KR102304177B1

KR102304177B1 - 브로드캐스트 채널 기반의 주파수 오프셋 추정

Info

Publication number: KR102304177B1
Application number: KR1020187010673A
Authority: KR
Inventors: 오로프 잰더; 바스키 프리얀토; 마틴 빌레; 신 홍 옹
Original assignee: 소니 모바일 커뮤니케이션즈 가부시키가이샤; 소니그룹주식회사
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2021-09-24
Also published as: US20170094562A1; WO2017050397A1; KR20180061239A; EP3353970A1; JP2018534825A; JP6412295B1; EP3353970B1; CN108353049A; CN108353049B; US10009797B2

Abstract

무선 디바이스(100)는 무선 디바이스(100)와 셀룰러 네트워크의 기지국(200) 사이에서의 데이터의 전송을 위한 캐리어 주파수를 적용한다. 또한, 무선 디바이스(100)는, 무선 디바이스(100)가 데이터의 전송으로부터 시스템 정보를 운송하는 적어도 하나의 브로드캐스트 신호를 기지국(200)으로부터 수신하는 것으로 일시적으로 스위칭하는 측정 시간 구간을 구성한다. 수신된 적어도 하나의 브로드캐스트 신호에 기초하여, 무선 디바이스(100)는, 기지국(200)으로부터 수신되는 캐리어 신호의 주파수에 대한, 무선 디바이스(100)에 의해 적용되는 캐리어 주파수의 오프셋을 추정한다.

Description

브로드캐스트 채널 기반의 주파수 오프셋 추정

본 발명은 셀룰러 네트워크의 기지국과 셀룰러 네트워크에서 동작하는 무선 디바이스(radio device) 사이의 주파수 오프셋을 추정하는 방법들, 및 대응하는 디바이스들에 관한 것이다.

3GPP(3rd Generation Partnership Project)에 의해 명시된 LTE(Long Term Evolution) 무선 기술에 기초한 셀룰러 네트워크 등의 셀룰러 네트워크에서, 통상적으로, 사용자 장비(UE) 내의 무선 수신기/전송기(radio receiver/transmitter)에 의해 이용되는 주파수는 eNB(evolved Node B)라 불리는 LTE 무선 기술에서, 셀룰러 네트워크의 기지국 내의 무선 수신기/전송기에 의해 이용되는 주파수와 일치한다. 이러한 요건을 충족시키기 위해, UE는 기지국에 의해 전송된 기준 신호에 기초하여 주파수 오프셋 측정을 수행할 수 있다. LTE 무선 기술에서, 이들 주파수 측정은 통상적으로 최대 20 MHz의 넓은 주파수 대역에 걸쳐 분산된 셀-특유의 기준 심볼들(cell-specific reference symbols)(CRS) 상에서 수행된다.

LTE 무선 기술의 한 양태는 특히 머신 타입 통신(Machine Type Communications)(MTC) 및 MTC 디바이스라고 하는 대응하는 클래스의 UE를 다룰 뿐만 아니라, 효율적인 MTC를 지원하는 특정한 피쳐들이 네트워크 측과 UE 측 양쪽 모두에서 정의되었다. 예를 들어, MTC 디바이스는 통상적으로 1.4 MHz의 좁은 주파수 대역에서 동작한다. 이 동작은 협대역 LTE라고도 한다. 협대역 사물 인터넷(Narrow Band Internet of Things)(NB-IoT)이라고 불리는 특정한 변형에서, 이용 대역폭은 심지어 200 kHz만큼 작을 수 있다.

동작 대역이 eNB에 의해 제공되는 전체 대역폭보다 작다는 것에 비추어, CRS에 기초한 주파수 오프셋 측정은 MTC 디바이스의 경우에 문제가 될 수 있다. 구체적으로는, 제한된 대역폭으로 인해 MTC 디바이스는 eNB에 의해 제공되는 전체 대역폭에 걸쳐 분산된 모든 CRS를 수신할 수 없다.

따라서, 특히, 기지국에 의해 이용되는 전체 대역폭보다 작은 제한된 주파수 대역폭으로 동작되는 무선 디바이스에 의해 주파수 오프셋을 효율적으로 추정할 수 있는 기술이 필요하다.

한 실시예에 따르면, 셀룰러 네트워크에서 무선 전송(radio transmission)을 제어하는 방법이 제공된다. 이 방법에 따르면, 무선 디바이스는, 무선 디바이스와 셀룰러 네트워크의 기지국 사이에서의 데이터의 전송을 위한 캐리어 주파수를 적용한다. 또한, 무선 디바이스는 측정 시간 구간(measurement time interval)을 구성한다. 측정 시간 구간에서, 무선 디바이스는, 데이터의 전송으로부터, 시스템 정보를 운송(conveying)하는 적어도 하나의 브로드캐스트 신호를 기지국으로부터 수신하는 것으로 일시적으로 스위칭한다. 수신된 적어도 하나의 브로드캐스트 신호에 기초하여, 무선 디바이스는, 기지국으로부터 수신되는 캐리어 신호의 주파수에 대한, 무선 디바이스에 의해 적용되는 캐리어 주파수의 오프셋을 추정한다.

한 실시예에 따르면, 무선 디바이스는 측정 시간 구간을 정의하는 구성 정보를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 일부 시나리오에서, 무선 디바이스는 기지국에게 구성 정보를 요청할 수 있다. 다른 시나리오들에서, 구성 정보의 전송은 기지국에 의해 개시될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 측정 시간 구간을 정의하는 구성 정보는 또한, 무선 디바이스에서 미리 구성될 수 있다.

한 실시예에 따르면, 데이터의 전송은 제1 주파수 대역에서 수행되고, 브로드캐스트 신호의 수신은 제1 주파수 대역과는 상이한 제2 주파수 대역에서 수행된다.

