KR102329272B1 - 무선 통신 시스템에서 상향링크 전송을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 상향링크 전송을 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시는 무선 통신 시스템에서 상향링크 전송에 관한 것으로, 단말의 동작 방법은 적어도 하나의 코드북에 포함된 코드들을 데이터 심볼들에 매핑하는 과정과, 상기 적어도 하나의 코드북을 이용하여 확산된 상기 데이터 심볼들을 송신하는 과정을 포함하고, 상기 데이터 심볼들은, 기지국에서 상기 단말을 포함하는 적어도 하나의 활성 단말을 검출하기 위해 사용되는 방법을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 상향링크 전송을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR UPLINK TRANSMISSIONS IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 상향링크 전송을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한, 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network, cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication, D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation, ACM) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.
5G 시스템에서, 다양한 방식의 전송 방식들이 논의되고 있다. 예를 들어, 상향링크 전송 시 승인(grant) 없이 데이터를 송신하는 비-승인(grant-free) 전송 방식이 제안된 바 있다. 나아가, 보다 효율적으로 비-승인 전송을 지원하기 위한 다양한 논의들이 진행 중이다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 상향링크 데이터를 효과적으로 송신하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 비-승인(grant-free) 기반으로 상향링크 데이터를 송신하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 비-직교 다중 접속(non orthogonal multiple access, NOMA) 방식으로 상향링크 데이터를 송신하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 데이터 심볼을 위한 코드북에 기반하여 결정된 코드북을 이용하여 기준 신호를 송신하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 데이터 심볼 별로 다른 코드를 사용하여 데이터 심볼을 송신하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 데이터 심볼을 이용한 활성 단말 검출(active user detection, AUD)과 기준 신호를 이용한 채널 추정(channel estimation, CE)을 독립적으로 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 기준 신호를 이용하여 활성 단말 검출 및 채널 추정을 공동으로 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 적어도 하나의 코드북에 포함된 코드들을 데이터 심볼들에 매핑하는 과정과, 상기 적어도 하나의 코드북을 이용하여 확산된 상기 데이터 심볼들을 송신하는 과정을 포함하고, 상기 데이터 심볼들은, 기지국에서 상기 단말을 포함하는 적어도 하나의 활성 단말을 검출하기 위해 사용되는 과정을 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 적어도 하나의 데이터 심볼을 수신하는 과정과, 상기 적어도 하나의 데이터 심볼에 기반하여 활성 단말들을 검출하는 과정과, 상기 적어도 하나의 데이터 심볼을 이용하여 상기 활성 단말들의 채널을 추정하는 과정을 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 다수의 단말들로부터 데이터 심볼들 및 기준 신호들을 수신하는 과정과, 상기 수신된 기준 신호들에 기반하여, 상기 다수의 단말들 각각의 채널 임펄스 응답에 포함되는 성분들을 나타내는 수신 신호에 관한 정보를 결정하는 과정과, 상기 수신 신호에 관한 정보를 이용하여 활성 단말 검출 및 채널 추정을 수행하는 과정을 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말 장치는, 적어도 하나의 코드북에 포함된 코드들을 데이터 심볼들에 매핑하는 적어도 하나의 프로세서와, 상기 적어도 하나의 코드북을 이용하여 확산된 상기 데이터 심볼들을 송신하는 송수신부를 포함하고, 상기 데이터 심볼들은, 기지국에서 상기 단말을 포함하는 적어도 하나의 활성 단말을 검출하기 위해 사용된다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국 장치는, 적어도 하나의 데이터 심볼을 수신하는 송수신부와, 상기 적어도 하나의 데이터 심볼에 기반하여 활성 단말들을 검출하고, 상기 적어도 하나의 데이터 심볼을 이용하여 상기 활성 단말들의 채널을 추정하는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국 장치는, 다수의 단말들로부터 데이터 심볼들 및 기준 신호들을 수신하는 송수신부와, 상기 수신된 기준 신호들에 기반하여, 상기 다수의 단말들 각각의 채널 임펄스 응답에 포함되는 성분들을 나타내는 수신 신호에 관한 정보를 결정하고, 상기 수신 신호에 관한 정보를 이용하여 활성 단말 검출 및 채널 추정을 수행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 데이터 심볼 별로 서로 다른 비-직교 다중 접속(non orthogonal multiple access, NOMA)코드북들을 결정함으로써 활성 단말 검출(active user detection, AUD)의 성능을 더 높일 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 데이터 심볼을 이용한 활성 단말 검출과 기준 신호를 이용한 채널 추정(channel estimation, CE)을 독립적으로 수행함으로써, 기준 신호의 배치 및 구조를 탄력적으로 설계할 수 있게 한다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 기준 신호를 기반으로 활성 단말 검출과 채널 추정을 공동으로 수행함으로써 활성 단말 검출 및 채널 추정의 성능이 향상될 수 있게 한다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 흐름도를 도시한다.
도 6a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 코드북에 포함된 코드들을 데이터 심볼들에 매핑하는 단말의 흐름도를 도시한다.
도 6b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 코드북에 포함된 코드들을 데이터 심볼들에 매핑하는 단말의 흐름도를 도시한다.
도 7a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 심볼 별 코드의 결정 예를 도시한다.
도 7b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 심볼 별 코드의 결정 예를 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 흐름도를 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 활성 단말 검출(active user detection, AUD) 및 채널 추정(channel estimation, CE)을 수행하는 기지국의 흐름도를 도시한다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 가상(virtual) 기준 신호를 이용한 활성 단말 검출을 수행하는 기지국의 흐름도를 도시한다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도플러 추정(doppler estimation)을 이용해 활성 단말 검출을 수행하는 기지국의 흐름도를 도시한다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 가상 기준 신호를 이용한 활성 단말 검출의 예를 도시한다.
도 14는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도플러 추정을 이용한 활성 단말 검출의 예를 도시한다.
도 15는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 및 기지국의 기능적 블록 구성을 도시한다.
도 16은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 흐름도를 도시한다.
도 17은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 흐름도를 도시한다.
도 18은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 활성 단말 검출 및 채널 추정을 수행하는 기지국의 흐름도를 도시한다.
도 19는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기준 신호 및 데이터 심볼에 대한 자원 할당의 예를 도시한다.
도 20는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 희소 벡터 구성의 예를 도시한다.
도 21은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 OMP(orthogonal matching pursuit) 방식 및 MMP(multipath matching pursuit) 방식의 동작 예를 도시한다.
도 22는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 심볼 개수에 따른 활성 단말 검출 성능 및 기준 신호 기반의 활성 단말 검출 성능에 대한 모의실험 결과를 도시한다.
도 23은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 심볼 개수에 따른 활성 단말 오검출률 및 기준 신호 기반의 활성 단말 오검출률에 대한 모의실험 결과를 도시한다.
도 24는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 MMP 방식을 이용한 모의 실험 결과를 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 상향링크 경쟁 기반 통신을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 보다 효율적인 활성 단말 검출(active user detection, AUD) 및 채널 추정(channel estimation, CE)을 위해, 데이터 심볼을 이용한 활성 단말 검출과 기준 신호를 이용한 채널 추정을 독립적으로 수행하기 위한 기술을 설명한다. 또한, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 보다 효율적인 활성 단말 및 채널 추정을 위해, 기준 신호를 기반으로 하여 활성 단말 검출과 채널 추정을 공동으로 수행하기 위한 기술을 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 신호를 지칭하는 용어, 채널을 지칭하는 용어, 제어 정보를 지칭하는 용어, 신호 처리에 사용되는 수단(예: 코드북(codebook), 시퀀스(sequence) 등), 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 장치의 상태(예: 활성(active), 잠재적 활성(potential) 등)들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
또한, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project))에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다. 도 1은 무선 통신 시스템에서 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국 110과, 다수의 단말들 120 내지 128를 예시한다. 도 1은 하나의 기지국만을 예시하나, 기지국 110과 동일 또는 유사한 다른 기지국이 더 포함될 수 있다. 또한, 도 1은 10개의 단말들을 예시하나, 더 적거나 더 많은 개수의 단말들이 존재할 수 있다.
기지국 110은 단말들 120 내지 128에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국 110은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 기지국 110은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
단말들 120 내지 128 각각은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국 110과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말들 120 내지 128 중 적어도 하나는 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말들 120 내지 128은 MTC(machine type communication)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 단말들 120 내지 128 중 일부 단말들 120 내지 122은 활성(active) 단말이고, 나머지 단말들 123 내지 128은 잠재적(potential) 활성 단말이다. 여기서, 활성 단말은 기지국 110에 접속 중인 단말들 중 주어진 시간 구간 내에서 상향링크 신호를 송신하는 단말을 의미하며, 잠재적 활성 단말은 나머지를 의미한다. 활성 단말 및 잠재적 활성 단말은 시간에 따라 변화하는 개념이다. 단말들 120 내지 128 각각은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', 또는 '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 기지국 110, 단말들 120 내지 128은 밀리미터 파(mmWave) 대역(예: 28GHz, 30GHz, 38GHz, 60GHz)에서 무선 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이때, 채널 이득의 향상을 위해, 기지국 110, 단말들 120 내지 128은 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 여기서, 빔포밍은 송신 빔포밍 및 수신 빔포밍을 포함한다. 즉, 기지국 110, 단말들 120 내지 128은 송신 신호 또는 수신 신호에 방향성(directivity)을 부여할 수 있다. 이를 위해, 기지국 110 및 단말들 120은 빔 탐색(beam search) 절차를 통해 서빙(serving) 빔들을 선택할 수 있다. 단, 이하 후술되는 다양한 실시 예들이 밀리미터 파 대역에서의 동작으로 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에 따라, 기지국 110, 단말들 120 내지 128은 밀리미터 파 대역이 아닌 다른 대역에서 통신을 수행할 수 있다.
