KR102177287B1 - 중계기를 이용한 동기화 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 무선 통신시스템에서 중계기를 이용한 동기화 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 단말기가 중계기를 이용하여 동기화하기 위해서는, 동기화된 상기 중계기를 통해 기지국의 제어정보를 수신하는 단계; 상기 수신된 제어정보를 기초로 하향링크 수신 빔 형성 파라미터를 설정하는 단계; 상기 설정된 하향링크 수신 빔 형성 파라미터를 기초로 수신 빔을 형성하는 단계; 상기 형성된 수신 빔을 통해 상기 기지국으로부터 동기신호를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 동기신호에 기초하여 상기 기지국과 동기화하는 단계를 포함하되, 상기 제어정보는 하향링크 수신 빔 형성정보를 포함하는 것을 특징으로 해야 한다.

Description

중계기를 이용한 동기화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SYNCHRONIZATION USING MEDIATOR}

본 발명은 무선 통신시스템에서 동기화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 빔(beam)을 형성하여 기지국과 단말기 사이의 동기화를 함에 있어서 효율적인 동기화를 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

현재 통신 시스템의 발전은 3세대에서 4세대로 넘어오면서 스마트폰 등과 같은 단순한 전화기능뿐만이 아닌, 다양한 기능을 가지는 단말기의 등장으로 이동통신 사용자들이 사용하는 데이터 양은 기하급수적으로 늘어가고 있으며, 이와 함께 더 높은 데이터 송신률에 대한 사용자들의 요구도 지속적으로 증가하고 있다.

이동통신 시스템에서 데이터 송신률을 높이는 방법으로는 더 넓은 주파수 대역을 사용하여 사용자에게 통신을 제공하는 방법과, 주파수 사용효율을 높이는 방법이 있다.

그러나 주파수 사용효율을 높이는 방법의 경우 현 세대 통신 기술들이 이미 이론적인 한계치에 도달해 있으므로 기술개량을 통한 주파수 사용효율을 높이는 것은 어렵다.

따라서 데이터 송신률을 높이는 것보다 가능성 있는 방법은, 더 넓은 주파수 대역을 사용하는 것이다. 현재 주파수 분배 정책상 1GHz이상의 광대역 통신이 가능한 대역은 한정적이며, 이러한 주파수 대역은 기존의 사용 주파수 밴드에서 크게 벗어난 30GHz 이상의 밀리미터파(mmW)를 고려해 볼 수 있다.

본 발명은 무선 통신시스템에서 동기화를 위한 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 무선 통신시스템의 밀리미터파(mmW)대역의 주파수에서 동기화 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선 통신시스템의 밀리미터파(mmW)대역의 주파수에서 빔을 이용한 동기화 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선 통신시스템에서 중계기를 이용한 동기화 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선 통신시스템의 밀리미터파(mmW)대역의 주파수에서 중계기를 통한 동기화 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선 통신시스템의 밀리미터파(mmW)대역의 주파수에서 중계기를 통한 빔 형성을 이용한 동기화 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명은, 동기화된 중계기를 통해 기지국의 제어정보를 수신하는 단계; 상기 수신된 제어정보를 기초로 하향링크 수신 빔 형성 파라미터를 설정하는 단계; 상기 설정된 하향링크 수신 빔 형성 파라미터를 기초로 수신 빔을 형성하는 단계; 상기 형성된 수신 빔을 통해 상기 기지국으로부터 동기신호를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 동기신호에 기초하여 상기 기지국과 동기화하는 단계를 포함하되, 상기 제어정보는 하향링크 수신 빔 형성정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 방법을 제공한다.

또한, 본 발명에서, 상기 하향링크 수신 빔 형성 정보는, 상기 기지국의 위치정보, 안테나 배열정보, 시간 오프셋(Time offset)정보 및 DoA(Direction of Arrival) 오프셋(offset) 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 기지국은 상기 중계기의 통신 시스템과 다른 통신시스템을 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 제어정보는 RRC(Radio Resource control)메세지에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 제어정보는, 상기 기지국으로부터 상기 중계기의 브로드캐스트(broadcast) 또는 유니캐스트(unicast) 채널을 통해서 수신되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 중계기를 통해 단말기의 제어정보를 수신하는 단계; 상기 수신된 제어정보를 기초로 하향링크 송신 빔 형성 파라미터를 설정하는 단계; 상기 설정된 하향링크 송신 빔 형성 파라미터를 기초로 송신 빔을 형성하는 단계; 상기 형성된 송신 빔을 통해서 상기 단말기로 동기신호를 송신하는 단계; 및 상기 동기신호에 기초하여 상기 단말기와 동기화하는 단계를 포함하되, 상기 제어정보는 하향링크 송신 빔 형성정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 방법을 제공한다.

또한, 본 발명에서, 상기 하향링크 송신 빔 형성정보는, 상기 단말기의 위치정보, 안테나 배열정보, 기준 신호 수신 전력 정보(Reference Signal Received Power), CQI(Channel quality Indicator)정보, PMI(Pre-coding Matrix Indicator)정보, RI(Rank Indicator)정보 및 스페셜 시그니쳐(Spatial Signature)정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 동기화된 중계기를 통해 기지국의 제어정보를 수신하고, 상기 기지국으로부터 동기신호를 수신하는 수신기; 상기 수신된 제어정보를 기초로 하향링크 수신 빔 형성 파라미터를 설정하고, 상기 수신된 동기신호를 기초로 기지국과 동기화를 수행하는 제어기; 및 상기 하향링크 수신 빔 형성 파라미터를 기초로 수신 빔을 형성하는 안테나를 포함하되, 상기 제어정보는 하향링크 수신 빔 형성정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기를 제공한다.

또한, 본 발명에서, 상기 하향링크 수신 빔 형성정보는, 상기 기지국의 위치정보, 안테나 배열정보, 시간 오프셋(Time offset)정보 및 DoA(Direction of Arrival) 오프셋(offset)정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 기지국은 상기 중계기의 통신 시스템과 다른 통신시스템을 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 제어정보는, RRC(Radio Resource control)메세지에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 제어정보는, 상기 기지국으로부터 상기 중계기의 브로드캐스트(broadcast) 또는 유니캐스트(unicast) 채널을 통해서 수신되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 단말기는, 상기 중계기와 상기 기지국의 통신 시스템을 모두 지원하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 중계기를 통해 단말기의 제어정보를 수신하는 수신기; 상기 단말기로 동기신호를 송신하는 송신기; 상기 수신된 제어정보를 기초로 하향링크 송신 빔 형성 파라미터를 설정하고, 상기 동기신호를 기초로 상기 단말기와 동기화를 수행하는 제어기; 및 상기 하향링크 송신 빔 형성 파라미터를 기초로 송신 빔을 형성하는 안테나를 포함하되 상기 제어정보는 하향링크 송신 빔 형성정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국을 제공한다.