추가 실시예에 따르면, 셀룰러 네트워크에서 무선 전송을 제어하는 방법이 제공된다. 이 방법에 따르면, 셀룰러 네트워크의 기지국은 적어도 하나의 무선 디바이스와 기지국 사이에서의 데이터의 전송을 위한 캐리어 신호를 결정한다. 또한, 기지국은, 무선 디바이스가 데이터의 전송으로부터 시스템 정보를 운송하는 적어도 하나의 브로드캐스트 신호를 기지국으로부터 수신하는 것으로 일시적으로 스위칭하는 측정 시간 구간을 구성한다. 수신된 적어도 하나의 브로드캐스트 신호는, 기지국으로부터 무선 디바이스에 의해 수신되는 캐리어 신호의 주파수에 대한, 무선 디바이스에 의해 적용되는 캐리어 주파수의 오프셋의 추정을 위해 무선 디바이스에 의해 이용된다.

한 실시예에 따르면, 기지국은 측정 시간 구간을 정의하는 구성 정보를 적어도 하나의 무선 디바이스에 전송할 수 있다. 기지국은 무선 디바이스로부터의 요청에 응답하여 구성 정보를 전송할 수 있다. 다른 시나리오들에서, 구성 정보의 전송은 기지국에 의해 개시될 수 있다.

추가 실시예에 따르면, 무선 디바이스가 제공된다. 무선 디바이스는 셀룰러 네트워크에 접속하기 위한 무선 인터페이스를 포함한다.

또한, 무선 디바이스는 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 이 하나 이상의 프로세서는:

- 무선 디바이스와 셀룰러 네트워크의 기지국 사이에서의 데이터의 전송을 위한 캐리어 주파수를 적용하고;

- 무선 디바이스가 데이터의 전송으로부터 시스템 정보를 운송하는 적어도 하나의 브로드캐스트 신호를 기지국으로부터 수신하는 것으로 일시적으로 스위칭하는 측정 시간 구간을 구성하며;

수신된 적어도 하나의 브로드캐스트 신호에 기초하여, 기지국으로부터 수신되는 캐리어 신호의 주파수에 대한, 무선 디바이스에 의해 적용되는 캐리어 주파수의 오프셋을 추정하도록 구성된다.

특히, 무선 디바이스의 적어도 하나의 프로세서는 전술된 방법으로 무선 디바이스에 의해 수행되는 단계들을 수행하도록 구성될 수 있다.

추가 실시예에 따르면, 셀룰러 네트워크를 위한 기지국이 제공된다. 이 기지국은 적어도 하나의 무선 디바이스에 대한 무선 인터페이스를 포함한다. 또한, 기지국은 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 이 하나 이상의 프로세서는:

- 적어도 하나의 무선 디바이스와 기지국 사이에서의 데이터의 전송을 위한 캐리어 신호를 결정하고;

- 무선 디바이스가 상기 데이터의 전송으로부터 시스템 정보를 운송하는 적어도 하나의 브로드캐스트 신호를 기지국으로부터 수신하는 것으로 일시적으로 스위칭하는 측정 시간 구간을 구성 ―수신된 적어도 하나의 브로드캐스트 신호는, 무선 디바이스에 의해 기지국으로부터 수신된 캐리어 신호의 주파수에 대한, 무선 디바이스에 의해 적용되는 캐리어 주파수의 오프셋을 추정하기 위해 무선 디바이스에 의해 이용됨― 하도록 구성된다.

특히, 기지국의 적어도 하나의 프로세서는 전술된 방법으로 기지국에 의해 수행되는 단계들을 수행하도록 구성될 수 있다.

상기 실시예들에서, 적어도 하나의 브로드캐스트 신호는, LTE 무선 기술에 대해 명시된 PBCH(Physical Broadcast Channel), PSS(Primary Synchronization Signal), 및 SSS(Secondary Synchronization Signal)를 포함할 수 있다. 이들 신호는, LTE 무선 기술의 전체 주파수 대역 내의 72개의 중심 서브캐리어를 커버하는 좁은 주파수 대역에서 전송되기 때문에, 무선 디바이스가 좁은 주파수 대역에서의 데이터 전송만을 지원하는 경우에도 주파수 오프셋의 효율적인 추정에 적합하다. MTC에서, PBCH는 여러 번 반복될 수 있다. 따라서, 그 전부 또는 일부가 정확한 주파수 오프셋 추정/측정 목적에 이용될 수 있다. 측정 시간 구간은 무선 디바이스의 데이터 전송 동작과 주파수 오프셋 측정의 효율적인 조율을 허용한다. 특히, 무선 디바이스 및 기지국 양쪽 모두는 주파수 오프셋 측정이 데이터 전송을 방해하는 것을 피할 수 있도록 측정 구간을 인식하게 될 수 있다.

한 실시예에 따르면, 브로드캐스트 신호를 수신하기 위해 복수의 무선 디바이스에 의해 동일한 측정 시간 구간이 적용될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 적어도 하나의 브로드캐스트 신호를 수신하기 위해 적어도 하나의 다른 무선 디바이스에 의해 상이한 측정 시간 구간이 적용될 수 있다.

한 실시예에 따르면, 캐리어 주파수는 주파수 홉핑 패턴(frequency hopping pattern)에 따라 변경된다. 그 다음, 측정 구간은, 데이터의 전송에 이용되는 캐리어 주파수 주변의 동작 주파수 대역이 적어도 하나의 브로드캐스트 신호를 전송하기 위한 주파수 대역과 일치하는 동안 발생하도록 설정될 수 있다.

이제 본 발명의 상기 및 추가 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 셀룰러 네트워크 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 무선 디바이스에서 발생할 수 있는 온도-의존 주파수 변동의 예를 도시한다.
도 3a, 도 3b, 및 도 3c는 본 발명의 한 실시예에 따른 측정 시간 구간을 개략적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 방법을 나타내기 위한 플로차트를 도시한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 추가적인 방법을 나타내기 위한 플로차트를 도시한다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 디바이스의 프로세서-기반 구현을 개략적으로 나타낸다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 기지국의 프로세서-기반 구현을 개략적으로 나타낸다.

이하에서, 본 발명의 예시적인 실시예들이 더 상세히 설명될 것이다. 이하의 설명은 본 발명의 원리를 예시하기 위한 목적으로만 주어지며 제한적인 의미로 받아들여서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 오히려, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해서만 정의되며 이하에서 설명되는 예시적인 실시예들에 의해 제한되는 것을 의도하지 않는다.