또한, 기지국 110은 다양한 종류(type)들의 서비스들을 단말들 120 내지 128에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 높은 데이터 전송 속도를 지원하는 eMBB(enhanced mobile broadband) 서비스, 고신뢰성과 저지연을 지원하는 URLL(ultra-reliable low-latency) 서비스, 대규모의 사물 통신을 지원하는 mMTC(massive machine-type communication) 서비스 등이 제공될 수 있다. 다양한 서비스들 중 일부는 동일한 시간-주파수 자원을 통해 제공될 수 있으며, 이 경우, 서비스들은 서로 다른 뉴머롤로지(numerology)를 가질 수 있다. 이때, 기지국 110은 상술한 서비스들 중 적어도 하나에 대하여, 비-승인 기반의 상향링크 전송 또는 비-직교 다중 접속(non orthogonal multiple access, NOMA) 방식의 상향링크 전송을 지원할 수 있다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다. 도 2에 예시된 구성은 단말들 120 내지 128 중 어느 하나의 구성으로서 이해될 수 있으며, 이하 대표적으로 단말 120이 설명된다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 2를 참고하면, 단말 120은 통신부 210, 저장부 220, 제어부 230을 포함한다.
통신부 210은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부 210은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부 210은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부 210은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 통신부 210은 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 통신부 210은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.
또한, 통신부 210은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 210은 다수의 안테나 요소들로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 통신부 210은 디지털 회로 및 아날로그 회로(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 회로 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 또한, 통신부 210은 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 210은 빔포밍을 수행할 수 있다.
통신부 210은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부 210의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부 210에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
저장부 220은 단말 120의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 220은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 저장부 230은 기본 코드북을 저장할 수 있다. 기본 코드북은 데이터 심볼에 관련된 적어도 하나의 코드북이며, 기준 신호에 관련된 다른 코드북을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 그리고, 저장부 220은 제어부 230의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 230은 단말 120의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부 230은 통신부 210를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부 230은 저장부 220에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부 230은 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부 230은 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부 210의 일부 및 제어부 230은 CP(communication processor)라 지칭될 수 있다. 특히, 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 230은 단말 120이 비-승인 및 비-직교 다중 접속 중 적어도 하나의 속성을 가지는 상향링크 전송을 수행하도록 제어한다. 예를 들어, 제어부 230은 데이터 전송용 코드북 생성 및 할당부 232, 데이터 확산부 234를 포함할 수 있다. 데이터 전송용 코드북 생성 및 할당부 232는 데이터 심볼의 전송 영역 마다 서로 다른 코드북들을 생성하거나, 기저 코드북(base codebook)을 순환 이동하여 서로 다른 코드북들을 생성 할 수 있다. 데이터 전송용 코드북 생성 및 할당부 232는 생성된 코드북을 각 데이터 심볼마다 할당할 수 있다. 데이터 확산부 234는 코드북이 할당된 데이터 심볼을 자원 영역에 매핑하고, 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 제어부 230은 기준 신호를 전송하기 위해 사용되는 적어도 하나의 기준 신호 전송용 코드북 생성 및 할당부 236을 포함할 수 있다. 또한, 제어부 230은 코드북 할당된 기준 신호를 자원 영역에 확산시키는 데이터 확산부 238을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 제어부 230은 데이터 심볼 별로 서로 다른 비-직교 다중 접속 코드북들을 할당하고, 코드북 할당된 데이터 심볼을 자원 영역에 확산시키도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 230은 단말 120이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다. 도 3에 예시된 구성은 기지국 110의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 3을 참고하면, 기지국 110은 무선통신부 310, 백홀통신부 320, 저장부 330, 제어부 340를 포함한다.
무선통신부 310은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 무선통신부 310은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 무선통신부 310은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 무선통신부 310은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 무선통신부 310은 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다.
이를 위해, 무선통신부 310은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 또한, 무선통신부 310은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 무선통신부 310은 다수의 안테나 요소들(antenna elements)로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 무선통신부 310은 디지털 유닛(digital unit) 및 아날로그 유닛(analog unit)으로 구성될 수 있으며, 아날로그 유닛은 동작 전력, 동작 주파수 등에 따라 다수의 서브 유닛(sub-unit)들로 구성될 수 있다.
무선통신부 310은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 무선통신부 310의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서, 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 무선통신부 310에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
백홀통신부 320은 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부 320은 기지국 110에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 접속 노드, 다른 기지국, 상위 노드, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
저장부 330은 기지국 110의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 330은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부 330은 제어부 340의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 340은 기지국 110의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 340은 무선통신부 310를 통해 또는 백홀통신부 320을 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부 340은 저장부 330에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부 340은 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부 340은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 340은 활성 단말 검출부 342, 채널 추정부 344, 데이터 검출부 346을 포함할 수 있다. 활성 단말 검출부 342는 단말로부터 수신한 데이터 심볼 또는 기준 신호를 통해 활성 단말 검출을 수행할 수 있다. 채널 추정부 344는 검출된 활성 단말에 대하여 채널 추정을 수행할 수 있다. 데이터 검출부 346은 수신한 신호의 데이터를 검출할 수 있다. 여기서, 활성 단말 검출부 342, 채널 추정부 344, 데이터 검출부 346은 저장부 330에 저장된 명령어 집합 또는 코드로서, 적어도 일시적으로 제어부 340에 상주된(resided) 명령어/코드 또는 명령어/코드를 저장한 저장 공간이거나, 또는, 제어부 340를 구성하는 회로(circuitry)의 일부일 수 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 제어부 340는 데이터 심볼 별로 서로 다른 비-직교 다중 접속 코드북들이 할당된 데이터 심볼을 이용해 활성 단말 검출을 수행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 340은 기지국 110이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다. 도 4는 도 2의 통신부 210 또는 도 3의 무선통신부 310의 상세한 구성에 대한 예를 도시한다. 구체적으로, 도 4는 도 2의 통신부 210 또는 도 3의 통신부 310의 일부로서, 빔포밍을 수행하기 위한 구성요소들을 예시한다.
도 4를 참고하면, 통신부 210 또는 무선 통신부 310은 부호화 및 변조부 402, 디지털 빔포밍부 404, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N, 아날로그 빔포밍부 408를 포함한다.
부호화 및 변조부 402는 채널 인코딩을 수행한다. 채널 인코딩을 위해, LDPC(low density parity check) 코드, 컨볼루션(convolution) 코드, 폴라(polar) 코드 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 부호화 및 변조부 402는 성상도 매핑(constellation mapping)을 수행함으로써 변조 심벌들을 생성한다.
디지털 빔포밍부 404은 디지털 신호(예: 변조 심벌들)에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부 404은 변조 심벌들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용되며, '프리코딩 행렬(precoding matrix)', '프리코더(precoder)' 등으로 지칭될 수 있다. 디지털 빔포밍부 404는 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N로 디지털 빔포밍된 변조 심벌들을 출력한다. 이때, MIMO(multiple input multiple output) 전송 기법에 따라, 변조 심벌들은 다중화되거나, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N로 동일한 변조 심벌들이 제공될 수 있다.
다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N은 디지털 빔포밍된 디지털 신호들을 아날로그 신호로 변환한다. 이를 위해, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N 각각은 IFFT(inverse fast fourier transform) 연산부, CP(cyclic prefix) 삽입부, DAC, 상향 변환부를 포함할 수 있다. CP 삽입부는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 위한 것으로, 다른 물리 계층 방식(예: FBMC(filter bank multi-carrier))이 적용되는 경우 제외될 수 있다. 즉, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N은 디지털 빔포밍을 통해 생성된 다수의 스트림(stream)들에 대하여 독립된 신호처리 프로세스를 제공한다. 단, 구현 방식에 따라, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N의 구성요소들 중 일부는 공용으로 사용될 수 있다.
아날로그 빔포밍부 408는 아날로그 신호에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부 404은 아날로그 신호들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용된다.
일반적으로, 상향링크 전송을 수행하기 위해, 자원을 요청하고, 승인을 획득하는 절차가 요구된다. 그러나, mMTC(massive machine-type communication)와 같이 대규모의 기기들이 상향링크 전송을 하는 경우, 기기들 간의 프리엠블의 충돌 확률이 증가한다. 또한, 제어신호의 오버헤드(overhead)로 인해 저전력을 요구하는 mMTC 서비스의 요구와 배치된다. uRLLC(ultra-reliable and low latency communication) 관점에서는 전송 지연 발생이 문제될 수 있다. 따라서, 최근, 이러한 문제점을 해결하기 위해 비직교 다중 접속 기술을 활용한 비승인(grant-free) 형태의 NOMA 시스템에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 나아가, 비승인 기반 시스템에서 데이터를 전송한 단말을 특정하는 활성 단말 검출(active user detection, AUD)부터 채널 추정 및 데이터 검출에 대한 연구까지 확장되고 있다.
따라서, 본 개시의 다양한 실시 예들은 단말이 상향링크 전송을 위해 데이터 심볼 또는 기준 신호에 코드북을 할당하는 과정과, 기지국이 수신된 신호를 이용하여 활성 단말 검출 및 채널 추정 나아가 데이터 검출을 수행하는 기술을 제안한다. 더욱 상세하게, 일 실시 예에 따르면, 단말은 상향링크 통신을 위해, 서로 다른 코드북에 포함된 코드들을 데이터 심볼들에 매핑한다. 기지국은 수신된 데이터 심볼에 대한 제1 수신 신호 모델을 결정하고, 제1 수신 신호 모델을 이용해 결정된 제2 수신 신호 모델을 통해 활성 단말 검출을 수행한다. 또한, 기지국이 검출된 활성 단말에 대해 가상(virtual) 기준 신호 또는 도플러 추정(doppler estimation)을 이용한 채널 추정을 수행하는 방법을 제안한다. 제2 실시 예에 따르면, 단말이 상향링크 통신을 위해, 데이터 심볼 및 기준 신호 별로 서로 다른 코드북들을 할당한다. 기지국은 수신된 기준 신호에 대한 제3 수신 신호 모델을 결정하고, 제3 수신 신호 모델을 이용해 결정된 제4 수신 신호 모델 및 제5 수신 신호 모델을 통해 활성 단말 검출 및 채널 추정을 동시에 수행할 수 있다. 이를 통해, 본 개시는 활성 단말 검출 성능의 향상 및 채널 추정 성능의 향상, 최종적으로 데이터 검출 성능을 향상시키는데 목적을 두고 있다. 특히, 제1 실시 예에서 데이터 심볼 개수의 증가를 통한 활성 단말 검출 성능의 향상으로, uRLLC 시나리오에 부합하는 지연 시간 및 블록 에러율(block error rate, BLER)을 달성할 수 있다. 또한, 제2 실시 예에서, 기지국이 그룹화 및 결정 규칙을 기반으로 활성 단말 검출과 채널 추정을 공동으로 수행함으로써, 활성 단말 검출 및 채널 추정의 성능을 향상시킬 수 있고. 향상된 압축 센싱 알고리즘을 통해 활성 단말 검출 및 채널 추정의 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 기술들을 제안한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 흐름도를 도시한다. 도 5는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 5를 참고하면, 501 단계에서, 단말은 코드북을 생성한다. 이때, 단말은 데이터 심볼에 코드들을 할당하기 위해 코드북들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 단말은 데이터 심볼의 전송 영역마다 독립적인 코드북들을 생성할 수 있고, 또는, 기저 코드북을 순환 이동하여 서로 다른 코드북들을 생성할 수 있다. 다만, 코드북은 미리 생성될 수 있고, 이 경우, 501 단계는 생략될 수 있으며, 단말은 미리 생성된 코드북에 대하여 503 단계의 동작을 수행할 수 있다.