또한, 본 발명에서, 상기 하향링크 송신 빔 형성정보는, 상기 단말기의 위치정보, 안테나 배열정보, 기준 신호 수신 전력 정보(Reference Signal Received Power), CQI(Channel quality Indicator)정보, PMI(Pre-coding Matrix Indicator)정보, RI(Rank Indicator)정보 및 스페셜 시그니쳐(Spatial Signature)정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 동기화 방법 및 장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 의하면, 무선 통신시스템에서 넓은 주파수 대역을 통해 데이터 서비스를 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, 무선 통신시스템에서 밀리미터파(mmW) 대역의 주파수를 이용하여 데이터 서비스를 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, 무선 통신시스템에서 밀리미터파(mmW) 대역의 주파수를 이용하여 데이터 서비스를 제공함으로써 사용자에게 높은 데이터 송신률을 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, 무선 통신시스템에서 초기 빔 형성을 통해서 동기화를 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 중계기를 통해서 제어정보를 송수신하여 단말기와 기지국이 빔 형성을 통해 동기화를 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 무선 통신시스템에서 다른 통신시스템을 이용하는 중계기를 통하여 동기화를 할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템에서의 셀룰라 시스템(Cellular System)을 도시하고 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 단말기의 내부 구조를 전체적으로 도시하고 있다.
도 3은 본 발명이 적용되는 네트워크에 대한 제어 평면의 프로토콜 스택을 도시하고 있다.
도 4는 본 발명이 적용되는 제 1실시예로써, 단말기와 기지국의 동기화 과정을 설명하기 위한 흐름도를 도시하고 있다.
도 5내지 도 10은 본 발명이 적용되는 제 2실시예로써, 도 5는 기지국에서 빔을 형성하여 단말기에게 보내는 것을 간략히 도시한 것이고, 도 6과 도 7은 본 발명이 적용되는 셀룰라 시스템(Cellular System)에서 중계기를 이용하여 동기화를 하는 경우를 간략히 도시하고 있다.
도 8은 단말기를 기준으로 하여 중계기를 이용한 동기화 방법의 과정을 흐름도로 도시하고 있고, 도 9는 기지국을 기준으로 하여 중계기를 이용한 동기화 방법의 과정을 흐름도로 도시하고 있다.
도 10은 본 발명이 적용되는 제 2실시예의 전체적인 과정을 흐름도로 자세히 도시하고 있다.
도 11은 본 발명이 적용되는 제 3실시예로써, 제어정보가 단말기로 전송되기 위한 RRC 메시지를 도시하고 있다.
도 12는 본 발명의 제 4실시예로써, 기지국의 제어정보가 MAC(Medium Access Control)계층의 전송블록에 포함되어 있는 것을 도시하고 있다.

본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는바, 이하에서는 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명과 관련된 단말기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "기"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 명세서에서 설명되는 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

이하 밀리미터파(mmW)를 이용하는 통신시스템을 5G시스템이라 가정한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템에서의 셀룰라 시스템(Cellular System)을 도시하고 있다.

상기 도 1을 참조하면, 셀룰라 시스템(Cellular System)에서 매크로 셀(Macro Cell)과 피코 셀(Pico Cell)의 배치구조에 대한 한가지 예를 살펴볼 수 있다(100).

기존의 네트워크 배치 방법은 매크로 셀(Macro Cell) 중심의 전형적인 동종 네트워크(homogeneous network) 형태를 지니고 있었다. 하지만 동종 네트워크 형태의 배치는 너무 복잡하고, 반복적이며, 도심에서 음영지역의 발생이 늘어나게 된다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 논의된 것이 이종 네트워크 (Heterogeneous Network)(100)이다.

이러한 상기 이종 네트워크는 매크로 셀을 저출력의 피코 셀을 사용하여 보완함으로써 트래픽 용량을 늘리고, 특정 영역에서의 데이터 속도를 늘릴 수 있다.

이종 네트워크는 보통 매크로 셀(110), 피코 셀(120), 펨토 셀 등으로 구성되며, 상기 도 1에서는 매크로 셀(110)과 피코 셀(120)로 구성된 이종 네트워크를 도시하고 있다. 이러한 이종 네트워크에서 매크로 셀(110)의 기지국은 5W에서 40W 정도의 높은 전송 전력으로 신호를 전송하고, 상기 피코 셀 기지국(120)은 100mW에서 2W 정도의 낮은 전송 전력으로 신호를 전송한다.

이종 네트워크에서는 상기 피코 셀(120)의 도입에 따라, 가능한 많은 수의 단말기가 상기 피코 셀(120)에서 데이터를 수신할 때 셀 용량 개선 효과가 커진다. 따라서 상기 단말기(150)들이 가능하면 상기 매크로 셀(110)보다 상기 피코 셀(120)로 접속하도록 유도할 필요가 있다. 이를 위해 상기 매크로 셀(110) 신호의 수신 신호 세기가 상기 피코 셀(120) 수신 신호 세기보다 큰 경우에도 상기 피코 셀(120) 기지국으로 접속하도록 정의되어 있는 상기 피코 셀(120)의 확장 영역이 존재하게 된다.

상기 매크로 셀(110)과 상기 피코 셀(120)들은 서로 동일한 통신시스템을 사용할 수 있지만, 각각의 매크로 셀은 서로 다른 통신 시스템, 즉 3G(110), 4G (130), 5G(미도시)등의 서로 다른 통신시스템을 이용하여 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 하나의 매크로 셀(140) 기지국은 두 개 이상의 통신시스템을 이용하여, 예를 들어, 3G망과 4G망의 서비스를 제공할 수 있다.

이러한, 3G(110), 4G(130), 5G(미도시)를 이용하는 기지국들이 형성하는 네트워크를 Inter-RAT 네트워크라고 할 수 있다. 본 발명에서는 상기 Inter-RAT 네트워크의 상기 5G 기지국과 상기 단말기(150)에 대해 Inter-RAT 기지국을 중계기로 하여 동기화하는 방법을 제안한다. 여기서 상기 Inter-RAT 기지국은 상기 5G 기지국과는 다른 통신시스템을 이용하는 기지국을 나타낸다.