예시된 실시예들은, 무선 디바이스가 무선 디바이스와 셀룰러 네트워크의 기지국 사이에서의 데이터의 전송을 위한 캐리어 주파수를 적용하는 시나리오에 관한 것이고, 이 캐리어 주파수는 기지국으로부터 수신된 캐리어 신호의 주파수로부터 벗어날 수 있지만, 이들 2개의 주파수는 명목상 동일해야 한다. 이러한 주파수 오프셋은, 무선 디바이스가 캐리어 주파수를 유도하는 발진기의 특성의 온도 의존성 변동, 발진기의 노화, 위상 잡음, 무선 채널 변동, 및/또는 기지국에 관한 무선 디바이스의 이동으로부터 발생하는 도플러 편이와 관련될 수 있다. 예시된 개념들은, 예를 들어, 캐리어 주파수가 유도되는 발진기를 동조시킴으로써 및/또는 무선 디바이스 및/또는 기지국에 수행되는 신호 처리에서 주파수 오프셋을 고려함으로써, 주파수 오프셋을 효율적으로 추정하고, 그에 따라 주파수 오프셋을 보상하는 허용하는 것을 목표로 한다.

이하에서 예시되는 실시예들에서, 무선 디바이스는 LTE 무선 기술에 기초한 셀룰러 네트워크에서 동작되는 MTC 디바이스인 것으로 가정된다. 그러나, 예시된 개념은 다른 유형의 무선 디바이스 및/또는 무선 기술과 연계하여 적용될 수도 있다는 것을 이해해야 한다.

도 1은 한 실시예에 따른 셀룰러 네트워크 시스템을 개략적으로 도시한다. 구체적으로, 도 1은, 이하에서는 eNB라고도 하는 LTE 무선 기술의 가정된 이용에 따라, MTC 디바이스(100) 및 기지국(200)을 도시한다. 예시된 바와 같이, eNB(200)는 MTC 디바이스(100)에 의해 수신될 수 있는 브로드캐스트 신호(10)를 정기적으로 전송한다. 브로드캐스트 신호(10)는 시스템 정보를 운송하기 위한 목적을 갖는다. 도시된 예에서, 브로드캐스트 신호(10)는, MTC 디바이스(10) 또는 다른 무선 디바이스가 eNB(200)에 의해 서비스되는 셀을 액세스하기 위해 이용하기 위한 시스템 정보를 운송하는 PBCH인 것으로 가정된다. 대안으로서 또는 추가로, 브로드캐스트 신호(10)는 또한, 물리 계층 셀 아이덴티티(physical layer cell identity)의 형태로 시스템 정보를 역시 운송하는 PSS 및 SSS에 대응한다. 브로드캐스트 신호(10)에 기초하여, MTC 디바이스(100)는, PDSCH(Physical Downlink Shared Channel) 또는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 등을 통해 셀에 액세스하여 eNB(200)와의 데이터 전송(20)을 수행할 수 있다. 이들 전송에서, MTC 디바이스(100)에 의해 적용된 캐리어 주파수와 eNB(200)로부터 MTC 디바이스(100)에 의해 수신된 캐리어 신호의 주파수 사이에 주파수 오프셋이 발생할 수 있다.

MTC 디바이스(100)는 이 주파수 오프셋을 정기적 또는 지속적 방식으로 추적한다고 가정된다. 이러한 방식으로, 예를 들어 MTC 디바이스(100)의 온도 변동이 고려될 수 있다. 이러한 온도 변동은 캐리어 주파수를 유도하기 위해 MTC 디바이스(100)에서 이용되는 발진기의 주파수 변동을 야기할 수 있다. 이러한 주파수 변동은, 도 2에 도시된 예 등에 의해, 온도에 비선형 방식으로 의존할 수 있다. 따라서, 온도가 측정될 수 있더라도, 주파수 오프셋의 양을 정확하게 예측하는 것은 어려울 것이다. 전형적인 시나리오에서, MTC 디바이스(100)의 온도는 최대 0.5 ℃/sec의 속도로 변할 수 있고, 수정 발진기(XO)의 연관된 주파수 오차는 최대 0.6ppm/℃일 수 있다. 따라서, MTC 디바이스(100)의 0.5초 동작 내에서, 주파수 오차는 2GHz의 캐리어 주파수에 대해 최대 300Hz까지 될 수 있다.

가열 문제를 최소화하기 위해, MTC 디바이스(100)의 발진기는 실제 전송기/수신기 모듈로부터 가능한 한 멀리 배치될 수 있다. 그러나, 전형적으로 비교적 작은 크기를 갖는 MTC 디바이스에 비추어, 온도 의존 가변 주파수 오프셋이 통상적으로 남아있을 것이다.

또한, 발진기 노화도 주파수 오프셋에 기여할 수 있다. 전형적으로, 발진기 수정은 상당한 노화 영향을 받는 다른 회로 컴포넌트들, 예를 들어, 커패시터와 연계하여 이용된다. 이것은, 2GHz의 캐리어 주파수에 대해 ±10KHz/년에 대응하는 ±5ppm/년의 주파수 오차를 초래할 수 있다.

또한, 특히, MTC 디바이스(100)에서는 저비용 발진기의 이용이 바람직할 수 있고, 이러한 저비용 발진기는 종종 비교적 높은 수준의 위상 잡음을 갖는다는 점을 고려할 때, 위상 잡음도 역시 주파수 오프셋에 기여할 수 있다.

또한, 무선 채널 변동 또는 도플러 편이도 역시 주파수 오프셋에 기여할 수 있다. 통상적으로, MTC 디바이스(100)와 eNB(200) 사이의 무선 채널의 특성은 시간 및 주파수에 따라 변하고, 이것은 수신된 캐리어 신호의 주파수의 변동을 야기할 수 있다. 또한, 주파수는 디바이스에 의해 야기된 도플러 편이 효과로 인해 변할 수 있고, 이것도 역시, eNB(200)에 관한 MTC 디바이스(100)의 속도에 따라 도플러 편이를 도입한다.

