및 상기 IFFT 변환기(214)에서 출력된 시간 도메인 신호에서 블록 간에 중첩된 신호를 제외한 구간의 신호를 선택하는 신호 선택기(215)를 포함한다.A schematic configuration of the block frequency domain correlation unit 210 for PSS synchronization detection is illustrated in FIG. 4. The block frequency domain correlation unit 210 for PSS synchronization detection takes a block as much as the length of N-point as a reference for the discrete signal output from the ADC 100 and applies zero padding to the length of 2N-point. Then, the FFT (Fast Fourier Transform) transforms the first FFT converter 211 to convert the signal into a frequency domain signal, zero padding with respect to the time domain PSS reference signal to a length of 2N-points, and then FFT transforms the frequency domain signal. A second FFT converter 212 for converting into, a multiplier 213 for multiplying the FFT-converted discrete signal and the FFT-converted time domain PSS reference signal by taking a loop by an integer corresponding to (frame length)/(N-point), An IFFT converter 214 that converts the signal output from the multiplier 213 back into a time domain signal by inverse Fast Fourier Transform (IFFT) transformation, and a signal superimposed between blocks in the time domain signal output from the IFFT converter 214 It includes a signal selector 215 for selecting a signal of the excluded section.

이와 같이 블록 주파수 도메인 상관 방식을 취하면 {3*(N-포인트 길이)*log2(2N-포인트 길이)+(2N-포인트 길이)}*{(프레임 길이)/(N-포인트 길이)}개 만큼의 곱셈기가 필요하여 곱셈기의 개수를 현저히 줄일 수 있으며, 따라서 적은 하드웨어 자원을 가진 DSP나 ARM에서 구현하는 것이 가능하게 된다.Taking the block frequency domain correlation method like this, {3*(N-point length)*log 2 (2N-point length)+(2N-point length)}*{(frame length)/(N-point length)} As many multipliers are required, the number of multipliers can be remarkably reduced, and thus, it is possible to implement it in a DSP or ARM having a small amount of hardware resources.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 5G NR 통신 시스템에서의 수신 장치의 TDD 구성 정보 획득부(300)에 대한 구성을 보여주는 개략도이다. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a TDD configuration information acquisition unit 300 of a reception device in a 5G NR communication system according to an embodiment of the present invention.

TDD 구성 정보 획득부(300)는 블록 주파수 도메인 PSS 상관부(310), 블록 주파수 도메인 SSS(Secondary Synchronization Signal) 상관부(320), SSB 위치 검출부(330), MIB 획득부(340) 및 SIB 획득부(350)를 포함한다. TDD configuration information acquisition unit 300 is a block frequency domain PSS correlation unit 310, block frequency domain SSS (Secondary Synchronization Signal) correlation unit 320, SSB position detection unit 330, MIB acquisition unit 340 and SIB acquisition Includes part 350.

블록 주파수 도메인 PSS 상관부(310)는 섹터 ID를 확인하기 위한 구성요소로서, NR 프레임 신호 캡처부(220)로부터 캡처된 NR 프레임 신호와, 기준 신호로서 PSS 검출용 블록 주파수 도메인 상관부(210)로부터 출력된 섹터 ID 신호(즉, 하나의 PSS 후보군)를 수신하여 상관시킨다는 점을 제외하고는 상술한 PSS 검출용 블록 주파수 도메인 상관부(210)와 동일한 구성요소를 포함하고 동일한 방식으로 동작한다. 즉, 블록 주파수 도메인 PSS 상관부(310)는 신호 캡처부(200)로부터 캡처된 NR 프레임 신호를 수신하여 기준이 되는 N-포인트의 길이만큼 블록을 취하고 2N-포인트의 길이가 되도록 제로 패딩한 후 FFT 변환하여 주파수 영역 신호로 변환하고 섹터 ID 신호를 수신하여 2N-포인트의 길이가 되도록 제로 패딩한 후 FFT 변환하여 주파수 영역 신호로 변환하고, FFT 변환된 NR 프레임 신호 및 섹터 ID 신호를 (프레임 길이)/(N-포인트)에 해당하는 정수만큼 루프를 취하여 곱하고, 곱해진 신호를 다시 IFFT 변환하여 시간 도메인 신호로 변환하며, 그 후 상기 시간 도메인 신호에서 블록 간에 중첩된 신호를 제외한 구간의 신호를 선택하는 방식으로 동작한다. The block frequency domain PSS correlation unit 310 is a component for confirming the sector ID, and the NR frame signal captured from the NR frame signal capture unit 220 and the block frequency domain correlation unit 210 for PSS detection as a reference signal Except for receiving and correlating the sector ID signal (ie, one PSS candidate group) output from the PSS, it includes the same components as the PSS detection block frequency domain correlation unit 210 and operates in the same manner. That is, the block frequency domain PSS correlator 310 receives the captured NR frame signal from the signal capture unit 200, takes a block as much as the length of the N-point as a reference, and pads it with zero to have a length of 2N-points. After FFT conversion and conversion into a frequency domain signal, a sector ID signal is received, zero padding to a length of 2N-points, FFT conversion is performed and converted into a frequency domain signal, and the FFT-converted NR frame signal and sector ID signal )/(N-point) by taking and multiplying by an integer number of loops, converting the multiplied signal back to IFFT to convert it into a time domain signal, and then converting the signal in the section excluding the signal overlapped between blocks in the time domain signal. It works the way you choose.