도 2는 본 발명이 적용되는 단말기의 내부 구조를 전체적으로 도시하고 있다

상기 도 2를 참고하여 본 발명의 단말기(200)의 구조를 살펴보면, 기지국(210)으로부터 서비스를 받는 상기 단말기(200)는 송수신 안테나(220), RF모듈(230), 복조기(240), 변조기(250), 제어기(260), 메모리(270)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시한 구성요소들은 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 단말기(200)로 구현될 수 있다.

상기 도 2에서 상기 송수신 안테나(220)는 상기 단말기(200)에서 하나로 도시되어 있지만, 복수개의 안테나를 구비할 수 도 있다. 따라서 본 발명에 따른 상기 단말기(200)는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원할 수 있다.

상기 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템은 공간 다중화라고도 한다. 이러한 상기 MIMO시스템은 송신기와 수신기 양쪽 모두 다중안테나를 사용하는 것을 말하며, 이러한 상기 다중안테나를 사용하는 것은, 상기 다중안테나를 송신기 또는 수신기 한쪽에만 사용하는 것과 비교하여 SNR(Signal to Noise Ratio)/SINR(Signal to Interference-plus-Noise Ratio)를 추가적으로 향상시키거나 페이딩에 대한 추가적인 다이버시티를 얻을 수 있다.

상기 송수신 안테나(220)는 상기 기지국(210) 또는 다른 단말기로부터 전송되는 신호를 수신하여 수신기(231)로 제공하는 역할을 한다. 상기 기지국(210)으로부터 전송되는 신호에는 하향링크 동기화 신호도 포함되며, 상기 송수신 안테나(220)는 상기 기지국(210)으로부터 하향링크 동기화 신호를 수신하여 수신기(231)로 전달하여 하향링크 동기화가 이루어지게 된다.

상기 RF모듈은(230)은 상기 기지국(210) 또는 다른 단말기로부터 무선 신호를 송신하거나 수신할 수 있으며, 이를 위한 수신기(231)와 송신기(232)를 포함할 수 있다.

상기 수신기(231)는 상기 기지국(210)이나 다른 단말기로부터 전송되는 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 수신되는 신호는 상기 단말기(200)가 상기 기지국(210)과 동기화하기 위해 상기 기지국(210)으로부터 전송되는 동기화 신호 및 다른 셀의 기지국으로부터 수신되는 간섭신호등을 포함할 수 있다. 상기 단말기(200)는 상기 동기화 신호를 상기 RF모듈(230)의 상기 수신기(231)을 통해 수신함으로써 하향링크 동기화를 할 수 있다.

상기 송신기(232)는 변조기(250)로부터 변조된 신호를 상기 기지국(210)이나 다른 단말기 등으로 전송할 수 있다. 이러한 변조된 신호는 상향링크 동기화를 위하여 상기 기지국(210)으로 전송될 수 있으며, 이렇게 전송된 동기화 신호를 이용하여 상기 기지국(210)과 상기 단말기(200)는 상향링크 동기화를 할 수 있다.

상기 복조기(240)는 수신된 신호들을 복조하여, 상기 제어기(260)로 전송할 수 있다.

상기 제어기(260)은 단말의 모든 동작을 지시 및 관리할 수 있으며, 각각의 장치들과 연동 되어 동작을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어기(260)는 빔 형성 파라미터(parameter)를 설정하여, 상기 송수신 안테나(220)에 의해 빔을 형성할 수 있다.

상기 제어기(260)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(micro controller), 마이크로 프로세서(micro processor)등으로 호칭 될 수 있으며, 상기 제어기(260)는 하드웨어(hardware), 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.

상기 변조기(250)는 복조기와 상반되는 역할을 하며, 즉, 제어기로부터 전송할 데이터 등을 전달받으면 이를 변조하여 송신기로 전달하게 된다. 이러한 상기 변조기(250)는 상기 제어기(260)로부터 전달받은 신호를 전송에 적합한 변조 신호로 교환하며, 신호를 반송파에 실어 변조시킬 수 있다.

상기 메모리(270)는 단말기의 각종 정보를 저장하는 매체로서, 상기 제어기(260)와 연결되어 상기 제어기(260)의 동작을 위한 프로그램, 어플리케이션(application), 일반파일 및 입/출력되는 데이터들을 임시 저장할 수 있다.

상기 메모리(270)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ReadOnly Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory), PROM(Programmable ReadOnly Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 상기 단말기(200)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리부(270)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.

도 3은 본 발명이 적용되는 네트워크에 대한 제어 평면의 프로토콜 스택을 도시하고 있다.

상기 도 3을 참조하면, 4세대 통신망인 LTE(Long Term Evolution)망은 크게 E-UTRAN과 CN(Core Network)으로 구분할 수 있다. E-UTRAN은 단말기와 기지국, 외부 망과 연결되는 접속 게이트웨이인 AG(Access Gateway)로 구성된다. 상기 AG는 사용자 트래픽 처리를 담당하는 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 부분으로 나누어질 수도 있다. 하나의 기지국에는 하나 이상의 셀(Cell)이 존재할 수 있다.

상기 단말기와 상기 기지국 사이의 무선인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 L1(제1 계층), L2(제2 계층), L3(제 3계층)으로 구분될 수 있는데, 여기서 제1 계층에 속하는 물리계층(PHY)(360)은 물리 채널(Physical Channel)을 이용한 정보 전송서비스를 제공하며, 상위에 있는 제 2계층인 매체접속제어(Medium Access Control, MAC)계층(350)과 전송채널을 통해 연결되어 있다.

상기 제2 계층인 매체접속제어(Medium Access Control, MAC)계층(350)은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위 계층인 무선링크제어(Radio Link Control, RLC)계층(340)에게 서비스를 제공한다.

제3 계층(320)에 위치하는 무선자원제어(Radio Resource Control, RRC)계층은 상기 단말기와 상기 기지국 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이는 제어 평면에서만 정의되며, 무선 베어러(Radio Bearer, RB)들의 설정, 재설정 및 해제와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들을 제어하고 있다. 이를 위해 상기 RRC계층(320)은 단말기와 기지국 간에 RRC메세지를 서로 교환한다.