LTE 무선 기술에서, CRS는 일반적으로 주파수 오프셋을 추적하는데 이용될 수 있다. 그러나, 예를 들어 MTC용으로 이용되는 협대역 LTE의 경우, 제한된 수의 CRS만이 MTC 디바이스(100)에 의해 수신될 수 있고, 이것은 추정된 주파수 오프셋의 증가된 오차를 초래할 수 있다. 이러한 문제들은, (예를 들어, -15dB의 확장된 커버리지 SNR에 기초하여) 확장된 커버리지에 대한 낮은 SNR(신호대 잡음) 동작이 선택될 때 더욱 강화될 수 있다. 예시된 개념들에서, 따라서 MTC 디바이스(100)는, 대안으로서 또는 추가로, 주파수 오프셋의 추정을, 다른 신호, 특히 eNB(200)로부터의 시스템 정보를 운송하는 적어도 하나의 브로드캐스트 신호에 기초한다. 전술된 바와 같이, 이러한 브로드캐스트 신호는 PBCH뿐만 아니라 PSS 및/또는 SSS를 포함할 수 있다. 이들 브로드캐스트 신호들 각각에 대하여, 주파수 오프셋 추정을 위한 기준 신호로서의 이용이 가능하다. 일부 시나리오들에서, 이러한 이용은 LTE 무선 기술의 조밀하게 분포된 자원 블록들로의 브로드캐스트 신호의 할당에 의해 추가로 지원될 수 있다. 예를 들어, 브로드캐스트 신호는, LTE Release 13을 위해 제안된 MTC를 위한 커버리지 강화 모드에서 이용되는 PBCH의 반복과 유사하게, MTC 디바이스(100)를 타겟팅하기 위해 빈번히 반복될 수 있다. 추정 프로세스는, 주파수 오프셋 측정을 위한 공지된 알고리즘, 예를 들어, ["Carrier Frequency Synchronization in the Downlink of 3GPP LTE", by Qi Wang, Christian Mehlfuhrer, and Markus Rupp, 2010 IEEE 21st International Symposium on Personal Indoor and Mobile Radio Communications (September 2010)]에서 설명된 것과 같은 신호들의 상관에 기초할 수 있다.

MTC 디바이스(100)의 제한된 대역폭 동작은, 이하에서는 측정 갭이라고도 하는, 하나 이상의 측정 시간 구간을 구성함으로써 고려된다. 이들 측정 갭 동안, MTC 디바이스(100)는, 보통의 데이터 전송으로부터, 브로드캐스트 신호, 예를 들어 PBCH의 수신으로 스위칭한다. MTC 디바이스(100) 및 eNB(200)에서 측정 갭을 구성함으로써, MTC 디바이스(100)가 브로드캐스트 신호를 수신하는 동안 MTC 디바이스(100) 또는 eNB(200)가 데이터 전송의 수행을 시도하는 것이 회피될 수 있다. 따라서, MTC 디바이스(100)는, 브로드캐스트 신호가 데이터 전송을 위해 현재 이용되는 동작 주파수와는 상이한 주파수 대역에서 전송되더라도 브로드캐스트 신호의 수신으로 스위칭할 수 있다. 예를 들어, MTC 디바이스(100)는 20 MHz의 전체 LTE 주파수 대역폭의 상한의 1.4 MHz의 동작 주파수 대역에서 협대역 동작으로 데이터의 전송을 수행할 수 있고, 측정 갭 동안, eNB(100)가 PBCH, PSS 및 SSS를 전송하는 1.4 MHz의 중심 주파수 대역으로 일시적으로 스위칭할 수 있다. 이 시간 동안, MTC 디바이스(100)도 eNB(200)도 전체 LTE 주파수 대역폭의 상한의 동작 주파수 대역에서 데이터 전송의 수행을 시도하지 않을 것이다.

LTE 무선 기술에서, PBCH는, MTC 디바이스(100) 등의 UE가 셀룰러 네트워크에 액세스하는 것을 허용하는 시스템 정보를 운송할 목적을 갖는다. 예를 들어, MTC 디바이스(100)는 PBCH를 디코딩하여 eNB(200)에 의해 서비스되는 셀에 처음 액세스할 때 MTC 디바이스(100)에 의해 적용될 파라미터를 명시하는 MIB(Master Information Block) 및 다양한 SIB(System Information Block)를 수신할 수 있다. PBCH는, (중심 협대역이라고도 하는) 전체 LTE 주파수 대역폭의 중심 72개 서브캐리어에 의해 형성된 주파수 대역에서 전송된다. 일단 MTC 디바이스(100)가 셀에 액세스하고 나면, 다른 신호들의 전송을 위한 다른 주파수 대역들, 예를 들어 PDCCH((Physical Downlink Control Channel) 또는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 등의 제어 채널, 또는 PDSCH 또는 PUSCH 등의 데이터 채널로 스위칭할 수 있다. 통상적으로, PBCH는 10ms마다 규칙적으로 전송되지만, 셀에 액세스할 때 한번만 디코딩된다. 그러나, 예시된 개념에서, MTC 디바이스(100)는 PBCH를 반복적으로 디코딩할 수 있다. 또한, eNB(200)에 의해 PBCH를 전송하는 반복 주기는 또한, 주파수 오프셋의 추정을 더욱 양호하게 지원하기 위해 적어도 일시적으로 증가될 수 있다.

예시적인 구현에서, 주파수의 추적은 다음과 같이 동작할 수 있다: eNB(200)와 MTC 디바이스(100) 양쪽 모두는 주파수 오프셋의 추적을 위한 PBCH의 이용을 인식하고 있다. 구체적으로는, 하나 이상의 측정 갭은, eNB(200) 및 MTC 디바이스(100) 양쪽 모두에서, 예를 들어 주기적 패턴으로서 구성된다. 측정 갭은 eNB(200)에 의한 PBCH의 전송과 일치한다. 측정 갭 동안, MTC 디바이스(100)는 PBCH의 수신으로 스위칭하고, 보통의 데이터의 전송은 통상적으로 중단된다. 주기적 패턴의 측정 갭이 이용된다면, 측정 갭의 주기는 eNB(200)에 의해 적용되는 PBCH 반복 주기의 배수가 될 수 있다. (예를 들어, 주기 및 지속기간 면에서) 측정 갭을 정의하는 구성 정보는, eNB(200)에 의해 결정되어 MTC 디바이스(100)에 전송될 수 있거나 및/또는 MTC 디바이스(100) 및/또는 eNB(200)에서 미리 구성될 수 있다. 일부 시나리오에서, MTC 디바이스(100)는 또한, 예를 들어, 추정된 주파수 오프셋이 급격하게 변하고, 원하는 정확도로 주파수 오프셋을 추적하기 위해 더 밀집한 패턴의 측정 갭이 필요할 경우, eNB(200)에게 이러한 구성 정보를 요청할 수 있다. 구성 정보는, 예를 들어, MTC 디바이스(100)의 이용된 커버리지 강화 레벨 또는 속도 범주에 따라, 정적이거나 동적으로 변할 수 있다.