블록 주파수 도메인 SSS 상관부(320)는 셀 ID를 검출하기 위한 구성요소로서, NR 프레임 신호 캡처부(220)로부터 캡처된 NR 프레임 신호와, 기준 신호로서 주파수 도메인에서의 SSS 후보군 시퀀스를 IFFT 변환한 신호로서 저장된 시간 도메인 SSS 기준 신호를 상관시킨다는 점을 제외하고는 상술한 PSS 검출용 블록 주파수 도메인 상관부(210)와 동일한 구성요소를 포함하고 동일한 방식으로 동작한다. 즉, 블록 주파수 도메인 SSS 상관부(320)는 신호 캡처부(200)로부터 캡처된 NR 프레임 신호를 수신하여 기준이 되는 N-포인트의 길이만큼 블록을 취하고 2N-포인트의 길이가 되도록 제로 패딩한 후 FFT 변환하여 주파수 영역 신호로 변환하고, 시간 도메인 SSS 기준 신호에 대하여 2N-포인트의 길이가 되도록 제로 패딩한 후 FFT 변환하여 주파수 영역 신호로 변환하고, FFT 변환된 NR 프레임 신호 및 시간 도메인 SSS 기준 신호를 (프레임 길이)/(N-포인트)에 해당하는 정수만큼 루프를 취하여 곱하고, 곱해진 신호를 다시 IFFT 변환하여 시간 도메인 신호로 변환하며, 그 후 상기 시간 도메인 신호에서 블록 간에 중첩된 신호를 제외한 구간의 신호를 선택하는 방식으로 동작한다. 참고로, 5G NR에서 시간 도메인 SSS 기준 신호는 336개의 후보군을 갖는다. The block frequency domain SSS correlation unit 320 is a component for detecting a cell ID, and IFFT transforms the NR frame signal captured from the NR frame signal capture unit 220 and the SSS candidate group sequence in the frequency domain as a reference signal. Except for correlating the time domain SSS reference signal stored as a signal, it includes the same components as the block frequency domain correlator 210 for PSS detection described above and operates in the same manner. That is, the block frequency domain SSS correlation unit 320 receives the NR frame signal captured from the signal capture unit 200, takes a block as much as the length of the N-point as a reference, and pads it with zero to have a length of 2N-points. FFT transform to convert to frequency domain signal, zero padding to 2N-point length with respect to time domain SSS reference signal, FFT conversion to convert to frequency domain signal, FFT-converted NR frame signal and time domain SSS reference signal Is multiplied by taking a loop by an integer corresponding to (frame length)/(N-point), and converting the multiplied signal to a time domain signal by IFFT conversion, and then excluding the signal overlapped between blocks in the time domain signal. It works by selecting the signal of the section. For reference, the time domain SSS reference signal in 5G NR has 336 candidate groups.

SSB 위치 검출부(330)는 검출된 셀 ID에 기초하여 SSB(Synchronization Signal Block)의 위치를 검출한다. 참고로, SSB는 PSS, SSS, PBCH-DMRS(Physical Broadcast Channel-DeModulation Reference Signal), 및 PBCH(Physical Broadcast CHannel)로 구성된 OFDM 심볼의 조합이다. The SSB location detection unit 330 detects the location of a Synchronization Signal Block (SSB) based on the detected cell ID. For reference, SSB is a combination of OFDM symbols composed of PSS, SSS, PBCH-DMRS (Physical Broadcast Channel-DeModulation Reference Signal), and PBCH (Physical Broadcast Channel).