503 단계에서, 단말은 코드북에 포함된 코드들을 데이터 심볼들에 매핑한다. 즉, 단말은 데이터 심볼들을 확산시키기 위해 코드북에 포함된 코드들을 데이터 심볼들에 매핑하고, 매핑된 코드들을 통해 데이터 심볼들을 서로 구분할 수 있다. 일 실시 예에서, 단말은, 자원 영역에 상관 없이, 각 데이터 심볼 별로 서로 다른 코드들을 매핑할 수 있다. 다른 실시 예에서, 단말은, 자원 영역에 따라, 각 데이터 심볼 별로 서로 다른 코드들을 매핑할 수 있다.
505 단계에서, 단말은 데이터 심볼을 전송한다. 보다 구체적으로, 단말은 코드북을 통해 확산된 데이터 심볼을 상향링크 전송을 위해 자원 영역에 매핑한다. 그리고, 단말은 코드들로 부호화 한 데이터 심볼들을 기지국(예: 기지국 110)으로 전송한다. 기지국으로 전송된 데이터 심볼들은 활성 단말 검출 및 채널 추정에 이용된다.
도 5에 도시되지 않았으나, 단말은 기준 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 단말은 데이터 심볼을 송신하기 전, 코드북을 이용하여 기준 신호를 확산하고, 확산된 기준 신호를 기지국으로 송신할 수 있다. 여기서, 기준 신호의 확산을 위한 코드북은 데이터 심볼의 확산을 위한 코드북과 서로 다를 수 있다. 송신된 기준 신호는 기지국에서 채널 추정에 이용될 수 있다.
도 6a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 코드북에 포함된 코드들을 데이터 심볼들에 매핑하는 단말의 흐름도를 도시한다. 도 6a는 단말 120의 동작 방법으로서. 자원 영역에 상관 없이, 각 데이터 심볼 별로 서로 다른 코드들을 결정하는 경우를 예시한다.
도 6a를 참고하면, 601 단계에서, 단말은 데이터 심볼 별 인덱스를 할당한다. 보다 구체적으로, 단말은 데이터 심볼들에 서로 다른 코드들을 할당하기 위해, 데이터 심볼들에 1부터 M까지의 인덱스를 할당한다. 여기서 M은 1보다 크거나 같은 자연수이다.
603 단계에서, 데이터 심볼들에 대하여 코드들을 할당한다. 일 실시 예에서, 단말은 데이터 심볼의 인덱스와 코드북의 인덱스를 일치시킬 수 있다. 즉, 단말은 데이터 심볼에 할당된 인덱스 1부터 M을 코드북에 할당할 수 있다. 이에 따라, 단말은 데이터 심볼의 인덱스와 코드북의 인덱스를 일치시킴으로써, 코드북에 포함된 코드들을 데이터 심볼들에 대하여 할당할 수 있다. 다른 실시 예에서, 단말은 인터리버(interleaver)를 이용하여 데이터 심볼들에 대하여 코드들을 할당할 수 있다. 데이터 심볼들에 대하여 서로 다른 코드들을 할당함으로써, 데이터 심볼의 확산을 위한 데이터 심볼 별 코드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 데이터 심볼 별 코드는 이하 도 7a의 예와 같이 결정될 수 있다.
도 6b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 코드북에 포함된 코드들을 데이터 심볼들에 매핑하는 단말의 흐름도를 도시한다. 도 6b는 단말 120의 동작 방법으로서, 자원 영역에 따라, 각 데이터 심볼 별로 서로 다른 코드들을 결정하는 경우를 예시한다.
도 6b를 참고하면, 611 단계에서, 단말은 자원 영역에 코드들을 매핑한다. 보다 구체적으로, 단말은 데이터 심볼이 전송되는 주어진 자원 영역에 대하여, 코드북 인덱스를 할당할 수 있다. 이어서, 단말은 주어진 자원 영역 별로 할당된 코드북 인덱스에 기반하여, 순서대로 코드북에 포함된 코드들을 자원 영역에 매핑할 수 있다. 예를 들어, 자원 영역들 및 코드들의 매핑 관계는 이하 도 7b의 예에 따를 수 있다.
613 단계에서, 단말은 데이터 심볼들에 대하여 매핑된 코드들을 할당한다. 보다 구체적으로, 단말은 자원 영역에 데이터 심볼을 할당할 수 있다. 이어서, 단말은 데이터 심볼들 각각에 대하여 해당 자원 영역에 매핑된 코드를 할당할 수 있다. 데이터 심볼 별로 서로 다른 코드들을 할당함으로써, 데이터 심볼의 확산을 위한 데이터 심볼 별 코드를 결정할 수 있다.
도 6b를 참고하여 설명한 실시 예에서, 자원 영역들에 대하여 코드들이 매핑된다. 그러나, 자원 영역들 및 코드들 간 매핑 관계는 미리 정의될 수 있다. 이 경우, 611 단계는 생략될 수 있으며, 단말은 미리 정의된 매핑 관계를 나타내는 정보를 확인한 후, 613 단계의 동작을 수행할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 심볼 별 코드의 결정 예를 도시한다. 도 7a 및 도 7b에서, 가로축은 OFDM 심볼을, 세로축은 부반송파를 나타낸다.
도 7a에서, 데이터 심볼 영역들 701 내지 704 및 코드북들 705 내지 708의 배치는 다양한 실시 예들에 따라 달라질 수 있다. 다만, 동일한 자원 구간 동안 활성된 단말들은 데이터 심볼 영역들 701 내지 704를 공통으로 사용할 수 있다. 도 7a를 참고하면, 단말은 결정된 코드북들에 포함된 코드들을 이용해 데이터 심볼들을 확산할 수 있다. 확산된 데이터 심볼들은 데이터 심볼 영역들 701 내지 704를 통해 송신된다.
도 7b는 자원 영역 별 코드북 매핑 710 및 데이터 심볼에 대한 코드 할당 720을 예시한다. 데이터 심볼 영역들 721 내지 724 및 코드북들 726 내지 729의 배치는 다양한 실시 예들에 따라 달라질 수 있다. 다만, 동일한 자원 구간 동안 활성된 단말들은 데이터 심볼 영역들 721 내지 724를 공통으로 사용할 수 있다. 도 7b를 참고하면, 주어진 자원 영역에 코드북들에 포함된 코드들을 순차적으로 매핑할 수 있다. 예를 들어, 단말은 주어진 자원 영역에 대하여 c1부터 c16까지의 코드북들에 포함된 코드들을 매핑할 수 있다. 코드의 매핑이 수행된 후, 단말은 데이터 심볼들을 데이터 심볼 영역들 721 내지 724에 매핑하고, 이때, 해당 데이터 심볼 영역에 매핑된 코드들을 이용하여 해당 데이터 심볼을 확산 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 단말은 다수의 코드북들을 이용하여 데이터 심볼들을 확산하고, 확산된 데이터 심볼들을 송신할 수 있다. 이에 따라, 기지국은 확산된 데이터 심볼들을 수신하고, 확산된 데이터 심볼들에 기반하여 활성 단말들을 검출하고, 데이터를 검출할 수 있다. 이하 기지국의 보다 상세한 구성 및 동작들이 설명된다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 기능적 블록 구성을 도시한다. 도 8은 기지국 110의 제어부 340의 기능적 블록 구성을 예시한다. 이하 사용되는 '?부', '?기'등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 , 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 8을 참고하면, 제어부 340은 데이터 기반 활성 단말 검출부 802 및 채널 추정부 804를 포함한다. 데이터 기반 활성 단말 검출부 802는 데이터 심볼 확산을 위한 코드북을 이용하여 수신된 신호 yd로부터 활성 단말(예: 단말 120)의 데이터 심볼을 검출한다. 여기서 수신된 모든 데이터 심볼이 활성 단말 검출을 위한 값들로 이용된다. 그리고, 데이터 기반 활성 단말 검출부 802는 검출된 활성 단말에 대한 정보, 예를 들어, 활성 단말의 인덱스, 활성 단말의 데이터 심볼과 채널이 곱해진 형태의 값을 채널 추정부 804로 전달한다.
채널 추정부 804는 검출된 활성 단말에 대한 정보를 이용하여 독립적으로 활성 단말의 채널
Figure 112017075478676-pat00001
를 검출할 수 있다. 여기서, 가상 기준 신호를 이용한 채널 추정 및 도플러 추정을 이용한 채널 추정이 수행될 수 있다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 흐름도를 도시한다. 도 9는 기지국 110의 동작 방법을 예시한다.