측정 갭이 발생하면, MTC 디바이스(100)는 중심 협대역에서의 수신으로 스위칭하여 PBCH를 수신한다. 그 다음, MTC 디바이스(100)는 주파수 오프셋을 추정하고, 이것은 측정 갭 동안 실시간으로 달성될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 수신되거나 디코딩된 PBCH는 MTC 디바이스(100)에 의해 저장되어 나중에 MTC 디바이스(100)에 의해 주파수 오프셋의 추정을 위해 이용될 수 있다. 수신된 PBCH의 이러한 저장은 또한, 복수의 측정 갭에서 수신된 PBCH에 기초하여 주파수 오프셋의 추정을 수행하는데 이용될 수 있다.

측정 갭(들)은 eNB(200)에 의해 구성될 수 있고, MTC 디바이스들 #1, #2, #3, 및 #4에 대해 도 3a에 개략적으로 도시된 바와 같이 eNB(200)의 셀 내의 모든 MTC 디바이스 등의 복수의 MTC 디바이스들에 적용될 수 있고, 여기서, M은 측정 갭을 나타내고 D는 데이터 전송을 위한 구간을 나타낸다. 이 경우, 복수의 MTC 디바이스는 동일한 측정 갭 동안 주파수 오프셋의 추정을 수행할 수 있다.

eNB(200)는, MTC 디바이스들 #1, #2, #3, 및 #4에 대해 도 3b 및 도 3c에 개략적으로 도시된 바와 같이, 복수의 MTC 디바이스 각각에 대해 개별적으로 측정 갭(들)을 구성할 수 있고, 여기서, M은 측정 갭을 나타내고 D는 데이터 전송을 위한 구간을 나타낸다. 이들 개별적으로 구성된 측정 갭(들)은, (도 3b에 도시된) 주기적 패턴의 오프셋에 관해 또는 (도 3c에 도시된) 주기적 패턴의 주기에 관해 MTC 디바이스들 사이에 적용될 수 있다.

일부 시나리오에서, 오프셋과 주기 양쪽 모두는 각각의 MTC 디바이스에 대해 개별적으로 구성될 수 있다. 또한, eNB(200)가 일부 MTC 디바이스들을 동일한 측정 갭(들)으로 구성하고 하나 이상의 다른 MTC 디바이스를 개별적으로 구성하는 것도 가능하다.

일부 시나리오에서, MTC 디바이스(100)에 의해 적용된 캐리어 주파수는 주파수 홉핑 방식에 따라 변경될 수 있다. 이러한 경우에, 주파수 홉핑은, MTC 디바이스(100)로 하여금 PBCH가 전송되는 중심 협대역으로 변경하도록 할 수 있다. 이 경우, MTC 디바이스(100)는 또한 주파수 오프셋을 추정하기 위한 목적으로 PBCH를 수신할 수 있다. 이것은 데이터 전송을 중단하지 않고 달성될 수 있다. 따라서, 이러한 시나리오에서, 측정 갭(들)은, MTC 디바이스(100)가 정기적인 데이터 전송을 위해 PBCH가 전송되는 중심 협대역을 이용할 때 트리거되도록 구성될 수 있다.

일부 시나리오에서, 측정 갭(들)은 또한, 증가된 수의 PBCH 반복이 있을 때, 예를 들어, 높은 커버리지 강화 레벨을 적용할 때 트리거되도록 구성될 수 있다. 이러한 경우에, MTC 디바이스(100)는, 주파수 오프셋 추정을 위해, 전형적으로 모든 반복된 PBCH 전송이 아니라, 반복된 PBCH 전송의 적어도 일부를 수신하도록 스위칭할 수 있다. 반복된 PBCH 전송의 수신 및 디코딩 동안에, 반복된 PBCH의 적어도 일부는 MTC 디바이스(100)에 의해 저장될 수 있다. 그 다음, PBCH의 저장된 부분은 주파수 오프셋의 추정에 이용될 수 있다.

도 4는, 무선 디바이스, 예를 들어, MTC 디바이스(100)가 전술된 개념을 구현하기 위해 이용할 수 있는, 셀룰러 네트워크에서의 무선 전송을 제어하는 방법을 나타내는 플로차트를 도시한다. 무선 디바이스의 프로세서 기반 구현이 이용된다면, 이 방법의 단계들 중 적어도 일부는 무선 디바이스의 하나 이상의 프로세서에 의해 수행 및/또는 제어될 수 있다.

단계 410에서, 무선 디바이스는, 예를 들어, 주기적 패턴, 지속기간, 및/또는 측정 시간 구간을 트리거하기 위한 규칙의 면에서, 적어도 하나의 측정 시간 구간을 구성한다. 이 목적을 위해, 무선 디바이스는, 예를 들어 구성 정보에 대한 요청을 기지국에 전송하는 것에 응답하여, 기지국으로부터 측정 시간 구간을 정의하는 구성 정보를 수신할 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 측정 시간 구간을 정의하는 구성 정보는 또한, 무선 디바이스에서 미리 구성될 수 있다.