MIB 획득부(340)는 SSB에 해당하는 PBCH(Physical Broadcast Channel)을 복조하고 디코딩(예컨대, 폴라 디코딩(polar decoding))하여 MIB(Master Information Block)를 획득한다. The MIB acquisition unit 340 demodulates and decodes a PBCH (Physical Broadcast Channel) corresponding to the SSB (eg, polar decoding) to obtain a Master Information Block (MIB).

SIB 획득부(350)는 MIB 획득부(340)로부터 획득된 MIB로부터 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)의 위치 정보를 확인하여 상기 PDCCH를 복조하고 디코딩(예컨대, LDPC(Low Density Parity Check) 디코딩)하여 TDD 구성 정보로서 SIB(System Information Block)을 획득한다. 여기서, SIB는 구체적으로 SIB1에 해당한다. The SIB acquisition unit 350 checks the location information of the Physical Downlink Control Channel (PDCCH) from the MIB obtained from the MIB acquisition unit 340, demodulates and decodes the PDCCH (e.g., LDPC (Low Density Parity Check) decoding) Acquires a System Information Block (SIB) as TDD configuration information. Here, SIB specifically corresponds to SIB1.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 5G NR 통신 시스템에서의 동기 검출 방법의 흐름도를 보여준다. 7 is a flowchart of a method for detecting synchronization in a 5G NR communication system according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 동기 검출 방법은 송신 장치로부터 수신한 신호를 이산 신호로 변환하는 단계(S100), 이산 신호를 수신하여 PSS(Primary Synchronization Signal) 동기를 검출하고 SSB(Synchronization Signal Block)가 존재하는 NR(New Radio) 프레임 신호를 캡처하여 저장하는 신호 캡처 단계(S200) 및 상기 신호 캡처 단계(S200)로부터 나온 섹터 ID 신호 및 캡처된 NR 프레임 신호를 수신하여 TDD(Time Division Duplex) 구성 정보를 획득하는 TDD 구성 정보 획득 단계(S300)를 포함할 수 있다. The synchronization detection method according to the present invention includes the step of converting a signal received from a transmitting device into a discrete signal (S100), detecting PSS (Primary Synchronization Signal) synchronization by receiving the discrete signal, and NR with a Synchronization Signal Block (SSB). (New Radio) A signal capture step (S200) of capturing and storing a frame signal, and a sector ID signal and a captured NR frame signal from the signal capturing step (S200) are received to obtain Time Division Duplex (TDD) configuration information. It may include the step of obtaining TDD configuration information (S300).

상기 신호 캡처 단계(S200)는 블록 주파수 도메인 상관(block frequency domain correlation) 방식에 의해 이산 신호와 시간 도메인 PSS 기준 신호를 상관시켜 PSS 동기를 검출하는 PSS 동기 검출 단계 및 상기 이산 신호와 검출된 PSS 동기에 기초하여 SSB가 존재하는 NR 프레임 신호를 캡처하여 저장하는 NR 프레임 신호 캡처 단계를 포함할 수 있다. The signal capture step (S200) is a PSS synchronization detection step of detecting PSS synchronization by correlating a discrete signal and a time domain PSS reference signal by a block frequency domain correlation method, and the detected PSS synchronization with the discrete signal. The NR frame signal capturing step of capturing and storing the NR frame signal in which the SSB exists based on the SSB may be included.