도 9를 참고하면, 901 단계에서, 기지국은 데이터 심볼들 및 기준 신호들을 수신한다. 이때, 데이터 심볼들 및 기준 신호들은 코드북으로 확산되어 자원 영역에 매핑된 상태이다. 이 경우, 데이터 심볼들 및 기준 신호들은 다수의 단말들에서 송신된 신호들을 포함할 수 있고, 다수의 단말들에서 송신된 신호들은 동일한 자원 영역에서 중첩될 수 있다. 또한, 기준 신호들은 주어진 자원 구간 중 첫 번째 OFDM 심볼을 통해 수신될 수 있다.
903 단계에서, 기지국은 데이터 심볼을 이용해 활성 단말을 검출한다. 보다 구체적으로, 기지국은 수신된 데이터 심볼을 이용해 전체 데이터 전송 영역에 대한 제1 수신 신호 모델을 결정하고, 제1 수신 신호 모델을 단말 순서대로 재배열함으로써 제2 수신 모델을 결정한다. 그리고, 기지국은 제2 수신 신호 모델에 대하여 신호의 유무를 판단하는 동작(예: 상관 연산, 압축 센싱)을 수행함으로써 적어도 하나의 활성 단말을 검출할 수 있다.
905 단계에서, 기지국은 기준 신호들 및 데이터 심볼들을 이용하여 채널을 추정한다. 보다 구체적으로, 기지국은 검출된 활성 단말의 인덱스를 이용하여 활성 단말의 데이터 심볼과 채널의 곱을 추정한다. 그리고, 기지국은 기준 신호를 이용해 첫 번째 OFDM 심볼에서의 채널을 추정하고, 이후, 데이터 심볼을 이용해 검출된 모든 활성 단말들에 대한 채널 추정을 수행한다.
907 단계에서, 기지국은 데이터 심볼 디코딩을 수행한다. 즉, 기지국은 검출된 활성 단말의 데이터 심볼과 추정된 채널을 이용하여, 디코딩을 통해, 활성 단말이 송신한 데이터를 검출할 수 있다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 활성 단말 검출 및 채널 추정을 수행하는 기지국의 흐름도를 도시한다. 도 10은 기지국 110의 동작 방법을 예시한다.
도 10을 참고하면, 1001 단계에서 기지국은 전체 데이터 전송 영역들에 대한 제1 수신 신호 모델을 결정한다. 보다 구체적으로, 기지국은 수신된 데이터 심볼을 이용하여 제1 수신 신호 모델을 결정한다. 예를 들어, 제1 수신 신호 모델은 수신된 데이터 심볼들을 데이터 전송 영역들의 인덱스 순서대로 나열한 행렬일 수 있다. 여기서, 수신된 데이터 심볼은 단말이 전송한 데이터 심볼과, 단말에 할당된 코드북, 단말의 채널 및 잡음으로 구성될 수 있다.
1003 단계에서, 기지국은 제1 수신 신호 모델을 단말 순서대로 재배열한 제2 수신 신호 모델을 결정한다. 즉, 활성 단말의 인덱스를 검출하기 위해, 기지국은 제1 수신 신호 모델에 포함된 수신된 데이터 심볼들을 단말 순서대로 재배열한다. 이에 따라, 제2 수신 신호 모델의 경우, 하나의 단말로부터 수신된 데이터 심볼들은 서로 인접하게 된다. 이때, 제2 수신 신호 모델은 센싱 매트릭스(sensing matrix) 및 재배열된 단말의 채널과 데이터 심볼을 포함할 수 있다.
1005 단계에서, 기지국은 제2 수신 신호 모델을 이용하여 활성 단말 인덱스 검출을 수행한다. 보다 구체적으로, 기지국은 제2 수신 신호모델의 센싱 매트릭스를 이용하여 압축 센싱을 수행한다. 기지국은 압축 센싱을 통해 활성 단말의 인덱스를 검출할 수 있다. 이때, 기지국은 압축 센싱 알고리즘으로 OMP(orthogonal matching pursuit)를 사용할 수 있고, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라, 기지국은 다른 압축 센싱 알고리즘을 사용할 수 있다.
1007 단계에서, 기지국은 활성 단말 인덱스를 이용하여 활성 단말의 데이터 심볼과 채널의 곱을 추정한다. 보다 구체적으로, 기지국은 검출된 활성 단말의 인덱스를 이용하여, 활성 단말에 해당하는 데이터 심볼과 채널의 곱을 추정할 수 있다. 기지국은 활성 단말에 해당하는 데이터 심볼과 채널의 곱을 추정하기 위해, LMMSE(linear minimum mean square error) 기법을 사용할 수 있다. 기지국이 활성 단말에 해당하는 데이터 심볼과 채널의 곱을 추정 함으로써, 활성 단말 검출이 완료될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라, 기지국은 LMMSE외 다른 기법을 사용할 수 있다.
1009 단계에서, 기지국은 기준 신호를 이용하여 첫 번째 OFDM 심볼의 채널 추정을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 기지국은 검출된 활성 단말들에 대해 독립적으로 채널 추정을 수행한다. 우선, 기지국은 전송 지연을 감소시키기 위해, 첫 번째 OFDM 심볼에 전송된 모든 활성 단말들의 기준 신호를 이용하여 채널 추정을 수행한다. 이때, 기지국은 한 개의 자도프-추 시퀀스 (zadoff-chu sequence)를 활성 단말 별로 순환 이동시켜 모든 활성 단말들에 대한 기준 신호를 생성할 수 있다.
1011 단계에서, 기지국은 데이터 심볼을 이용한 채널 추정을 수행한다. 보다 구체적으로, 기지국은 가상 기준 신호를 이용한 채널 추정 또는 도플러 추정을 이용한 채널 추정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 채널 상태가 양호한 영역에 해당하는 데이터 심볼들에 대해서만 메시지 전달 알고리즘(message passing algorithm, MPA)을 수행함으로써, 가상 기준 신호를 이용한 채널 추정을 수행할 수 있다. 또한, 기지국은 마지막 OFDM 심볼에 전송되는 데이터를 검출하고, 이를 가상 기준 신호로 이용하여 도플러 주파수(doppler frequency)를 추정 함으로써, 도플러 추정을 이용한 채널 추정을 수행할 수 있다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 가상 기준 신호를 이용하여 채널 추정을 수행하는 기지국의 흐름도를 도시한다. 도 11은 기지국 110의 동작 방법을 예시한다.
도 11을 참고하면, 1101 단계에서, 기지국은 채널 상태를 검사한다. 보다 구체적으로, 기지국은 채널 상태의 양호 정도를 판단하는 기준으로 채널의 크기(magnitude)를 이용하여 채널 상태를 검사할 수 있다.
1103 단계에서, 기지국은 채널 상태가 양호한지 판단한다. 예를 들어, 기지국은 i번째 단말의 채널 크기와 일정한 임계치를 비교하거나, i번째 활성 단말과 j번째 활성 단말의 채널 크기를 비교하거나, 모든 활성 단말들의 채널 크기와 일정한 임계치를 비교하여 채널 상태가 양호한지 여부를 판단할 수 있다. 채널 크기가, 다른 단말의 채널 크기 또는 임계치 보다 클 경우, 기지국은 채널 상태가 양호한 것으로 판단할 수 있다. 채널 상태가 양호하지 않은 경우, 1105 단계에서 기지국은 n을 1 증가시키고 1101 단계로 되돌아간다. 채널 상태가 양호한 경우, 1107 단계에서, 기지국은 메시지 전달 알고리즘을 수행한다.
1107 단계에서, 기지국은 메시지 전달 알고리즘을 통한 데이터 심볼 검출을 수행한다. 보다 구체적으로, 기지국은 채널 상태가 양호한 활성 단말에 대하여, 메시지 전달 알고리즘을 통해 데이터 전송 영역의 데이터 심볼 검출을 수행할 수 있다.
1109 단계에서, 기지국은 주파수 도메인 채널 추정을 수행한다. 보다 구체적으로, 채널 상태가 양호하여 데이터 심볼들이 옳게 검출되었을 확률이 높으므로, 기지국은 검출된 데이터 심볼들을 가상 기준 신호로 이용하여, LMMSE(linear minimum mean square error) 기법을 통해 주파수 도메인에서 채널 추정을 수행할 수 있다.
1111 단계에서, 기지국은 시간 도메인 채널 추정을 수행한다. 보다 구체적으로, 기지국은 첫 번째 OFDM 심볼에 해당되는 단말의 채널 및 기준 신호를 이용하여 추정한 각 활성 단말의 채널과, 주파수 도메인에서 추정한 채널을 이용하여, 시간 도메인에서의 채널 추정을 수행할 수 있다. 이때, 기지국은 채널 임펄스 응답(channel impulse response, CIR) 추정을 이용하여 시간 도메인에서 채널 추정을 수행할 수 있다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도플러 추정을 이용하여 채널 추정을 수행하는 기지국의 흐름도를 도시한다. 도 12는 기지국 110의 동작 방법을 나타낸다.
도 12를 참고하면, 1201 단계에서, 기지국은 도플러 주파수 추정을 수행한다. 보다 구체적으로, 기지국은 첫 번째 OFDM 심볼의 채널 추정 값 벡터를 이용하여, 마지막 OFDM 심볼에 전송되는 데이터들을 검출할 수 있다. 이 후, 기지국은 검출한 데이터들을 가상 기준 신호로 이용하여, LMMSE 기법을 통해 마지막 OFDM 심볼의 주파수 도메인 채널을 검출할 수 있다. 기지국은 첫 번째 OFDM 심볼의 채널 추정 값 벡터와 마지막 OFDM 심볼의 주파수 도메인 채널을 이용하여 도플러 주파수를 추정할 수 있다.
1203 단계에서, 기지국은 도플러 주파수를 이용하여 채널 추정을 수행한다. 보다 구체적으로, 기지국은 첫 번째 OFDM 심볼의 채널 추정 값 벡터와, 마지막 OFDM 심볼의 주파수 도메인 채널, 도플러 주파수를 이용하여, 첫 번째와 마지막 OFDM 심볼을 제외한 나머지 OFDM 심볼에 해당하는 주파수 도메인 채널 추정을 수행할 수 있다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 가상 기준 신호를 이용한 채널 추정의 예를 도시한다. 도 13은 기지국 110의 동작 방법을 예시한다. 도 13에서, 단계 1301 내지 1307의 그래프의 가로축은 OFDM 심볼을, 세로축은 부반송파를 나타낸다.