단계 420에서, 무선 디바이스는, 무선 디바이스와 셀룰러 네트워크의 기지국, 예를 들어 eNB(200) 사이에서의 데이터의 전송을 위한 캐리어 주파수를 적용한다. 예를 들어, 캐리어 주파수는 기지국으로부터 수신된 캐리어 신호의 복조를 위해 무선 디바이스에 의해 이용되는 로컬 캐리어 신호의 주파수일 수 있다. 그러나, 캐리어 주파수는 또한, 무선 디바이스로부터 기지국으로 전송되는 캐리어 신호의 주파수일 수도 있다. 캐리어 주파수는 무선 디바이스의 발진기로부터 유도될 수 있다.

단계 430에서, 무선 디바이스는 측정 시간 구간이 시작되었는지를 검출할 수 있다. 분기 "N"으로 표시된 바와 같이, 측정 시간 구간이 시작되지 않았다면, 무선 디바이스는 단계 420으로 되돌아가서, 예를 들어 캐리어 주파수에 기초하여 데이터의 전송을 계속할 수 있다. 그렇지 않으면, 무선 디바이스는 분기 "Y"으로 표시된 바와 같이 단계 440으로 진행할 수 있다.

단계 440에서, 무선 디바이스는 기지국으로부터의 시스템 정보를 운송하는 브로드캐스트 신호를 수신한다. 브로드캐스트 신호는, 예를 들어 LTE 무선 기술의 PBCH, PSS 및/또는 SSS를 포함할 수 있다. 일부 시나리오에서, 데이터의 전송은 제1 주파수 대역에서 수행되고, 브로드캐스트 신호는 제1 주파수 대역과는 상이한 제2 주파수 대역에서 수신된다. 예를 들어, 브로드캐스트 신호는 전체 LTE 대역폭의 중심 협대역에서 수신될 수 있고, 데이터의 전송은 전체 LTE 대역폭 내의 또 다른 주파수 대역에서 수행될 수 있다.

일부 시나리오에서, 캐리어 주파수는 주파수 홉핑 패턴에 따라 변경될 수 있다. 그 다음, 측정 시간 구간은, 데이터의 전송에 이용되는 캐리어 주파수 주변의 동작 주파수 대역이 적어도 하나의 브로드캐스트 신호를 전송하기 위한 주파수 대역과 일치하는 동안 발생하도록 트리거될 수 있다.

단계 450에서, 무선 디바이스는 기지국으로부터 수신된 캐리어 신호의 주파수에 대한 캐리어 주파수의 오프셋을 추정한다. 이 추정은 예를 들어 수신된 브로드캐스트 신호로부터 유도된 신호와 캐리어 주파수에 기초한 신호의 상관에 기초할 수 있다.

단계 460에서, 무선 디바이스는, 예를 들어 캐리어 주파수가 유도되는 발진기를 동조시킴으로써 및/또는 수신되거나 전송된 신호의 신호 처리를 개조함으로써, 단계 450에서 추정된 오프셋을 보상할 수 있다.

도 5는, 기지국, 예를 들어 eNB(200) 등의 eNB가 전술된 개념을 구현하기 위해 이용할 수 있는, 셀룰러 네트워크에서의 무선 전송을 제어하는 방법을 나타내는 플로차트를 도시한다. 기지국의 프로세서 기반 구현이 이용된다면, 이 방법의 단계들 중 적어도 일부는 기지국의 하나 이상의 프로세서에 의해 수행 및/또는 제어될 수 있다.

단계 510에서, 기지국은, 적어도 하나의 무선 디바이스, 예를 들어 MTC 디바이스(100) 등의 MTC 디바이스와 기지국 사이에서의 데이터의 전송을 위한 캐리어 신호를 결정한다. 캐리어 신호는, 예를 들어 전체 LTE 대역폭 내에서 이용가능한 캐리어 신호들의 세트로부터 선택될 수 있다. 캐리어 신호는 기지국의 발진기로부터 유도될 수 있다.

단계 520에서, 기지국은 시스템 정보를 운송하는 브로드캐스트 신호를 전송한다. 브로드캐스트 신호는, 예를 들어 LTE 무선 기술의 PBCH, PSS 및/또는 SSS를 포함할 수 있다. 일부 시나리오에서, 데이터의 전송은 제1 주파수 대역에서 수행되고, 브로드캐스트 신호는 제1 주파수 대역과는 상이한 제2 주파수 대역에서 수신된다. 예를 들어, 브로드캐스트 신호는 전체 LTE 대역폭의 중심 협대역에서 수신될 수 있고, 데이터의 전송은 전체 LTE 대역폭 내의 또 다른 주파수 대역에서 수행될 수 있다.

단계 530에서, 기지국은, 예를 들어, 주기적 패턴, 지속기간, 및/또는 측정 시간 구간을 트리거하기 위한 규칙의 면에서, 적어도 하나의 무선 디바이스에 대한 적어도 하나의 측정 시간 구간을 구성한다. 이 목적을 위해, 기지국은, 예를 들어, 무선 디바이스로부터 구성 정보에 대한 요청을 수신하는 것에 응답하여, 측정 시간 구간을 정의하는 구성 정보를 적어도 하나의 무선 디바이스에 전송할 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 측정 시간 구간을 정의하는 구성 정보는 또한, 무선 디바이스 및/또는 기지국에서 미리 구성될 수 있다.

측정 시간 구간에서, 무선 디바이스는, 데이터의 전송으로부터, 시스템 정보를 운송하는 적어도 하나의 브로드캐스트 신호를 기지국으로부터 수신하는 것으로 일시적으로 스위칭한다. 수신된 적어도 하나의 브로드캐스트 신호는, 기지국으로부터 무선 디바이스에 의해 수신되는 캐리어 신호의 주파수에 대한, 무선 디바이스에 의해 적용되는 캐리어 주파수의 오프셋의 추정을 위해 무선 디바이스에 의해 이용된다.

구성은 또한, 무선 디바이스에 관한 기지국의 동작에 관련될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 측정 시간 구간 동안 무선 디바이스로의 데이터 전송을 중단하도록 그 동작을 구성할 수 있다.

도 4 및 도 5의 방법은 또한, 도 6의 방법에 따라 동작하는 기지국 및 도 5의 방법에 따라 동작하는 적어도 하나의 무선 디바이스를 포함하는 시스템에서 결합될 수도 있다.