본 발명에서, 상기 기지국은 상기 RRC계층의 MIB(Master Information Block) 또는 SIB(System Information Block)를 통하여 상기 단말기에게 시스템 정보를 전송할 수 있다. 상기 MIB 또는 SIB는 상기 단말기가 빔을 형성하기 위해 필요한 제어정보를 포함할 수 있으며, 상기 MIB는 PBCH(Physical Broadcast Channel)을 통해 전송될 수 있고, 상기 SIB는 PDSCH(Physical Downlink Sharing Channel)을 통해서 전송될 수 있다.

상기 RRC계층(320) 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum)계층(310)은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management)등의 기능을 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명이 적용되는 제 1실시예로써, 단말기와 기지국의 동기화 과정을 설명하기 위한 흐름도를 도시하고 있다.

상기 도 4를 참조하면, 상기 단말기는 상기 기지국과 동기화를 하기 위하여 PSS와 SSS를 검출하여 시간 동기를 하게 되고, 상기 단말기가 상기 기지국과 동기화를 하면, 셀의 물리계층 ID, CP(Cyclic prefix)길이 등을 확인할 수 있다. 이러한 과정을 거쳐 상기 단말기는 RSRP(Reference Signal Received Power)를 측정하여 상기 단말기와 동기화를 할 수 있다.

이를 좀더 구체적으로 살펴보면, 상기 단말기는 상기 기지국으로부터 수신된 신호에서 동기화 신호인 PSS(Primary Synchronization)를 검출할 수 있으며(S410), 이렇게 검출된 상기 PSS를 사용하여 인덱스 0, 1, 2 세 개 중에 하나의 Cell ID를 찾는다. 상기 단말기는 자도프 추(Zadoff-chu) 시퀸스를 주파수 영역에서 할당하고 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산을 통하여 시간 영역의 시퀸스를 사용하게 될 수 있다. 상기 PSS는 3개의 루트 인덱스에 해당하는 시간 영역 시퀸스를 상호상관을 취하게 됨으로써, 하향링크 5msec의 시간동기를 획득할 수 있다(S420).

하향링크 5msec의 시간 동기를 획득하게 되면(S420), 상기 SSS의 검출이 가능하게 되고(S430), 상기 SSS의 상호상관을 이용하여 하향링크 시간동기를 할 수 있다(S440). 상기 SSS를 통하여 셀 아이디 그룹(Cell ID Group)을 찾고, 상기 SSS는 두 개의 m-시퀸스 조합으로 시퀸스를 생성할 수 있다. 상기 SSS는 총 168개의 셀 그룹 아이디로 구성되어 있으며, 상기 SSS의 주파수영역 시퀸스의 상호상관을 이용하여 하향링크 10msec 시간 동기를 획득할 수 있으며(S440), CP(Cyclic Prefix)모드 및 셀 아이디 그룹을 찾을 수 있다(S450).

상기 검출된 셀 아이디 그룹에 대하여, CRS(Cell-specify Reference Signal)를 이용하여 RSRP(Reference Signal Received Power)를 측정하고 유효성을 판단할 수 있다(S460). 상기 단말기는 이렇게 측정된 상기 RSRP를 이용하여 가장 큰 RSRP값을 갖는 셀에 대하여, PBCH(Physical Broadcast Channel)을 이용하여 40msec 시간동기 및 셀 파라미터를 획득하게 됨으로써(S470) 상기 기지국과 초기 동기화를 할 수 있다.

하지만, 상기 언급한 방법으로 빔을 형성하여 동기화하는 것은 어려울 수 있다. 그 이유는 일반적인 방법으로 빔을 형성하기 위해서는 DoA(Direction of Arrival) 또는 스페셜 시그니쳐(spatial signature)성분이 추정되어야 하며, 이는 동기화 과정 이후에 수행될 수 있다. 이러한 이유로 초기에 빔을 형성하여 동기화를 하기 위해서는 상기 단말기는 모든 DoA에 대해서 빔을 형성하면서 동기화를 수행해야 하며, 이는 초기 동기화 시간을 지연시키며, 복잡도와 전력 소모를 심각하게 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 문제점을 해결하기 위해서 중계기를 이용하여 초기 빔을 형성하는 방법을 제시한다.

도 5는 본 발명이 적용되는 제 2실시예로써, 기지국에서 빔을 형성하여 단말기에게 보내는 것을 간략히 도시하고 있다.

일반적으로 상기 기지국(510)이 빔을 형성하여 상기 단말기(520)에게 보내는 경우 상기 기지국(510)은 상기 단말기(520)의 방향, 즉 상기 단말기(520)의 위치 및 안테나의 방향과 일치하는 곳으로 빔을 보내야 상기 단말기(520)에 도달할 수 있다.

상기 기지국(510)이 다중 안테나를 통해서 빔을 형성하는 경우 하나의 안테나를 이용하는 경우보다 SNR/SINR이 향상되는 효과는 있지만, 상기 기지국(510)의 안테나가 커버 할 수 있는 영역은 점차 좁아지게 되며, 하나의 빔(530)으로 형성될 수 있다. 상기 형성된 빔(530)은 다양한 방향으로 전송될 수 있다. 따라서 상기 기지국(510)은 목적한 상기 단말기(520)와 상기 형성된 빔(530)을 통해서 통신을 하기 위해서는, 상기 형성된 빔(530)이 상기 단말기(520)에게 도달해야만 한다. 따라서 상기 기지국(510)은 상기 단말기(520)의 위치, 방향 등의 정보를 기초로 DoA(Direction of Arrival) 또는 스페셜 시그니쳐(spatial signature)성분을 추정하여 빔을 형성해야 한다.

하지만, 밀리미터파(mmW) 신호의 송수신은 송/수신기에서 빔 형성이 적절히 이루어진 경우에 가능하기 때문에, 상기 도 4에서 언급한 단말기는 초기에 모든 DoA에 대해서 빔을 형성하면서 동기화를 수행해야 하며, 이는 초기 동기화 시간을 지연시키며, 복잡도와 전력 소모를 심각하게 증가시키는 문제점이 존재한다. 따라서, 이를 해결하기 위하여 제안된 것이 중계기를 통하여 동기화를 수행하는 방법이다.

여기서, 상기 밀리미터파(mmW)는 30GHz부터 300GHz의 무선 주파수에 대응하는 1mm부터 10mm 범위의 파장을 가지는 무선 파들을 말하는 것이다. 이러한 무선파들은 낮은 주파수의 무선 파들과 비교하여, 전파 손실이 크고, 빌딩들, 벽들, 또는 주변의 물체들을 통과함에 있어서 저조한 능력을 가지며, 공기 중의 입자들에 기인하여, 흡수 및/또는 굴절에 더 영향을 받기 쉽다. 이러한 경로손실 때문에 송/수신기에서 다중안테나를 사용하여 빔을 형성하는 경우에 한하여, 셀룰라 시스템(Cellular System)에서 사용이 가능하다. 밀리미터파(mmW)는 작은 파장을 가지기 때문에, 더 많은 안테나들이 상대적으로 적은 영역 내에 구성될 수 있다.