도 13을 참고하면, 1301 단계에서, 기지국은 주파수 도메인 채널 추정을 수행한다. 즉, 기지국은 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한 활성 단말들의 기준 신호들과, 단말의 채널을 이용하여 주파수 도메인 채널 추정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 한 개의 자도프-추 시퀀스를 활성 단말 별로 순환 이동시켜 모든 활성 단말들에 대한 기준 신호를 생성하고, LMMSE 기법을 통해 주파수 도메인 채널 추정을 수행할 수 있다.
1303 단계에서, 기지국은 채널 상태에 따라 메시지 전달 알고리즘을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 i번째 단말의 채널 크기와 일정한 임계치를 비교하거나, i번째 활성 단말과 j번째 활성 단말의 채널 크기를 비교하거나, 모든 활성 단말들의 채널 크기와 일정한 임계치를 비교하여 채널 상태가 양호한지 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 기지국은 데이터 심볼들을 정확하게 검출하기 위해, 채널 상태가 양호한 활성 단말에 대해서만 메시지 전달 알고리즘을 수행할 수 있다. 이때, 메시지 전달 알고리즘을 통해 검출된 데이터 심볼은, 주파수 도메인 채널 추정을 위한 가상 기준 신호로 이용될 수 있다.
1305 단계에서, 기지국은 데이터 기반 주파수 도메인 채널 추정을 수행한다. 보다 구체적으로, 기지국은 채널 상태의 양호도를 비교한 결과, 비교적 정확하게 검출된 데이터 심볼들을 가상 기준 신호로 이용할 수 있다. 그리고, 가상 기준 신호를 이용하여 주파수 도메인 채널 추정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 LMMSE 기법을 통해 주파수 도메인 채널 추정을 수행할 수 있다.
1307 단계에서, 기지국은 데이터 기반 시간 도메인 채널 임펄스 응답 추정을 수행한다. 보다 구체적으로, 기지국은 주파수 도메인에서의 채널 추정을 통해 산출된 주파수 도메인 채널 정보를 수집할 수 있다. 이 후, 수집된 정보를 바탕으로 시간 도메인 채널 임펄스 응답 추정을 수행할 수 있다. 최종적으로, 기지국은 추정된 시간 도메인 채널 임펄스 응답에 고속 푸리에 변환(fast fourier transform, FFT)을 수행함으로써, 주파수 도메인 채널 정보를 추정할 수 있다.
도 14는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도플러 추정을 이용한 활성 단말 검출의 예를 도시한다. 도 14는 기지국 110의 동작 방법을 예시한다.
도 14를 참고하면, 1401 단계에서, 기지국은 주파수 도메인 채널 추정을 수행한다. 보다 구체적으로, 기지국은 첫 번째 OFDM 심볼에 위치한 활성 단말들의 기준 신호들과, 단말의 채널을 이용하여 주파수 도메인 채널 추정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 한 개의 자도프-추 시퀀스를 활성 단말 별로 순환 이동시켜 모든 활성 단말들에 대한 기준 신호를 생성하고, LMMSE 기법을 통해 주파수 도메인 채널 추정을 수행할 수 있다.
1403 단계에서, 기지국은 메시지 전달 알고리즘을 적용하고, 주파수 도메인 채널 추정을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 기지국은 첫 번째 OFDM 심볼을 통해 추정한 채널 추정 값을 이용하여, 마지막 OFDM 심볼의 데이터 심볼들에 메시지 전달 알고리즘을 적용할 수 있다. 이어서, 기지국은 메시지 전달 알고리즘을 통해 검출된 데이터를 이용하여, 마지막 OFDM 심볼의 주파수 도메인 채널 추정을 수행할 수 있다.
1405 단계에서, 기지국은 도플러 추정을 수행한다. 보다 구체적으로 기지국은 첫 번째 OFDM 심볼에 대한 채널 추정 값과 마지막 OFDM 심볼을 통해 추정한 채널 추정 값을 이용하여 도플러 주파수를 추정할 수 있다.
1407 단계에서, 기지국은 데이터 영역에서 채널 추정을 수행한다. 보다 구체적으로, 기지국은 첫 번째 OFDM 심볼에 대한 채널 추정 값, 마지막 OFDM 심볼을 통해 추정한 채널 추정 값, 도플러 주파수를 이용하여, 첫 번째와 마지막 OFDM 심볼을 제외한 나머지 OFDM 심볼에 대해 주파수 영역 채널 추정을 수행할 수 있다.
상술한 실시 예들과 같이, 단말은 코드북을 생성하고, 코드북에 포함된 코드들을 데이터 심볼들에 매핑하고, 코드북을 이용해 확산된 데이터 심볼 및 기준 신호를 기지국으로 전송한다. 기지국은 수신한 데이터 심볼을 이용해 제1 수신 신호 모델 및 제2 수신 신호 모델을 생성함으로써 활성 단말을 검출한다. 이어서, 기지국은 수신한 기준 신호를 이용해 가상 기준 신호 또는 도플러 추정을 이용하여 활성 단말의 채널 추정을 수행할 수 있다. 이를 통해, 다양한 실시 예들에 따른 시스템은, 데이터 심볼 개수의 증가를 통해 활성 단말 검출 성능을 향상시킬 수 있고, 활성 단말 검출과 채널 추정을 독립적으로 수행함으로써 기준 신호의 배치 및 구조를 설계할 때, 탄력적으로 설계할 수 있다.
이하, 도면 및 수학식의 참고와 함께 상술한 상향링크 전송 및 활성 단말검출과 채널 추정의 절차가 보다 구체적으로 설명된다. 이하, 설명에서 압축 센싱 기법에 따라 활성 단말이 검출되는 경우가 예시된다.
본 개시의 첫 번째 실시 예는 송신부와 수신부를 포함할 수 있다. 송신부에서, 각 단말은 데이터 심볼 전송용 NOMA 코드워드 및 기준 신호 전송용 자도프-추 시퀀스를 이용하여, 데이터 심볼 및 기준 신호를 전송할 수 있다. 수신부에서, 기지국은 수신한 데이터 심볼을 이용해 활성 단말 검출을 수행하고, 추정한 활성 단말을 대상으로 채널 추정을 수행할 수 있다. 그 후 추정된 채널 정보를 바탕으로 활성 단말들의 데이터 심볼을 검출할 수 있다.
단말은 전송하고자 하는 데이터로 QPSK(quadrature phase shift keying)방식으로 변조된 심볼을 사용할 수 있다. 이때, 각각의 데이터 심볼은 단말 별로 주어진 NOMA 코드워드에 의해 확산된 뒤, 동일한 자원 영역에 겹쳐져 전송된다. 그리고, 단말은 전송 프레임마다 각 데이터 심볼을 전송하는 영역들을 임의로 선택할 수 있다. 단말이 메시지 전달 알고리즘을 이용하여 전송된 데이터 심볼들을 검출할 경우, 각 데이터 심볼은 독립적으로 검출된다. 다만, 기지국이 데이터 심볼을 이용하여 활성 단말 검출을 수행할 경우, 전송된 모든 데이터 심볼들이 활성 단말 검출을 위한 값들로 이용될 수 있다.
이하, 활성 단말을 검출하는 과정이 보다 상세히 설명된다.
데이터를 전송하는 전체 영역이 총 M개인 경우, 기지국 측에서 수신한 데이터 심볼은 <수학식 1>과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112017075478676-pat00002
<수학식 1>에서,
Figure 112017075478676-pat00003
는 기지국 측에서 수신한 m번째 영역의 데이터 심볼,
Figure 112017075478676-pat00004
는 m번째 영역에서 i번째 단말의 NOMA 코드워드,
Figure 112017075478676-pat00005
는 m번째 영역에서 i번째 단말의 채널,
Figure 112017075478676-pat00006
는 m번째 영역에서 i번째 단말의 전송 데이터 심볼, 그리고
Figure 112017075478676-pat00007
는 AWGN(additive white gaussian noise)벡터를 나타낸다.
m번째 영역에서 단말들의 NOMA 코드워드를 모아놓은 코드북 행렬을
Figure 112017075478676-pat00008
로 나타낸다. 예를 들어, L=4, N=6일 때의 코드북 행렬의 일 예는 <수학식 2>와 같다.
Figure 112017075478676-pat00009
<수학식 2>에서,
Figure 112017075478676-pat00010
은 m번째 영역에서 단말들의 NOMA 코드워드를 모아놓은 코드북 행렬을 나타내고, w0, w1, w2는 코드북을 구성하는 웨이트(weight)들을 나타낸다.
전체 단말의 수에 비해 활성 단말의 수가 적으므로, 기지국은 압축 센싱 알고리즘을 이용해 활성 단말 검출을 수행할 수 있다. 이때, 각 데이터 전송 영역의 코드북들이 적층 되어 센싱 매트릭스로 활용될 수 있다. 센싱 매트릭스가 랜덤하게 생성될수록, 서포트 (support)의 복원 확률이 높아지고, 데이터 전송 영역 별로 다른 코드북들이 사용된다.
단말은 코드북을 생성하는 방법으로 다음의 두 가지의 실시 예들을 고려할 수 있다.
첫 번째 실시 예에서, 단말은 데이터 전송 영역마다 새로운 코드북
Figure 112017075478676-pat00011
을 생성할 수 있다.
두 번째 실시 예에서, 단말은 S개의 기저 코드북들
Figure 112017075478676-pat00012
을 생성하고, 각각의 기저 코드북을 순환 이동(circular shift)하여, 단말은 데이터 전송 영역 별 코드북으로 이용할 수 있다. 이때 단말은 열 방향 이동(column-wise shift), 행 방향 이동(row-wise shift), 그리고 열과 행을 모두 이동시키는 2D 형태의 이동(column and row-wise shift)으로 순환 이동을 수행할 수 있다. 한 개의 코드북을 행 방향과 열 방향으로 순환 이동 하여 만들 수 있는 서로 다른 코드북들의 개수는 L×N개이다. 이때,
Figure 112017075478676-pat00013
을 행 방향으로 i번, 열 방향으로 j번 순환 이동한 코드북 행렬을
Figure 112017075478676-pat00014
으로 나타낸다. 예를 들어, L=4, N=6일 때 코드북 행렬의 일 예는 <수학식 3>과 같다.