도 6은 상기 개념을 구현하기 위해 이용될 수 있는 무선 디바이스의 프로세서 기반 구현을 개략적으로 나타내기 위한 블록도를 도시한다. 무선 디바이스는, 예를 들어 도 1의 MTC 디바이스(100) 등의 MTC 디바이스에 대응할 수 있다.

예시된 바와 같이, 무선 디바이스는 무선 인터페이스(110)를 포함한다. 무선 디바이스는, 예를 들어 eNB(200) 등의 셀룰러 네트워크의 기지국을 통해 셀룰러 네트워크에 접속하기 위해 무선 인터페이스(110)를 이용할 수 있다. 또한, 무선 디바이스에는, 무선 인터페이스(110)를 통한 무선 전송에 이용되는 캐리어 주파수 및/또는 캐리어 신호가 유도될 수 있는 발진기(120)가 제공된다.

또한, 무선 디바이스에는 하나 이상의 프로세서(140) 및 메모리(150)가 제공된다. 무선 인터페이스(110) 및 메모리(150)는, 예를 들어 무선 디바이스의 하나 이상의 내부 버스 시스템을 이용하여 프로세서(들)(140)에 결합된다.

메모리(150)는, 프로세서(들)(140)에 의해 실행될 프로그램 코드를 갖는 프로그램 코드 모듈들(160, 170, 180)을 포함한다. 도시된 예에서, 이들 프로그램 코드 모듈들은, 무선 제어 모듈(160), 측정 제어 모듈(170), 및 주파수 오프셋 추정 모듈(180)을 포함한다.

무선 제어 모듈(160)은, 데이터의 전송 및 브로드캐스트 신호의 수신을 수행하는 전술된 기능들을 구현할 수 있다. 측정 제어 모듈(170)은, 측정 시간 구간을 구성하고 측정 시간 구간 동안 브로드캐스트 신호를 수신하도록 스위칭하는 전술된 기능들을 구현할 수 있다. 주파수 오프셋 추정 모듈(180)은, 측정 시간 구간(들) 동안 수신된 브로드캐스트 신호로부터 주파수 오프셋을 추정하는 전술된 기능들을 구현할 수 있다.

도 6에 도시된 구조는 단지 예시적인 것이며, 무선 디바이스는 또한, 도시되지 않은 다른 요소들, 예를 들어 MTC 디바이스 또는 다른 유형의 UE의 공지된 기능을 구현하기 위한 구조 또는 프로그램 코드 모듈들을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다.

도 7은 상기 개념을 구현하기 위해 이용될 수 있는 기지국의 프로세서 기반 구현을 개략적으로 나타내기 위한 블록도를 도시한다. 기지국은 예를 들어 도 1의 eNB(200) 등의 eNB에 대응할 수 있다.

예시된 바와 같이, 기지국은 무선 인터페이스(210)를 포함한다. 기지국은, 적어도 하나의 무선 디바이스, 예를 들어 MTC 디바이스(100) 등의 MTC 디바이스에 접속하기 위해 무선 인터페이스(210)를 이용할 수 있다. 또한, 기지국에는, 무선 인터페이스(210)를 통한 무선 전송에 이용되는 캐리어 주파수 및/또는 캐리어 신호가 유도될 수 있는 발진기(220)가 제공된다.

또한, 기지국에는 하나 이상의 프로세서(240) 및 메모리(250)가 제공된다. 무선 인터페이스(210) 및 메모리(250)는, 예를 들어 기지국의 하나 이상의 내부 버스 시스템을 이용하여 프로세서(들)(240)에 결합된다.

메모리(250)는, 프로세서(들)(240)에 의해 실행될 프로그램 코드를 갖는 프로그램 코드 모듈들(260, 270, 280)을 포함한다. 도시된 예에서, 이들 프로그램 코드 모듈들은, 무선 제어 모듈(260), SI(System Information) 브로드캐스트 제어 모듈(270), 및 측정 관리 모듈(280)을 포함한다.

무선 제어 모듈(260)은 데이터의 전송을 수행하는 전술된 기능들을 구현할 수 있다. SI 브로드캐스트 제어 모듈(270)은 시스템 정보를 운송하는 브로드캐스트 신호를 전송하는 전술된 기능들을 구현할 수 있다. 측정 관리 모듈(280)은, 측정 시간 구간들을 구성하고 예를 들어 측정 시간 구간들 동안 데이터의 전송을 일시적으로 중단함으로써 구성된 측정 시간 구간들에 따라 기지국의 동작을 제어하는 전술된 기능들을 구현할 수 있다.

도 7에 예시된 구조는 단지 예시적인 것이며, 기지국은 또한, 도시되지 않은 다른 요소들, 예를 들어 eNB 또는 다른 유형의 기지국의 공지된 기능을 구현하기 위한 구조 또는 프로그램 코드 모듈들을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다.

전술된 개념들은 다양한 변형이 가능하다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 이 개념들은, MTC 디바이스 또는 LTE 무선 기술에 대한 제한 없이, 다양한 종류의 무선 기술 및 무선 디바이스들과 관련하여 적용될 수 있다. 또한, 예시된 개념들은, 주파수 오프셋을 추정하기 위한 다른 기술들, 예를 들어 CRS의 측정에 기초한 기술들과 결합될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