일반적으로 중심 주파수가 높아질수록 송/수신에 필요한 안테나의 길이는 짧아질 수 있다. 이때, 중심 주파수가 f인 주파수를 송/수신하기 위한 최소한의 안테나 길이는

이며, 최적의 길이는

이다. 여기서, 상기 파장의 길이 는 C/f로 주어지며, C는 광속을 나타낸다. 이와 같이, 밀리미터파(mmW) 시스템에서는 기존의 셀룰라 시스템(Cellular System)과 달리 제한된 면적에 많은 수의 안테나집적이 가능하며, 이를 massive MIMO 안테나 시스템이라고 한다.

본 발명에서는 상기 언급한 MIMO기술을 상기 기지국과 상기 단말기에 적용하여 상기 기지국과 상기 단말기에서 빔을 형성(Beam forming)할 수 있다. 또한, 상기 형성된 빔을 이용하여 밀리미터파(mmW) 주파수(30GHz부터 300GHz)대역에서 상기 기지국과 상기 단말기가 동기화할 수 있으며, 이러한 동기화를 통해서 상기 주파수 대역에서 데이터를 송/수신할 수 있다.

도 6과 도 7은 본 발명이 적용되는 셀룰라 시스템(Cellular System)에서 중계기를 이용하여 동기화를 하는 경우를 간략히 도시하고 있다.

상기 도 6을 참고하면, 상기 셀룰라 시스템(Cellular System)(600)에서 밀리미터파(mmW)를 이용하는 기지국(620)과 단말기(630)는 중계기(610)를 이용하여 동기화를 수행할 수 있다.

이는, 상기 중계기(610), 예를 들어 Inter-RAT 기지국(610)이 상기 밀리미터파(mmW)를 이용하는 상기 기지국(620)과 상기 단말기(630)간의 정보교환을 중계함으로써, 상기 밀리미터파(mmW)를 이용하는 상기 기지국(620)과 상기 단말기(630)는 빔을 형성하여 동기화를 수행할 수 있다. 여기서 상기 Inter-RAT 기지국은 2G, 3G 또는 4G등 밀리미터파(mmW)를 사용하지 않는 임의의 통신시스템을 의미할 수 있다.

상기 도 7을 참고하면, 밀리미터파(mmW)를 이용하는 기지국(711)과 단말기(712)는 동기화를 수행하기 위하여 중계기(713)로 정보를 송/수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 중계기는 Inter-RAT 기지국일 수 있다.

이를 구체적으로 살펴보면, 상기 밀리미터파(mmW)를 이용하는 상기 기지국(711)은 상기 단말기(712)가 수신 빔을 형성하기 위한 정보를 상기 중계기(713)로 전송할 수 있으며, 상기 단말기(712)로부터 상기 중계기(713)를 통해 송신 빔 형성을 위한 정보를 수신할 수 있다(a).

상기 단말기(712)는 상기 중계기(713)로 송신 빔 형성을 위한 정보를 송신할 수 있으며, 상기 기지국(711)으로부터 상기 중계기(713)를 통해 수신 빔 형성을 위한 정보를 수신할 수 있다(b).

상기 (a)와 (b)단계를 통해서 상기 기지국(711)과 상기 단말기(712)는 초기 송/수신 빔 형성 정보를 획득할 수 있으며, 상기 획득된 정보를 기초로 동기화를 할 수 있다(710).

상기 단말기(712)는 하나 이상의 통신시스템을 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말기는 5G뿐만 아니라 상기 중계기에 의해 제공되는 통신시스템(2G, 3G, 또는 4G 등등)으로부터 서비스를 받을 수 있다. 따라서, 상기 기지국(711)과 상기 중계기(713)가 각각 서비스하는 통신시스템이 달라도 상기 단말기(712)는 상기 기지국(711), 또는 상기 중계기(713)와 동기화를 통하여 서비스를 받을 수 있다.

상기 과정을 통해 상기 기지국(711)은 상기 단말기(712)의 DoA(Direction of Arrival) 또는 스페셜 시그니쳐(spatial signature)성분을 추정할 수 있다. 상기 기지국(711)은 상기 추정된 정보를 기초로 하며 송신 빔을 형성할 수 있으며, 형성된 빔을 통해 상기 단말기(712)에게 동기화 정보를 송신하여 상기 단말기(712)와 동기화를 할 수 있다.

도 8은 본 발명이 적용되는 제 2실시예로써, 단말기를 기준으로 하여 중계기를 이용한 동기화 방법의 과정을 흐름도로 도시하고 있다.

상기 단말기는 기지국과 동기화를 진행하기 위하여 상기 중계기를 이용할 수 있으며, 상기 기지국의 제어정보를 상기 중계기를 통해 전송받음으로써, 수신 빔을 형성하여 상기 기지국과 동기화를 할 수 있다.

이를 구체적으로 살펴보면, 상기 단말기는 상기 동기화된 중계기를 통해서 상기 기지국의 제어정보를 수신할 수 있다(S810). 상기 제어정보는, 하향링크 수신 빔 형성에 필요한 정보로, 상기 기지국의 위치정보, 안테나 배열정보, 시간 오프셋(Time offset)정보 및 DoA(Direction of Arrival) 오프셋(offset)정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 단말기는 상기 기지국의 제어정보를 상기 중계기의 브로드캐스트(Broadcast) 또는 유니캐스트(Unicast) 채널을 통해서 수신할 수 있다. 상기 브로드캐스트(Broadcast)채널, 예를 들어, PBCH(Physical Broadcast Channel)는 상기 중계기가 서비스하고 있는 영역 내의 모든 단말기에게 전송하는 방식을 말하며, 상기 유니캐스트, 예를 들어 PDSCH(Physical Downlink Sharing Channel)는 특정 단말에게만 전송하는 방식을 말한다.

상기 제어정보는 RRC 메시지의 MIB(Master Information Block) 또는 SIB(System Information Block)에 포함되어 상기 단말기에게 전송될 수 있다.