Figure 112017075478676-pat00015
<수학식 3>에서,
Figure 112017075478676-pat00016
는 기저 코드북
Figure 112017075478676-pat00017
를 행 방향으로 i번, 열 방향으로 j번 순환 이동한 코드북 행렬을 나타내고, w0, w1, w2는 코드북의 웨이트(weight)를 나타낸다.
예를 들어, 전송하는 데이터 심볼이 총 90개이고, 사용하는 코드북의 크기가 4×6인 경우, 단말은 한 개의 기저 코드북으로 단지 24개의 데이터 심볼만을 확산시킬 수 있다. 따라서, 적어도 4개의 기저 코드북들이 필요하다. 주어진 전송 데이터 심볼에 대해 필요한 최소 기적 코드북의 수는 <수학식 4>와 같다.
Figure 112017075478676-pat00018
<수학식 4>에서,
Figure 112017075478676-pat00019
는 주어진 전송 데이터 심볼의 개수,
Figure 112017075478676-pat00020
는 주어진 전송 데이터 심볼의 개수
Figure 112017075478676-pat00021
에 대해 필요한 최소 기저 코드북의 수, L은 코드북 행렬의 행 개수, N은 코드북 행렬의 열 개수,
Figure 112017075478676-pat00022
은 올림 함수이다.
상술한 방법을 이용하여, 단말이 데이터 영역 별로 서로 다른 코드북들을 생성한 뒤, 이들을 할당하는 과정이 필요하다. 이때, 단말은 생성된 코드북을 할당하는 방법으로 다음의 두 가지 실시 예들을 고려할 수 있다.
일 실시 예에서, 단말은 각 전송 데이터 심볼 별로 서로 다른 코드북들을 할당한 뒤, 자원 매핑 (resource mapping)을 수행할 수 있다. 이는 도 7a에 도시되어 있다. 단말은 각 전송 데이터 심볼에 1부터 M까지의 인덱스를 부여하여,
Figure 112017075478676-pat00023
,
Figure 112017075478676-pat00024
,
Figure 112017075478676-pat00025
으로 표현할 수 있다. 이때, 각각의 데이터 심볼에 할당되는 코드북들은
Figure 112017075478676-pat00026
,
Figure 112017075478676-pat00027
,
Figure 112017075478676-pat00028
,
Figure 112017075478676-pat00029
과 같이 나타낼 수 있다. 코드북들을 할당하는 첫 번째 예에서, 단말은 데이터 심볼의 인덱스와 코드북들의 인덱스를 일치시킬 수 있다. 즉
Figure 112017075478676-pat00030
,
Figure 112017075478676-pat00031
,
Figure 112017075478676-pat00032
,
Figure 112017075478676-pat00033
과 같은 방식으로 코드북들을 할당할 수 있다. 코드북들을 할당하는 두 번째 예에서, 단말은 인터리버를 사용하여 코드북들을 할당할 수 있다. 예를 들어, 단말은 인터리버가
Figure 112017075478676-pat00034
일 때,
Figure 112017075478676-pat00035
,
Figure 112017075478676-pat00036
,
Figure 112017075478676-pat00037
,
Figure 112017075478676-pat00038
과 같이 코드북들을 할당할 수 있다.
다른 실시 예에서, 단말은 생성된 코드북들을 각 주어진 자원 위치에 매핑 한 뒤, 각 전송 데이터 심볼마다 코드북을 할당할 수 있다. 이는 도 7b에 도시되어 있다.
생성된 후 할당까지 완료된 데이터 전송 영역 별 코드북을 이용하여, 각 활성 단말은 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 기지국 측의 활성 단말 검출기는 단말들의 코드북 정보를 센싱 매트릭스로 이용하여 압축 센싱함으로써 활성 단말들을 검출할 수 있다. 기지국 측에서 수신한 데이터 심볼은 <수학식 5>와 같다.
Figure 112017075478676-pat00039
Figure 112017075478676-pat00040
<수학식 5>에서,
Figure 112017075478676-pat00041
는 기지국 측에서 수신한 m번째 영역의 데이터 심볼,
Figure 112017075478676-pat00042
는 m번째 영역에서 i번째 단말의 NOMA 코드워드,
Figure 112017075478676-pat00043
는 m번째 영역에서 i번째 단말의 채널,
Figure 112017075478676-pat00044
는 m번째 영역에서 i번째 단말의 전송 데이터 심볼,
Figure 112017075478676-pat00045
는 AWGN 벡터,
Figure 112017075478676-pat00046
은 m번째 영역의 코드북 행렬,
Figure 112017075478676-pat00047
은 m번째 영역에서 단말의 채널과 m번째 영역에서 단말의 전송 데이터 심볼의 곱,
Figure 112017075478676-pat00048
은 m번째 영역에서 AWGN 행렬을 나타낸다.
모든 데이터 전송 영역에서의 수신 신호를
Figure 112017075478676-pat00049
라고 할 때,
Figure 112017075478676-pat00050
는 <수학식 6>과 같다.
Figure 112017075478676-pat00051
<수학식 6>에서,
Figure 112017075478676-pat00052
는 모든 데이터 전송 영역에서의 수신 신호,
Figure 112017075478676-pat00053
은 n번째 영역의 코드북 행렬,
Figure 112017075478676-pat00054
은 m번째 영역에서 단말의 채널과 m번째 영역에서 단말의 전송 데이터 심볼의 곱,
Figure 112017075478676-pat00055
은 n번째 영역에서 AWGN 벡터를 나타낸다.
압축 센싱을 이용하여 활성 단말의 인덱스를 검출하는 것이 목적이므로, 기지국은 데이터 전송 영역 순서대로 (1, … , M)
Figure 112017075478676-pat00056
배열되어 있는 벡터
Figure 112017075478676-pat00057
를 단말 순서대로 (1 , … , N) 재배열할 수 있다. 이때, 모든 데이터 전송 영역에서의 수신 신호는 <수학식 7>과 같다.
Figure 112017075478676-pat00058
<수학식 7>에서,
Figure 112017075478676-pat00059
는 모든 데이터 전송 영역에서의 수신 신호,
Figure 112017075478676-pat00060
는 센싱 매트릭스,
Figure 112017075478676-pat00061
은 재배열된 n번째 영역에서 단말의 채널과 n번째 영역에서 단말의 전송 데이터 심볼의 곱,
Figure 112017075478676-pat00062
은 n번째 영역에서 AWGN 벡터를 나타낸다.
기지국은 수신 데이터 심볼
Figure 112017075478676-pat00063
와 센싱 매트릭스
Figure 112017075478676-pat00064
를 이용하여 압축 센싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 압축 센싱 알고리즘으로 OMP 방식을 사용할 수 있다. 이어서, 기지국은 활성 단말 인덱스 검출 후 LMMSE 기법을 통해 활성 단말의 값 (데이터 심볼과 채널이 곱해진 형태의 값)을 추정할 수 있다. 기준 신호를 기반으로 한 활성 단말 검출 및 채널 추정과 달리, 채널 추정 성능에 의존하지 않고, 기지국이 독립적으로 활성 단말 검출을 수행하기 때문에, 데이터 심볼의 수가 증가할수록 활성 단말 검출 성능이 향상된다. 또한, 기준 신호의 오버헤드를 감소시킬 수 있고, 기준 신호 구조 및 배치의 자유도를 높일 수 있다는 장점이 있다.
이후, 기지국은 검출된 활성 단말들에 대해 독립적으로 채널을 추정할 수 있다. 기지국은 전송 지연을 감소시키기 위해 우선 첫 번째 OFDM 심볼에 모든 활성 단말들의 기준 신호들을 NOMA 형태로 전송하여 채널 추정을 수행할 수 있다. 이때, 기지국은 한 개의 자도프-추 시퀀스를 활성 단말 별로 순환 이동시켜 각 활성 단말의 기준 신호로 사용할 수 있다. 첫 번째 OFDM 심볼에 해당하는 i번째 단말의 채널을
Figure 112017075478676-pat00065
, 기준 신호 수신 신호를
Figure 112017075478676-pat00066
라 할 때, LMMSE 기법으로 추정한 각 활성 단말의 채널은 <수학식 8>과 같다.
Figure 112017075478676-pat00067
<수학식 8>에서,
Figure 112017075478676-pat00068
는 LMMSE 기법으로 추정한 각 활성 단말의 채널,
Figure 112017075478676-pat00069
는 첫 번째 OFDM 심볼에 해당하는 i번째 단말의 채널,
Figure 112017075478676-pat00070
는 기준 신호의 수신 신호를 나타낸다.
기지국은
Figure 112017075478676-pat00071
를 이용하여 데이터 전송 영역에 해당하는 채널들을 더욱 정확히 추정할 수 있다. 이때, 기지국은 채널 추정을 수행하는 방법으로 다음의 두 가지 실시 예들을 고려할 수 있다.
일 실시 예에서, 기지국은 가상 기준 신호를 기반으로 하는 채널 임펄스 응답 추정을 수행할 수 있다. 기지국의 동작 절차는 도 13에 도시되어 있다. 기지국은
Figure 112017075478676-pat00072
를 이용하여 메시지 전달 알고리즘을 통한 데이터 전송 영역의 데이터 심볼 검출을 수행할 수 있다. 이때, 기지국은 모든 데이터 심볼들을 전부 검출하지 않고, 채널의 상태가 양호한 영역에 해당되는 데이터 심볼들에 대해서만 메시지 전달 알고리즘을 수행할 수 있다. 데이터 심볼들은 옳게 검출되었을 확률이 높으므로, 기지국은 검출된 데이터 심볼들을 기준 신호로 간주할 수 있다. 이어서, 기지국이 LMMSE 기법을 이용해 추정할 수 있는 주파수 영역의 채널은 <수학식 9>와 같다.