상기 PSS 동기 검출 단계는 상기 이산 신호에 대하여 기준이 되는 N-포인트의 길이만큼 블록을 취하고 2N-포인트의 길이가 되도록 제로 패딩(zero padding)을 한 다음, FFT(Fast Fourier Transform) 변환하여 주파수 영역 신호로 변환하는 제1 FFT 변환 단계, 상기 시간 도메인 PSS 기준 신호에 대하여 2N-포인트의 길이가 되도록 제로 패딩을 한 후 FFT 변환하여 주파수 영역 신호로 변환하는 제2 FFT 변환 단계; FFT 변환된 이산 신호 및 시간 도메인 PSS 기준 신호를 (프레임 길이)/(N-포인트)에 해당하는 정수만큼 루프를 취하여 곱하는 곱셈 단계, 상기 곱셈 단계에서 곱해진 신호를 다시 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 변환하여 시간 도메인 신호로 변환하는 IFFT 변환 단계(2130) 및 상기 IFFT 변환된 시간 도메인 신호에서 블록 간에 중첩된 신호를 제외한 구간의 신호를 선택하는 신호 선택 단계를 포함할 수 있다. In the PSS synchronization detection step, a block is taken for the discrete signal by the length of the N-point as a reference, zero padding is performed to have a length of 2N-points, and then FFT (Fast Fourier Transform) transformation is performed in the frequency domain. A first FFT conversion step of converting a signal into a signal, a second FFT conversion step of converting the time domain PSS reference signal into a frequency domain signal by performing zero padding to have a length of 2N-points and performing FFT conversion; A multiplication step in which the FFT-transformed discrete signal and the time domain PSS reference signal are multiplied by taking a loop by an integer corresponding to (frame length)/(N-point), and the signal multiplied in the multiplication step is again Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) An IFFT conversion step 2130 of converting and converting the signal into a time domain signal, and a signal selection step of selecting a signal of a section excluding a signal overlapping between blocks in the IFFT-transformed time domain signal.

상기 TDD 구성 정보 획득 단계(S300)는 섹터 ID를 확인하기 위하여 블록 주파수 도메인 PSS 상관을 수행하는 섹터 ID 확인 단계, 셀 ID를 검출하기 위한 블록 주파수 도메인 SSS(Secondary Synchronization Signal) 상관을 수행하는 셀 ID 검출 단계, 검출된 셀 ID에 기초하여 SSB(Synchronization Signal Block)의 위치를 검출하는 SSB 위치 검출 단계, SSB에 해당하는 PBCH(Physical Broadcast Channel)을 복조하고 디코딩하여 MIB(Master Information Block)를 획득하는 MIB 획득 단계 및 MIB로부터 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)의 위치 정보를 확인하여 상기 PDCCH를 복조하고 디코딩하여 SIB(System Information Block)을 획득하는 SIB 획득 단계를 포함할 수 있다.In the step of obtaining TDD configuration information (S300), a sector ID checking step of performing block frequency domain PSS correlation to check a sector ID, and a cell ID performing block frequency domain Secondary Synchronization Signal (SSS) correlation to detect cell ID Detection step, SSB position detection step of detecting the position of the Synchronization Signal Block (SSB) based on the detected cell ID, demodulation and decoding of the PBCH (Physical Broadcast Channel) corresponding to the SSB to obtain a MIB (Master Information Block) It may include an MIB acquisition step and an SIB acquisition step of acquiring a System Information Block (SIB) by checking the location information of a Physical Downlink Control Channel (PDCCH) from the MIB, demodulating and decoding the PDCCH.

상술한 기재에서 각 구성요소는 별개의 구성요소로 기재되었지만, 모두 하나의 구성요소로 합쳐져 기능할 수도 있고, 일부 구성요소만이 합쳐져 기능할 수도 있다. 그러나 상술한 기능을 수행하는 한 모두 본 발명의 범위에 속한다. In the above description, each component is described as a separate component, but all of them may be combined into one component to function, or only some components may be combined to function. However, as long as the above-described functions are performed, all belong to the scope of the present invention.

위 실시예는 본 발명의 가장 기본적인 예에 불과할 뿐이기 때문에, 본 발명이 위의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등범위로 이해되어져야 할 것이다.Since the above embodiments are only the most basic examples of the present invention, it should not be understood that the present invention is limited only to the above embodiments, and the scope of the present invention is understood as the claims and their equivalents to be described later. You will have to lose.