상기 단말기는 상기 수신된 제어정보를 기초로 하여 하향링크 수신 빔 형성 파라미터(parameter)를 설정할 수 있다(S820). 예를 들어, 하향링크 수신 빔 형성 계수를 설정할 수 있는데, 이는 상기 수신 빔이 형성되는 방향, 즉 어느 방향으로 수신 빔을 형성할지 여부를 결정할 수 있다.

상기 하향링크 수신 빔 형성 파라미터를 설정한 상기 단말기는 상기 설정된 파라미터에 기초하여 수신 빔을 형성할 수 있다(S830). 상기 수신 빔은 상기 단말기가 빔을 통해 수신할 수 있는 영역이며 따라서 상기 수신 빔이 상기 기지국으로 형성되어야만 상기 기지국으로부터 빔을 통해 동기화 신호를 수신할 수 있다.

상기 수신 빔을 형성한 상기 단말기는 상기 기지국으로부터 초기 동기화를 위한 동기신호를 수신할 수 있다(S840). 상기 동기신호는 PSS, SSS 또는 CRS를 포함할 수 있다. 이후 상기 단말기는 상기 도 4에서 제시한 방법에 따라 기지국과 동기화를 할 수 있다(S850).

여기서, 마이크로파(mmW)시스템을 위하여 정의된 물리채널(Physical Channel)또는 동기화 신호(synchronization signal)을 이용한 미세추정(fine estimation)방법을 이용하여 초기 동기의 복잡도를 감소시킬 수 있다.

도 9는 본 발명이 적용되는 제 2실시예로써, 기지국을 기준으로 하여 중계기를 이용한 동기화 방법의 과정을 흐름도로 도시하고 있다.

상기 기지국은 단말기와 동기화를 진행하기 위하여 상기 중계기를 이용할 수 있으며, 상기 단말기의 제어정보를 상기 중계기를 통해 전송받음으로써, 송신 빔을 형성하여 상기 단말기와 동기화를 할 수 있다.

이를 구체적으로 살펴보면, 상기 기지국은 상기 중계기를 통하여 상기 단말기의 제어정보를 수신할 수 있다(S910). 상기 제어정보는 상기 기지국이 빔을 형성하기 위해서 필요한 정보로, 송신 빔 형성 정보를 포함할 수 있다. 상기 송신 빔 형성 정보에는, 상기 단말기의 위치, 안테나 배열정보, RSRP(Reference Signal Received Power)정보, CQI(Channel Quality Indicator)정보, PMI(Pre-coding Matrix)정보 또는 RI(Rank Indicator)정보 등 송신 빔 형성을 위해서 DoA(Direction of Arrival) 또는 스페셜 시그니쳐(spatial signature)등을 추정할 수 있는 정보를 말한다.

상기 기지국은 상기 제어정보를 기초로 하향링크 송신 빔 형성 파라미터(Parameter)를 설정할 수 있다(S920). 이러한 하향링크 송신 빔 형성 파라미터는 상기 기지국이 빔을 형성하여 상기 단말기에게 하향링크 동기화 정보를 송신할 수 있는 송신 빔을 단말기에게 전송하기 위한 각종 파라미터를 말한다.

상기 하향링크 송신 빔 파라미터를 설정한 상기 기지국은 상기 파라미터를 기초로 송신 빔을 형성할 수 있다(S930). 상기 송신 빔 파라미터는 시간, 주파수 동기 또는 빔 형성 계수(Beamforming weight) 등이 포함될 수 있다.

상기 기지국은 상기 형성된 송신 빔을 통해서 상기 단말기로 하향링크 동기화 신호를 전송할 수 있으며(S940), 상기 하향링크 동기화 신호를 기초로 상기 단말기와 동기화할 수 있다(S950).

도 10은 본 발명이 적용되는 제 2실시예로써, 본 발명의 전체적인 과정을 흐름도로 자세히 도시하고 있다.

상기 도 10을 참고하면 기지국(1200)과 단말기(1300)는 중계기(1100)를 통해서 각자의 송/수신 빔 형성에 필요한 정보를 주고 받을 수 있으며, 이렇게 주고받은 정보를 통해서 빔을 형성하여 동기화를 할 수 있다.

상기 중계기(1100)는 상기 기지국(1200)과 제 1제어정보를 송/수신할 수 있다(S1010). 상기 제 1제어정보는 상기 단말기(1300)가 수신 빔을 형성하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 상기 수신 빔을 형성하기 위한 정보는, 상기 기지국의 위치정보, 안테나 배열정보, 시간 오프셋(Time offset)정보 및 DoA(Direction of Arrival) 오프셋(offset)정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

상기 기지국(1200)과 상기 중계기(1100)는 물리적으로 같은 기지국일 수도 있다. 즉 상기 기지국(1200)이 두 가지 이상의 통신 시스템을 서비스할 수 있다면, 예를 들어 5G와 4G를 서비스를 할 수 있다면, 상기 기지국(1200)은 상기 기지국(1200)과 상기 중계기(1100)의 역할을 동시에 수행할 수 있다. 이 경우 내부 프로세서(processor)간 시간 지연이 없다면 상기 시간 오프셋(Time offset)은 0이 될 수 있다.

상기 단말기(1300)는 상기 중계기(1100)로부터 제 1동기신호를 전송 받아서(1011) 상기 중계기(1100)와 동기화를 할 수 있다(1012). 이는 상기 단말기(1300)가 상기 중계기(1100)로부터 상기 기지국(1200)에 대한 정보를 획득하려면 상기 중계기(1100)와 동기화를 하여 데이터를 전송받아야 하기 때문이다.

상기 단말기(1300)는 상기 동기화된 중계기(1100)와 데이터를 송/수신할 수 있으며, 상기 단말기(1300)는 송신 빔 형성에 필요한 제 2제어정보를 상기 중계기(1100)로 송신할 수 있다(S1013). 상기 기지국(1200)은 상기 중계기(1100)를 통해서 상기 단말기(1300)의 상기 제 2제어정보를 수신할 수 있다(S1014). 상기 기지국(1200)은 상기 수신된 제 2제어정보를 기초로 하향링크 송신 빔 형성 파라미터(parameter)를 설정할 수 있다(S1015).

상기 송신 빔 형성 파라미터는, 시간 동기 정보, 주파수 동기 정보 또는 빔 형성 계수(beam forming weight)등을 포함할 수 있다. 상기 기지국(1200)은 상기 형성된 파라미터를 기초로 상기 단말기(1300)로 상기 송신 빔을 형성할 수 있다(S1016).