Figure 112017075478676-pat00073
<수학식 9>에서,
Figure 112017075478676-pat00074
는 LMMSE 기법을 이용해 추정할 수 있는 주파수 영역의 채널,
Figure 112017075478676-pat00075
는 첫 번째 OFDM 심볼 영역을 제외하고 채널의 상태가 양호한 영역에 해당되는 데이터 수신 신호,
Figure 112017075478676-pat00076
는 첫 번째 OFDM 심볼 영역을 제외하고 채널의 상태가 양호한 영역만 추출한 채널을 나타낸다.
이후
Figure 112017075478676-pat00077
와
Figure 112017075478676-pat00078
를 이용해 시간 영역에서의 채널 임펄스 응답 추정을 수행할 수 있다.
Figure 112017075478676-pat00079
인 경우,
Figure 112017075478676-pat00080
와 시간 영역에서의 채널 임펄스 응답 벡터
Figure 112017075478676-pat00081
의 관계는 <수학식 10>과 같다.
Figure 112017075478676-pat00082
<수학식 10>에서,
Figure 112017075478676-pat00083
,
Figure 112017075478676-pat00084
는 주파수 축 상에서 추정한 각 채널 성분의 부반송파 위치를 나타내는 행렬,
Figure 112017075478676-pat00085
는
Figure 112017075478676-pat00086
의 사이즈를 갖는 푸리에 변환 행렬,
Figure 112017075478676-pat00087
는 FFT 사이즈,
Figure 112017075478676-pat00088
는 전체 FFT 크기에서 채널 임펄스 응답 탭의 위치를 나타내는 행렬을 나타낸다.
활성 단말 검출을 수행할 때와 마찬가지로 재배열 절차가 필요하므로, 기지국은 OFDM 심볼 인덱스 순서대로 배열되어 있는
Figure 112017075478676-pat00089
를 채널 임펄스 응답 탭 인덱스 순서대로 다시 배열할 수 있다. 이어서, 기지국은 재배열된
Figure 112017075478676-pat00090
를 센싱 매트릭스로 활용하여 압축 센싱을 수행할 수 있다. 압축 센싱을 통해 산출한
Figure 112017075478676-pat00091
에 FFT를 적용하면, 최종적으로 더 정확한 채널인
Figure 112017075478676-pat00092
을 얻을 수 있다.
기지국은 상술한 채널 상태의 양호 정도를 판단하는 기준으로, 채널의 크기 (magnitude)를 이용할 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 기준으로, 기지국은 i번째 활성 단말의 채널 크기가 일정한 임계치
Figure 112017075478676-pat00093
보다 큰 데이터 영역에서만 (
Figure 112017075478676-pat00094
메시지 전달 알고리즘을 수행할 수 있다. 두 번째 기준으로, 기지국은 i번째 활성 단말의 채널 크기가 j번째 활성 단말의 채널 크기보다 큰 데이터 영역에서만 (
Figure 112017075478676-pat00095
메시지 전달 알고리즘을 수행할 수 있다. 세 번째 기준으로, 기지국은 모든 활성 단말들의 채널 크기가 각각 일정한 임계치보다 큰 데이터 영역에서만 (
Figure 112017075478676-pat00096
메시지 전달 알고리즘을 수행할 수 있다.
다른 실시 예에서, 기지국은 도플러 추정을 기반으로 하는 채널 추정을 수행할 수 있다. 기지국의 동작 절차는 도 14에 도시되어 있다. 기지국은 첫 번째 OFDM 심볼에 해당되는 채널 추정 값 벡터
Figure 112017075478676-pat00097
를 이용하여 가장 마지막 OFDM 심볼에 전송되는 데이터들을 검출할 수 있다. 그리고, 기지국은 검출한 데이터들을 기준 신호로 이용하여 LMMSE 기법을 통해, 마지막 OFDM 심볼의 주파수 영역 채널
Figure 112017075478676-pat00098
를 추정한 뒤,
Figure 112017075478676-pat00099
과
Figure 112017075478676-pat00100
정보를 이용하여 도플러 주파수
Figure 112017075478676-pat00101
를 추정할 수 있다. 이어서, 기지국은
Figure 112017075478676-pat00102
,
Figure 112017075478676-pat00103
,
Figure 112017075478676-pat00104
로부터 첫 번째와 마지막을 제외한 나머지 OFDM 심볼에 해당하는 주파수 영역 채널을 추정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 단말은 데이터 심볼 별 코드북을 생성 및 결정하고, 코드북을 이용해 확산된 데이터 심볼 및 기준 신호를 기지국으로 전송한다. 기지국은 수신한 데이터 심볼을 이용해 제1 수신 신호 모델 및 제2 수신 신호 모델을 생성함으로써 활성 단말을 검출한다. 이어서, 기지국은 수신한 기준 신호를 이용해 가상 기준 신호 또는 도플러 추정을 이용하여 활성 단말의 채널 추정을 수행할 수 있다. 이에 더하여, 본 개시는 단말이 기지국으로 코드북을 이용해 확산된 데이터 심볼 및 기준 신호를 전송하고, 기지국은 수신한 기준 신호를 이용해 활성 단말 검출 및 채널 추정을 동시에 수행하는 실시 예를 더 제안한다. 이하 기지국에서 활성 단말 검출 및 채널 추정을 동시에 수행하는 실시 예들이 설명된다.
도 15는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 및 기지국의 기능적 블록 구성을 도시한다. 도 15는 단말 120 및 기지국 110의 기능적 블록 구성을 예시한다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 15를 참고하면, 단말 120은 데이터 코드 선택부 1502, 데이터 확산신호 생성부 1504, 기준 신호 확산신호 생성부 1506, 기준 신호 코드 선택부 1508을 포함한다. 데이터 코드 선택부 1502는 기본 코드북으로부터 데이터 심볼에 적용할 코드를 선택한다. 여기서, 코드는 '시퀀스' 또는 '시그니쳐(signature)'로 지칭될 수 있다. 데이터 확산신호 생성부 1504는 데이터 코드 선택부 1502에 의해 선택된 코드를 이용하여 데이터를 확산함으로써, 데이터 확산 신호를 생성한다. 기준 신호 코드 선택부 1508은 기본 코드북에 기반하여 기준 신호를 위한 코드북을 생성한 후, 기준 신호를 위한 코드를 선택한다. 기준 신호 확산 신호 생성부 1506은 기준 신호 코드 선택부 1508에 의해 선택된 코드를 이용하여 기준 신호를 확산함으로써, 기준 신호 확산 신호를 생성한다. 생성된 데이터 확산 신호 및 기준 신호 확산 신호는 채널을 통해 기지국 110으로 송신된다.
도 15를 참고하면, 기지국 110은 압축 센싱부 1510, 그룹화부 1512, 활성 단말 결정부 1514, FFT부 1516, 데이터 검출부 1518, 활성 단말 검출 및 채널 추정부 1520을 포함한다. 압축 센싱부 1510은 수신된 기준 신호들을 이용하여 압축 센싱을 수행할 수 있다. 이를 통해, 압축 센싱부 1510은 활성 단말의 인덱스와 해당 인덱스의 채널 임펄스 응답 벡터에서의 탭의 위치를 나타내는 정보를 포함하는 요소(element)들을 얻을 수 있다. 그룹화부 1512는, 압축 센싱을 통해 얻은 활성 단말의 인덱스와, 해당 인덱스의 채널 임펄스 응답 벡터에서의 탭의 위치를 나타내는 정보들을 그룹화(grouping)함으로써, 해당 요소가 어떤 단말의 몇 번째 인덱스 인지 구분할 수 있다. 활성 단말 결정부 1514는, 그룹화된 정보들을 기반으로 활성 단말을 결정하는 규칙에 따라 활성 단말을 결정할 수 있다. 예를 들어, 활성 단말 결정부 1514는, 가장 많은 요소들이 나온 단말을 활성 단말로 선택하고, 먼저 복원된 요소를 가지고 있는 단말을 활성 단말로 선택할 수 있다. 전자가 후자보다 우선 순위를 가지며, 상술한 선택 과정을 통해 기지국이 활성 단말을 검출할 수 있다. 이어서, FFT부 1516은 결정된 활성 단말의 채널 임펄스 응답 탭을 FFT하여 주파수 응답, 즉 채널 추정을 수행할 수 있다. 기지국 110은 활성 단말 검출 및 채널 추정부 1520을 포함할 수 있다. 이때, 활성 단말 검출 및 채널 추정부 1520은 압축 센싱부 1510, 그룹화부 1512, 활성 단말 결정부 1514, FFT부 1516을 포함할 수 있다. 활성 단말 검출 및 채널 추정부 1520은 활성 단말 추정과 채널 추정을 동시에 수행할 수 있고, 이에 따라, 연산의 복잡성을 줄일 수 있다. 데이터 검출부 1518은 검출된 활성 단말에 대하여 추정된 채널에 따라, 활성 단말이 송신한 데이터를 검출할 수 있다. 예를 들어, 데이터 검출부 1518은 단말 노드와 자원 노드 간의 확률 값을 주고 받는 메시지 전달 알고리즘을 이용하여 데이터를 검출할 수 있다.
도 16은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 흐름도를 도시한다. 도 16은 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 16을 참고하면, 1601 단계에서, 단말은 데이터를 위한 제1 코드북에 기반하여 기준 신호를 위한 제2 코드북을 결정한다. 여기서, 제1 코드북은 데이터 심볼을 위한 기본 코드북을 포함한다. 이때, 제1 코드북은 다수의 코드북들 중 선택된 하나일 수 있다. 예를 들어, 다수의 코드북들은 다양한 크기들로 정의될 수 있다. 이 경우, 단말은 다수의 코드북들 중 활성 단말 또는 잠재적 활성 단말의 개수에 대응하는 하나의 코드북을 제1 코드북으로서 사용할 수 있다. 제2 코드북은 제1 코드북을 확장(extension)함으로써 결정될 수 있다.