100 ADC
200 신호 캡처부
210 PSS 검출용 블록 주파수 도메인 상관부
211 제1 FFT 변환기
212 제2 FFT 변환기
213 곱셈기
214 IFFT 변환기
215 신호 선택기
220 NR 프레임 신호 캡처부
300 TDD 구성 정보 획득부
310 블록 주파수 도메인 PSS 상관부
320 블록 주파수 도메인 SSS 상관부
330 SSB 위치 검출부
340 MIB 획득부
350 SIB 획득부
400 스위칭 신호 생성부100 ADC
200 signal capture unit
210 PSS detection block frequency domain correlation unit
211 first FFT converter
212 second FFT converter
213 Multiplier
214 IFFT converter
215 signal selector
220NR frame signal capture unit
300 TDD configuration information acquisition unit
310 block frequency domain PSS correlator
320 block frequency domain SSS correlation unit
330 SSB position detection unit
340 MIB acquisition unit
350 SIB acquisition unit
400 switching signal generator

Claims (8)

5G NR 통신 시스템에서의 수신 장치로서,
송신 장치로부터 수신한 신호를 이산 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 컨버터(Analog-to-Digital Converter; ADC);
상기 이산 신호를 수신하여 PSS(Primary Synchronization Signal) 동기를 검출하고 SSB(Synchronization Signal Block)가 존재하는 NR(New Radio) 프레임 신호를 캡처하여 저장하는 신호 캡처부;
상기 신호 캡처부로부터 섹터 ID 신호 및 캡처된 NR 프레임 신호를 수신하여 TDD(Time Division Duplex) 구성 정보를 획득하는 TDD 구성 정보 획득부; 및
상기 TDD 구성 정보 획득부로부터 획득한 TDD 구성 정보에 기초하여 업링크/다운링크 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부
를 포함하고,
상기 신호 캡처부는:
상기 이산 신호와 시간 도메인 PSS 기준 신호를 상관시켜 PSS 동기를 검출하는 PSS 동기 검출용 블록 주파수 도메인 상관부(block frequency domain correlation part); 및
상기 이산 신호와 상기 PSS 동기 검출용 블록 주파수 도메인 상관부로부터 출력된 캡처 타임에 기초하여 SSB가 존재하는 NR 프레임 신호를 캡처하여 저장하는 NR 프레임 신호 캡처부
를 포함하며,
상기 PSS 동기 검출용 블록 주파수 도메인 상관부는:
상기 이산 신호에 대하여 기준이 되는 N-포인트의 길이만큼 블록을 취하고 2N-포인트의 길이가 되도록 제로 패딩(zero padding)을 한 다음, FFT(Fast Fourier Transform) 변환하여 주파수 영역 신호로 변환하는 제1 FFT 변환기;
상기 시간 도메인 PSS 기준 신호에 대하여 2N-포인트의 길이가 되도록 제로 패딩을 한 후 FFT 변환하여 주파수 영역 신호로 변환하는 제2 FFT 변환기;
상기 FFT 변환된 이산 신호 및 상기 FFT 변환된 시간 도메인 PSS 기준 신호를 (프레임 길이)/(N-포인트 길이)에 해당하는 정수만큼 루프를 취하여 곱하는 곱셈기;
상기 곱셈기에서 출력된 신호를 다시 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)변환하여 시간 도메인 신호로 변환하는 IFFT 변환기; 및
상기 IFFT 변환기에서 출력된 시간 도메인 신호에서 블록 간에 중첩된 신호를 제외한 구간의 신호를 선택하는 신호 선택기
를 포함하고,
상기 시간 도메인 PSS 기준 신호는 주파수 도메인에서의 PSS 후보군 시퀀스를 IFFT 변환한 신호로서 상기 수신 장치에 저장되어 있는
5G NR 통신 시스템에서의 수신 장치.As a receiving device in a 5G NR communication system,
An analog-to-digital converter (ADC) for converting a signal received from a transmitting device into a discrete signal;
A signal capture unit configured to receive the discrete signal, detect primary synchronization signal (PSS) synchronization, and capture and store a new radio (NR) frame signal in which a synchronization signal block (SSB) exists;
A TDD configuration information acquisition unit receiving a sector ID signal and a captured NR frame signal from the signal capture unit to obtain time division duplex (TDD) configuration information; And
A switching signal generation unit that generates an uplink/downlink switching signal based on the TDD configuration information obtained from the TDD configuration information acquisition unit
Including,
The signal capture unit:
A block frequency domain correlation part for detecting PSS synchronization by correlating the discrete signal with a time domain PSS reference signal; And
An NR frame signal capture unit that captures and stores an NR frame signal in which an SSB exists based on the discrete signal and a capture time output from the block frequency domain correlation unit for detecting PSS synchronization.
Including,
The PSS synchronization detection block frequency domain correlation unit:
A first for converting the discrete signal into a frequency-domain signal by taking a block as much as the length of the N-point as a reference, zero padding so that the length of 2N-points, and then transforming into a frequency domain signal by FFT (Fast Fourier Transform) transformation. FFT converter;