이후, 상기 단말기(1300)는 상기 중계기(1100)를 통해서 상기 기지국(1200)의 상기 제1 제어정보를 수신할 수 있다(S1017).

상기 단말기(1300)는 내부에 각각의 통신시스템에 맞는 프로세서를 가지고 있으며 이를 통해 다양한 통신시스템으로부터 서비스를 받을 수 있다. 예를 들어, 상기 단말기(1300)는 3G망에서 서비스를 받다가, 4G서비스 망으로 이동하는 경우 4G프로세스에 의해서 4G망에서도 기지국으로부터 서비스를 받을 수 있다.

상기 단말기(1300)는 상기 수신된 제 1제어정보를 디코딩하여(S1018) 상기 단말기(1300) 내부의 기지국 프로세서로 전달할 수 있다(S1019).

상기 단말기(1300)는 상기 수신된 제 1제어정보를 기초로 하향링크 수신 빔 형성 파라미터를 설정할 수 있다(S1020). 이렇게 형성된 상기 하향링크 수신 빔 형성 파라미터는 상기 단말기(1300)가 수신 빔을 형성할 수 있도록, 시간동기 정보, 주파수 동기 또는 빔 형성 계수 등을 포함할 수 있다.

상기 단말기(1300)는 상기 하향링크 수신 빔 형성 파라미터를 기초로 상기 수신 빔을 형성할 수 있다(S1021). 상기 수신 빔은 상기 기지국(1100)과 상기 단말기(1300)의 동기화를 위하여 제 2동기신호를 상기 단말기(1300)로 전송할 수 있으며(S1022), 상기 단말기(1300)와 상기 기지국(1100)은 상기 제 2동기신호를 기초로 동기화할 수 있다(S1023). 여기서, 상기 동기화 단계는 밀리미터파(mmW) 시스템을 위하여 정의된 물리 채널(Physical Channel) 또는 동기화 신호(Synchronization)를 이용한 미세추정을 이용하여 초기 동기와의 복잡도를 감소시킬 수 있다.

또한, 이후 상기 단말기(1300)가 상향링크 동기화를 하는 경우 위에서 설명한 상기 하향링크 동기화 단계에서 형성된 상기 빔을 통하여 이루어 질 수 있다.

도 11은 본 발명이 적용되는 제 3실시예로써, 제어정보가 단말기로 전송되기 위한 RRC 메시지를 도시하고 있다.

상기 도 11을 참고하면 기지국은 중계기를 통하여 상기 제어정보를 상기 단말기로 전송하게 된다. 즉, 기지국은 아직 빔이 형성되기 전이므로 상기 단말기와 직접적으로 데이터 송수신을 할 수가 없으므로, 데이터 송수신이 가능한 중계기로 상기 단말기가 수신 빔을 형성할 수 있도록 상기 제어정보를 송신할 수 있다. 상기 중계기는 상기 기지국으로부터 전달받은 상기 제어정보를 상기 단말기로 전송할 수 있는데, 이 경우 상기 중계기는 상기 제어정보를 MIB(Master Information Block)(1410) 또는 SIB(System Information Block)에 포함하여 상기 단말기에게 전송할 수 있다.

상기 MIB(1410)와 SIB는 일반적으로 망 내에서 또는 특정 셀 내에서 상기 단말기가 적절하게 동작하기 위한 시스템 정보들을 말한다.

상기 MIB(Master Information Block)(1410)의 경우 제한된 양의 시스템정보를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 시스템 정보는 SIB(System Information Block)에 포함되어 있는 나머지 시스템정보를 받는데 반드시 필요한 정보들이다.

따라서, 이러한 상기 MIB(1410)는 망 또는 셀 영역 내의 모든 단말기에게 전송되어야 하므로 브로드캐스트 채널(Broadcast Channel, BCH)을 이용하여 전송될 수 있다. 상기 브로드캐스트 채널(BCH)은 상기 기지국이 특정 단말기에게 전송하는 방식이 아닌 셀 또는 망 영역 내의 모든 단말기에게 전송하는 방식을 말한다.

상기 MIB(Master Information Block)(1410)에는 일반적으로 하향링크 셀 대역폭에 대한 정보, 셀의 PHICH(Physical HARQ Indicator Channel) 설정에 대한 정보, SFN(System Frame Number)의 마지막 두 개의 LSB(least significant bit)를 제외한 비트가 포함될 수 있다.

또한 상기 중계기가 상기 단말기에 전송하는 MIB(Master Information Block)(1410)에는 상기 기지국으로부터 전송받은 제어정보, 즉 상기 기지국의 타임 오프셋(Time offset)정보(1420) 또는 DoA 오프셋(Direction of Arrival offset)정보(1430)중 적어도 어느 하나가 포함되어 전송될 수 있다. 상기 MIB(1410)는 RRC 메시지에 포함되어 전송될 수 있다. 상기 제어정보가 포함된 MIB(Master Information Block)(1410)를 수신한 상기 단말기는 상기 제어정보를 기초로 하향링크 수신 빔 형성 파라미터(Parameter)를 설정할 수 있고, 상기 하향링크 수신 빔 형성 파라미터(Parameter)를 기초로 수신 빔을 형성하여 기지국으로부터 동기신호를 전송받을 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로써, 기지국의 제어정보가 중계기의 SIB(System Information Block)에 포함되어 단말기에게 전송될 수 있다.

SIB(System Information Block)은 앞에서 언급했듯이, 상기 MIB(Master Information Block)(1410)에 포함되어있지 않는 시스템정보들이 포함될 수 있다. 상기 SIB(System Information Block)는 포함하고 있는 정보의 종류에 따라 여러 개의 서로 다른 SIB(System Information Block)들로 정의될 수 있다.

상기 제어정보는 상기 SIB(System Information Block)들 중에 포함되어 상기 단말기에게 전송될 수 있다. 상기 SIB(System Information Block)는 단말기에게 유니캐스트 채널(Unicast Channel)을 통해 전송될 수 있다.

이러한 유니캐스트 채널은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)을 의미할 수 있다. 즉, 상기 제어정보는 SIB1부터 SIB13(System Information Block1부터 System Information Block13)중에서 상기 단말기에 전송되는 SIB(System Information Block)에 상기 제어정보가 포함되어 전송될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로써, 중계기가 기지국의 제어정보를 전달받아서 RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identifier)로 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 디스크램블링(descrambling)하는 모든 단말들에게 전송할 수 있다.