Claims

셀룰러 네트워크에서 무선 전송(radio transmission)을 제어하는 방법으로서, 상기 방법은:
- 무선 디바이스(radio device)(100)가, 상기 무선 디바이스(100)와 상기 셀룰러 네트워크의 기지국(200) 사이에서의 데이터의 전송을 위한 캐리어 주파수를 적용하는 단계;
- 상기 무선 디바이스(100)가, 상기 데이터의 전송으로부터, 시스템 정보를 운송(conveying)하는 적어도 하나의 브로드캐스트 신호를 상기 기지국(200)으로부터 수신하는 것으로 일시적으로 스위칭하는 측정 시간 구간(measurement time interval)을 상기 무선 디바이스(100)가 구성하는 단계; 및
상기 수신된 적어도 하나의 브로드캐스트 신호에 기초하여, 상기 무선 디바이스(100)가, 상기 기지국(200)으로부터 수신되는 캐리어 신호의 주파수에 대한, 상기 무선 디바이스(100)에 의해 적용되는 캐리어 주파수의 오프셋을 추정하는 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
- 상기 무선 디바이스(100)가 상기 측정 시간 구간을 정의하는 구성 정보를 상기 기지국(200)으로부터 수신하는 단계를 포함하고,
선택적으로 상기 무선 디바이스(100)는 상기 기지국(200)에게 상기 구성 정보를 요청하는, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 측정 시간 구간을 정의하는 구성 정보는 상기 무선 디바이스(100)에서 미리 구성되는, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 데이터의 전송은 제1 주파수 대역에서 수행되고, 상기 브로드캐스트 신호의 수신은 상기 제1 주파수 대역과는 상이한 제2 주파수 대역에서 수행되는, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 캐리어 주파수는 주파수 홉핑 패턴(frequency hopping pattern)에 따라 변경되고;
상기 측정 시간 구간은, 상기 데이터의 전송에 이용되는 상기 캐리어 주파수 주변의 동작 주파수 대역이 상기 적어도 하나의 브로드캐스트 신호를 전송하기 위한 주파수 대역과 일치하는 동안 발생하는, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 브로드캐스트 신호는 LTE 무선 기술(LTE radio technology)의 물리적 브로드캐스트 채널(Physical Broadcast Channel), LTE 무선 기술의 1차 동기화 신호(Primary Synchronization Signal) 및/또는 LTE 무선 기술의 2차 동기화 신호(Secondary Synchronization Signal)를 포함하는, 방법.
셀룰러 네트워크에서 무선 전송을 제어하는 방법으로서,
- 상기 셀룰러 네트워크의 기지국(200)이 적어도 하나의 무선 디바이스(100)와 상기 기지국(200) 사이에서의 데이터의 전송을 위한 캐리어 신호를 결정하는 단계; 및
- 상기 무선 디바이스가, 상기 데이터의 전송으로부터, 시스템 정보를 운송하는 적어도 하나의 브로드캐스트 신호를 상기 기지국(200)으로부터 수신하는 것으로 일시적으로 스위칭하는 측정 시간 구간을 상기 기지국(200)이 구성하는 단계 ―상기 수신된 적어도 하나의 브로드캐스트 신호는, 상기 무선 디바이스(100)에 의해 상기 기지국(200)으로부터 수신되는 캐리어 신호의 주파수에 대한, 상기 무선 디바이스(100)에 의해 적용되는 캐리어 주파수의 오프셋을 추정하기 위해 상기 무선 디바이스(100)에 의해 이용가능함―
를 포함하는 방법.
제7항에 있어서,
- 상기 기지국(200)이 상기 측정 시간 구간을 정의하는 구성 정보를 상기 적어도 하나의 무선 디바이스에 전송하는 단계를 포함하고,
선택적으로 상기 기지국(200)이 상기 무선 디바이스로부터의 요청에 응답하여 상기 구성 정보를 전송하는, 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 데이터의 전송은 제1 주파수 대역에서 수행되고, 상기 브로드캐스트 신호의 수신은 상기 제1 주파수 대역과는 상이한 제2 주파수 대역에서 수행되는, 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 캐리어 주파수는 주파수 홉핑 패턴에 따라 변경되고;
상기 측정 시간 구간은, 상기 데이터의 전송에 이용되는 상기 캐리어 주파수 주변의 동작 주파수 대역이 상기 적어도 하나의 브로드캐스트 신호를 전송하기 위한 주파수 대역과 일치하는 동안 발생하는, 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 적어도 하나의 브로드캐스트 신호는 LTE 무선 기술의 물리적 브로드캐스트 채널, LTE 무선 기술의 1차 동기화 신호 및/또는 LTE 무선 기술의 2차 동기화 신호를 포함하는, 방법.
무선 디바이스(100)로서,
셀룰러 네트워크에 접속하기 위한 무선 인터페이스(radio interface)(110); 및
하나 이상의 프로세서(140)
를 포함하고,
상기 하나 이상의 프로세서(140)는:
- 상기 무선 디바이스(100)와 상기 셀룰러 네트워크의 기지국(200) 사이에서의 데이터의 전송을 위한 캐리어 주파수를 적용하고;
- 상기 무선 디바이스(100)가, 상기 데이터의 전송으로부터, 시스템 정보를 운송하는 적어도 하나의 브로드캐스트 신호를 상기 기지국(200)으로부터 수신하는 것으로 일시적으로 스위칭하는 측정 시간 구간을 구성하며;
- 상기 수신된 적어도 하나의 브로드캐스트 신호에 기초하여, 상기 기지국(200)으로부터 수신되는 캐리어 신호의 주파수에 대한, 상기 무선 디바이스(100)에 의해 적용되는 캐리어 주파수의 오프셋을 추정
하도록 구성되는, 무선 디바이스(100).
제12항에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서(140)는, 제2항에 따른 방법의 단계들을 수행하도록 구성되는, 무선 디바이스(100).
셀룰러 네트워크를 위한 기지국(200)으로서, 상기 기지국(200)은:
적어도 하나의 무선 디바이스(100)에 대한 무선 인터페이스(210); 및
하나 이상의 프로세서(240)
를 포함하고,
상기 하나 이상의 프로세서(240)는:
- 상기 적어도 하나의 무선 디바이스(100)와 상기 기지국(200) 사이에서의 데이터의 전송을 위한 캐리어 신호를 결정하고;
- 상기 무선 디바이스(100)가, 상기 데이터의 전송으로부터, 시스템 정보를 운송하는 적어도 하나의 브로드캐스트 신호를 상기 기지국(200)으로부터 수신하는 것으로 일시적으로 스위칭하는 측정 시간 구간을 구성 ―상기 수신된 적어도 하나의 브로드캐스트 신호는, 상기 기지국(200)으로부터 수신되는 캐리어 신호의 주파수에 대한, 상기 무선 디바이스(100)에 의해 적용되는 캐리어 주파수의 오프셋을 추정하기 위해 상기 무선 디바이스(100)에 의해 이용가능함―
하도록 구성되는, 기지국(200).
제14항에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서(240)는, 제8항에 따른 방법의 단계들을 수행하도록 구성되는, 기지국(200).
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