A second FFT converter for converting the time domain PSS reference signal into a frequency domain signal by performing FFT conversion after zero padding to a length of 2N-points;
A multiplier for multiplying the FFT-transformed discrete signal and the FFT-transformed time domain PSS reference signal by taking a loop by an integer corresponding to (frame length)/(N-point length);
An IFFT converter for converting the signal output from the multiplier into a time domain signal by performing Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) transformation again; And
A signal selector for selecting a signal in a section excluding a signal overlapped between blocks from the time domain signal output from the IFFT converter
Including,
The time domain PSS reference signal is an IFFT-converted signal of a PSS candidate group sequence in the frequency domain and is stored in the receiving device.
Receiving device in 5G NR communication system. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 TDD 구성 정보 획득부는:
섹터 ID를 확인하기 위한 블록 주파수 도메인 PSS 상관부;
셀 ID를 검출하기 위한 블록 주파수 도메인 SSS(Secondary Synchronization Signal) 상관부;
검출된 셀 ID에 기초하여 SSB(Synchronization Signal Block)의 위치를 검출하는 SSB 위치 검출부;
SSB에 해당하는 PBCH(Physical Broadcast Channel)을 복조하고 디코딩하여 MIB(Master Information Block)를 획득하는 MIB 획득부; 및
MIB로부터 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)의 위치 정보를 확인하여 상기 PDCCH를 복조하고 디코딩하여 SIB(System Information Block)을 획득하는 SIB 획득부
를 포함하는
5G NR 통신 시스템에서의 수신 장치.The method of claim 1,
The TDD configuration information acquisition unit:
A block frequency domain PSS correlator for checking a sector ID;
A block frequency domain Secondary Synchronization Signal (SSS) correlator for detecting a cell ID;
An SSB location detector configured to detect a location of a Synchronization Signal Block (SSB) based on the detected cell ID;
An MIB acquisition unit that demodulates and decodes a physical broadcast channel (PBCH) corresponding to an SSB to obtain a master information block (MIB); And
SIB acquisition unit that obtains SIB (System Information Block) by demodulating and decoding the PDCCH by checking the location information of the PDCCH (Physical Downlink Control Channel) from the MIB
Including
Receiving device in 5G NR communication system. 5G NR 통신 시스템에서의 동기 검출 방법으로서,
송신 장치로부터 수신한 신호를 이산 신호로 변환하는 단계;
상기 이산 신호를 수신하여 PSS(Primary Synchronization Signal) 동기를 검출하고 SSB(Synchronization Signal Block)가 존재하는 NR(New Radio) 프레임 신호를 캡처하여 저장하는 신호 캡처 단계; 및
상기 신호 캡처 단계로부터 나온 섹터 ID 신호 및 캡처된 NR 프레임 신호를 수신하여 TDD(Time Division Duplex) 구성 정보를 획득하는 TDD 구성 정보 획득 단계
를 포함하고,
상기 신호 캡처 단계는:
상기 이산 신호와 시간 도메인 PSS 기준 신호를 상관시켜 PSS 동기를 검출하는 PSS 동기 검출 단계; 및
상기 이산 신호와 검출된 PSS 동기에 기초하여 SSB가 존재하는 NR 프레임 신호를 캡처하여 저장하는 NR 프레임 신호 캡처 단계
를 포함하고,
상기 PSS 동기 검출 단계는 블록 주파수 도메인 상관(block frequency domain correlation) 방식에 의해 PSS 동기를 검출하며,
상기 PSS 동기 검출 단계는:
상기 이산 신호에 대하여 기준이 되는 N-포인트의 길이만큼 블록을 취하고 2N-포인트의 길이가 되도록 제로 패딩(zero padding)을 한 다음, FFT(Fast Fourier Transform) 변환하여 주파수 영역 신호로 변환하는 제1 FFT 변환 단계;
상기 시간 도메인 PSS 기준 신호에 대하여 2N-포인트의 길이가 되도록 제로 패딩을 한 후 FFT 변환하여 주파수 영역 신호로 변환하는 제2 FFT 변환 단계;
상기 FFT 변환된 이산 신호 및 상기 FFT 변환된 시간 도메인 PSS 기준 신호를 (프레임 길이)/(N-포인트)에 해당하는 정수만큼 루프를 취하여 곱하는 곱셈 단계;
상기 곱셈 단계에서 곱해진 신호를 다시 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 변환하여 시간 도메인 신호로 변환하는 IFFT 변환 단계; 및
상기 IFFT 변환된 시간 도메인 신호에서 블록 간에 중첩된 신호를 제외한 구간의 신호를 선택하는 신호 선택 단계
를 포함하고,
상기 시간 도메인 PSS 기준 신호는 주파수 도메인에서의 PSS 후보군 시퀀스를 IFFT 변환한 신호에 해당하는
5G NR 통신 시스템에서의 동기 검출 방법.As a synchronization detection method in a 5G NR communication system,
Converting the signal received from the transmitting device into a discrete signal;