상기 RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identifier)는 랜덤 액세스 응답을 위한 신원 즉, 상기 단말기가 랜덤 액세스를 시도한 단말기인지 나타내주는 것을 말한다. 또한 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)는 스케줄링 결정과 전력제어 명령과 같은 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)를 전송하는데 사용될 수 있다.

상기 제어정보는 상기 하향링크 제어정보(downlink control information)에 포함되어 PDCCH를 통해 RA-RNTI를 사용하는 모든 단말들에게 전송될 수 있다. 상기 제어정보는 상기 하향링크 제어정보(downlink control information) 포맷들 중 어느 하나에 포함되어 전송될 수 있다. 예를 들어 상기 제어 정보 중 상기 기지국의 타임 오프셋(Time offset) 및 DoA 오프셋(Direction of Arrival)중 적어도 어느 하나가 상기 DCI(downlink control information) 포맷들(formats) 중에 포맷 1A에 포함되어 전송될 수 있다.

도 12는 본 발명의 제 4실시예로써, 기지국의 제어정보가 MAC(Medium Access Control)계층의 전송블록 포함되어 있는 것을 도시하고 있다.

상기 도 12를 참고하면, 중계기는 상기 기지국의 제어정보를 상기 MAC(Medium Access Control)계층의 컨트롤 엘리먼트(control element)에 포함하여 단말기에게 전송할 수 있다.

상기 제어정보는 상기 MAC계층의 상기 전송블록(MAC PDU)(1500)에 포함되어 전송될 수 있으며, 상기 전송블록(1500)은 MAC 헤더(header) 및 RLC PDU(Radio Link Control Packet Data Unit), Padding으로 이루어질 수 있으며, 상기 MAC 헤더는 각각의 서브헤더(subheader)로 이루어질 수 있다.

상기 서브헤더는 플레그, 엔드 오브 MAC 헤더(Falg, end-of-MAC-header)(1510), 논리채널 인덱스(1520), L 필드의 길이(1530), RLC PDU의 길이(1540) 등이 포함될 수 있다.

상기 중계기는 상기 기지국의 제어정보를 MAC 컨트롤 엘리먼트에 포함시켜 전송채널을 통해 상기 단말기로 전달할 수 있다. 상기 MAC 계층의 전송 채널로는 BCH(Broadcast Channel), PCH(Paging Channel), DL-SCH(Downlink Shared Channel), MCH(Multicast Channel) 등이 존재할 수 있다.

이를 구체적으로 살펴보면 상기 제어정보는 상기 MAC계층의 컨트롤 엘리먼트(control element) 중 논리채널 ID(LCID)(1520)에 포함될 수 있다. 즉, 상기 제어정보는 MAC계층의 논리채널(LCID) 중 전송될 상기 논리채널(LCID)(1520)의 인덱스(Index)에 포함되어 상기 단말기로 전송될 수 있다.

상기 제어정보는 상기 논리채널 ID(1520)의 인덱스에 포함되어 상기 MAC 계층의 전송 채널 중 어느 하나를 통해서 상기 단말기로 전송될 수 있다. 상기 단말기는 상기 제어정보를 수신하여 수신 빔을 형성할 수 있으며, 상기 형성된 빔을 통하여 상기 기지국으로부터 동기신호를 전달받아 상기 기지국과 동기화할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

200: 단말기 230: RF 모듈
220: 송수신 안테나 260: 제어기

Claims (15)

1. 무선 통신 시스템에서 중계기를 이용하여 동기화를 수행하는 방법에 있어서, 단말기에 의해 수행되는 방법은,
   제 1 동기신호를 이용하여 중계기와 동기화하는 단계;
   상기 중계기로부터 기지국의 제어정보를 수신하는 단계;
   상기 기지국의 제어정보에 기초하여 하향링크 수신 빔 형성 파라미터를 설정하는 단계;
   상기 하향링크 수신 빔 형성 파라미터에 기초하여 수신 빔을 형성하는 단계;
   상기 수신 빔을 통해 상기 기지국으로부터 제 2 동기신호를 수신하는 단계; 및
   상기 제 2 동기신호에 기초하여 상기 기지국과 동기화하는 단계를 포함하되,
   상기 제어정보는 하향링크 수신 빔 형성정보를 포함하고,
   상기 기지국은 상기 중계기의 통신 시스템과 다른 통신 시스템을 사용하는 것을 특징으로 하는 동기화 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 하향링크 수신 빔 형성정보는,
   상기 기지국의 위치정보, 안테나 배열정보, 시간 오프셋(Time offset)정보 및 DoA(Direction of Arrival) 오프셋(offset)정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 방법.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제어정보는 RRC(Radio Resource control)메세지에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는 동기화 방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제어정보는, 상기 기지국으로부터 상기 중계기의 브로드캐스트(broadcast) 또는 유니캐스트(unicast) 채널을 통해서 수신되는 것을 특징으로 하는 동기화 방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 기지국과 동기화된 중계기로부터 상기 기지국의 제어정보를 수신하는 수신기;
   제 1 동기 신호를 이용하여 상기 중계기와 동기화하고, 상기 수신된 제어정보를 기초로 하향링크 수신 빔 형성 파라미터를 설정하는 제어기; 및
   상기 하향링크 수신 빔 형성 파라미터에 기초하여 수신 빔을 형성하는 안테나를 포함하되,
   상기 제어정보는 하향링크 수신 빔 형성정보를 포함하며,
   상기 수신기는 상기 수신 빔을 통해 상기 기지국으로부터 제 2 동기신호를 수신하고,
   상기 제어기는 상기 수신된 제 2 동기신호에 기초하여 상기 기지국과 동기화를 수행하며,
   상기 기지국은 상기 중계기의 통신 시스템과 다른 통신 시스템을 사용하는 것을 특징으로 하는 단말기.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 하향링크 수신 빔 형성정보는, 상기 기지국의 위치정보, 안테나 배열정보, 시간 오프셋(Time offset)정보 및 DoA(Direction of Arrival) 오프셋(offset)정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.
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11. 제 8항에 있어서,
    상기 제어정보는, RRC(Radio Resource control)메세지에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는 단말기.
12. 제 8항에 있어서,
    상기 제어정보는, 상기 기지국으로부터 상기 중계기의 브로드캐스트(broadcast) 또는 유니캐스트(unicast) 채널을 통해서 수신되는 것을 특징으로 하는 단말기.
13. 제 8항에 있어서,
    상기 단말기는 상기 중계기와 상기 기지국의 통신 시스템을 모두 지원하는 것을 특징으로 하는 단말기.
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