A signal capturing step of receiving the discrete signal, detecting PSS (Primary Synchronization Signal) synchronization, and capturing and storing a New Radio (NR) frame signal in which a Synchronization Signal Block (SSB) exists; And
TDD configuration information acquisition step of acquiring time division duplex (TDD) configuration information by receiving the sector ID signal and the captured NR frame signal from the signal capturing step
Including,
The signal capture step is:
A PSS synchronization detection step of correlating the discrete signal and a time domain PSS reference signal to detect PSS synchronization; And
NR frame signal capture step of capturing and storing an NR frame signal in which an SSB exists based on the discrete signal and the detected PSS synchronization
Including,
In the PSS synchronization detection step, PSS synchronization is detected by a block frequency domain correlation method,
The PSS synchronization detection step:
A first for converting the discrete signal into a frequency domain signal by taking a block as much as the length of the N-point as a reference, zero padding so that the length of 2N-points, and then transforming into a frequency domain signal by FFT (Fast Fourier Transform) transformation. FFT transform step;
A second FFT transform step of performing zero padding with respect to the time domain PSS reference signal to a length of 2N-points, performing FFT conversion, and converting the signal into a frequency domain signal;
A multiplication step of multiplying the FFT-transformed discrete signal and the FFT-transformed time domain PSS reference signal by taking a loop by an integer corresponding to (frame length)/(N-point);
An IFFT transform step of converting the signal multiplied in the multiplication step into a time domain signal by performing Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) transformation again; And
A signal selection step of selecting a signal in a section excluding signals overlapped between blocks in the IFFT-transformed time domain signal
Including,
The time domain PSS reference signal corresponds to a signal obtained by IFFT-transforming the PSS candidate group sequence in the frequency domain.
Synchronization detection method in 5G NR communication system. 삭제delete 삭제delete 제5항에 있어서,
상기 TDD 구성 정보 획득 단계는:
섹터 ID를 확인하기 위하여 블록 주파수 도메인 PSS 상관을 수행하는 섹터 ID 확인 단계;
셀 ID를 검출하기 위한 블록 주파수 도메인 SSS(Secondary Synchronization Signal) 상관을 수행하는 셀 ID 검출 단계;
검출된 셀 ID에 기초하여 SSB(Synchronization Signal Block)의 위치를 검출하는 SSB 위치 검출 단계;
SSB에 해당하는 PBCH(Physical Broadcast Channel)을 복조하고 디코딩하여 MIB(Master Information Block)를 획득하는 MIB 획득 단계; 및
MIB로부터 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)의 위치 정보를 확인하여 상기 PDCCH를 복조하고 디코딩하여 SIB(System Information Block)을 획득하는 SIB 획득 단계
를 포함하는
5G NR 통신 시스템에서의 동기 검출 방법.The method of claim 5,
The step of obtaining the TDD configuration information is:
A sector ID verification step of performing block frequency domain PSS correlation to verify the sector ID;
Cell ID detection step of performing block frequency domain Secondary Synchronization Signal (SSS) correlation for detecting cell ID;
SSB location detection step of detecting a location of a Synchronization Signal Block (SSB) based on the detected cell ID;
An MIB acquisition step of demodulating and decoding a Physical Broadcast Channel (PBCH) corresponding to an SSB to obtain a Master Information Block (MIB); And
SIB acquisition step of acquiring a system information block (SIB) by demodulating and decoding the PDCCH by checking the location information of the physical downlink control channel (PDCCH) from the MIB
Including
Synchronization detection method in 5G NR communication system.
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