이어, 1603 단계에서, 단말은 제2 코드북을 이용하여 생성된 기준 신호 및 제1 코드북을 이용하여 생성된 데이터 심볼을 송신한다. 구체적으로, 단말은 제1 코드북에서 데이터 심볼을 위한 제1 시퀀스를, 제2 코드북에서 기준 신호를 위한 제2 시퀀스를 선택하고, 제1 시퀀스 및 제2 시퀀스를 이용하여 데이터 심볼 및 기준 신호를 확산한 후, 주어진 자원 구간(예: 적어도 하나의 서브프레임, 적어도 하나의 슬롯 등) 동안 송신한다. 이때, 일 실시 예에 따라, 기준 신호는 다수의 단말들에 의해 공통으로 사용되는 자원을 통해 송신될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따라, 데이터 심볼은 각 단말에 의해 결정된 자원을 통해 송신될 수 있다. 이 경우, 단말은 명시적인 시그널링에 의해 데이터 심볼을 송신할 자원을 결정하거나, 또는 다른 적어도 하나의 파라미터에 기반하여 데이터 심볼을 송신할 자원을 도출(derive)할 수 있다. 이때, 단말은 활성 단말 검출 및 채널 추정에 이용되는 기준신호들에, 1부터 R까지 인덱스를 부여하여 자원 영역에서 구분할 수 있다.
도 17은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 흐름도를 도시한다. 도 17은 기지국 110의 동작 방법을 예시한다.
도 17을 참고하면, 1701 단계에서, 기지국은 데이터 심볼 및 기준 신호를 수신한다. 구체적으로, 기지국은 제2 코드북을 이용하여 생성된 기준 신호들 및 제1 코드북을 이용하여 생성된 데이터 심볼들을 수신한다. 이때, 데이터 심볼들 및 기준 신호들은 각각 제1 코드북 및 제2 코드북으로 확산되어 자원 영역에 매핑된 상태이다.
1703 단계에서, 기지국은 수신 신호에 관한 정보를 이용하여 활성 단말 검출 및 채널 추정을 수행한다. 보다 구체적으로, 기지국은 수신된 기준 신호들에 기반하여 다수의 단말들 각각의 채널 임펄스 응답에 포함되는 성분들을 나타내는 수신 신호에 관한 정보를 결정한다. 즉, 기지국은 수신된 기준 신호를 이용하여 단말들 각각의 채널 임펄스 응답 탭을 원소로 가지는 수신 신호 모델을 결정하고, 수신 신호 모델을 이용하여 활성 단말 검출 및 채널 추정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 수신 신호 모델의 제2 희소 벡터를 압축 센싱하고 복원된 요소들을 그룹화할 수 있다. 최종적으로, 기지국은 그룹화된 요소들을 이용하여 활성 단말을 검출할 수 있고, 또한, 활성 단말의 채널도 추정할 수 있다.
1705 단계에서, 기지국은 데이터 심볼에 대한 디코딩을 수행한다. 즉 기지국은 검출된 활성 단말의 데이터 심볼과 추정된 채널을 이용하여, 디코딩을 통해, 활성 단말이 송신한 데이터를 검출할 수 있다.
도 18은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 활성 단말 검출 및 채널 추정을 수행하는 기지국의 흐름도를 도시한다. 도 18은 기지국 110의 동작 방법을 예시한다.
도 18을 참고하면, 1801 단계에서, 기지국은 전체 기준신호 영역들에 대한 제3 수신 신호 모델을 결정한다. 보다 구체적으로, 기지국은 수신된 기준 신호를 이용하여 제3 수신 신호 모델을 결정한다. 예를 들어, 제3 수신 신호 모델은 수신된 기준 신호들을 기준 신호 영역들의 인덱스 순서대로 나열한 행렬일 수 이다. 여기서, 수신된 기준 신호는 단말이 전송한 기준 신호 심볼과, 단말에 할당된 기준신호 전송용 코드북, 단말의 채널 및 잡음으로 구성될 수 있다.
1803 단계에서, 기지국은 제3 수신 신호 모델을 단말 순서대로 재배열한 제4 수신 신호 모델을 결정한다. 즉, 활성 단말의 인덱스를 검출하기 위해, 기지국은 제3 수신 신호 모델에 포함된 기준 신호 심볼들을 단말 순서대로 재배열한다. 이에 따라, 제4 수신 신호 모델의 경우, 하나의 단말로부터 수신된 데이터 심볼들은 서로 인접하게 된다. 이때, 제4 수신 신호 모델은 센싱 매트릭스, 활성 및 비활성 단말들에 대해 희소성을 갖는 제1 희소 벡터 및 잡음을 포함한다. K개의 활성 단말이 존재하는 경우, 제1 희소 벡터는 K
Figure 112017075478676-pat00105
R개의 0이 아닌 요소들을 포함한다.
1805 단계에서, 기지국은 제1 희소 벡터를 채널 임펄스 응답 탭 순서대로 재배열하여 제5 수신 신호 모델을 결정한다. 보다 구체적으로, 기지국은 제4 수신 신호 모델이 포함하는 제1 희소 벡터를 단말들의 채널 임펄스 응답 및 채널 임펄스 응답 벡터를 제외한 나머지 행렬의 곱의 형태로 변환할 수 있다. 이때, 기지국은 변환한 제1 희소 벡터를 채널 임펄스 응답 탭의 순서대로 재배열할 수 있다. 이어서, 기지국은 재배열한 제1 희소 벡터를 제4 수신 신호 모델에 적용함으로써 제5 수신 신호 모델을 결정할 수 있다. 제5 수신 신호 모델은 K
Figure 112017075478676-pat00106
L
Figure 112017075478676-pat00107
Nt 개의 0이 아닌 요소들을 포함하는 제2 희소 벡터를 포함한다. 여기서, Nt는 한 서브프레임 내에서 시간 축 방향으로의 기준 신호 수를 나타낸다.
1807 단계에서, 기지국은 제2 희소 벡터를 압축 센싱한다. 즉, 기지국은 제2 희소 벡터를 Nt개씩 분류하여, K
Figure 112017075478676-pat00108
L개의 요소들로 복원할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 K
Figure 112017075478676-pat00109
L개의 요소들을 복원하기 위하여 압축 센싱을 수행할 수 있다. 이때, 기지국은 압축 센싱 알고리즘으로 MMP(multipath matching pursuit)를 사용할 수 있고, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라, 기지국은 다른 압축 센싱 알고리즘을 사용할 수 있다.
1809 단계에서, 기지국은 복원한 요소들을 그룹화한다. 보다 구체적으로, 기지국은 복원한 K
Figure 112017075478676-pat00110
L개의 요소들을 복원한 순서대로 나열한 집합을 생성할 수 있다. 이어서, 기지국은 상술한 집합의 요소들을 각각 그룹화 할 수 있다. 이를 통하여, 기지국은 요소들이 어떤 단말의 몇 번째 채널 임펄스 응답 탭인지 구분할 수 있다.
1811 단계에서, 기지국은 활성 단말 검출 및 채널 추정을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 기지국은 그룹화를 통과한 요소들의 집합에 대하여 활성 단말을 결정할 수 있다. 이때, 기지국은 2 가지의 기준을 갖는 활성 단말 결정 규칙에 따라, 활성 단말을 결정할 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 기준에서, 기지국은 가장 많은 요소들이 검출된 단말을 활성 단말로 선택할 수 있다. 두 번째 기준에서, 기지국은 먼저 복원된 요소를 갖고 있는 단말을 활성 단말로 선택할 수 있다. 이때, 첫 번째 기준이 두 번째 기준에 대하여 우선 순위를 갖는다. 기지국은 결정된 활성 단말들의 채널 임펄스 응답 탭들을 FFT하여 주파수 응답으로 변환함으로써 활성 단말들의 채널을 추정할 수 있다. 상술한 과정을 통해, 기지국은 활성 단말 검출 및 채널 추정을 동시에 수행할 수 있고, 이를 통해, 연산의 복잡성을 줄일 수 있다.
상술한 실시 예들과 같이, 단말은 데이터를 위한 코드북에 기반하여 기준 신호를 위한 코드북을 결정하고, 기준 신호 및 데이터 심볼을 기지국으로 전송한다. 기지국은 수신한 기준 신호를 이용해 제3 수신 신호 모델, 제4 수신 신호 모델 및 제5 수신 신호 모델을 결정한다. 기지국은 제5 수신 신호 모델에 포함된 제2 희소 벡터를 압축 센싱 함으로써 활성 단말의 요소들을 복원할 수 있다. 기지국은 복원한 요소들을 그룹화할 수 있다. 이어서, 기지국은 그룹화를 통과한 요소들에 대하여 활성 단말 결정 규칙을 적용하여 활성 단말을 결정할 수 있고, 결정된 활성 단말의 채널 임펄스 응답 탭들을 FFT하여 채널 추정을 수행할 수 있다.
이하, 도면 및 수학식의 참고와 함께 상술한 상향링크 전송 및 활성 단말검출과 채널 추정의 절차가 보다 구체적으로 설명된다. 이하, 설명에서 압축 센싱 기법에 따라 활성 단말이 검출되는 경우가 예시된다.
본 개시의 두 번째 실시 예는 송신부와 수신부를 포함할 수 있다. 송신부에서, 각 단말은 데이터 심볼과 기준 신호를 해당하는 LDS(low density sparse) 코드로 확산하여 송신한다. 동시간 대의 활성 단말들은 NOMA를 위한 OFDM 격자에서, 동일한 자원을 사용하여 데이터 심볼 및 기준 신호를 송신할 수 있다.
도 19는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기준 신호 및 데이터 심볼에 대한 자원 할당의 예를 도시한다.
도 19를 참고하면, 단말은 기준신호 및 데이터 심볼을 시간 축 및 주파수 축으로 각각 확산함으로써 전송할 수 있다. 여기서, 단말은 확산 축을 기준으로 데이터 심볼 영역 1920 및 기준 신호 영역 1910을 자유롭게 배치할 수 있다. 예를 들어, OFDM 격자를 기준으로
Figure 112017075478676-pat00111
는 시간 축의 기준신호 슬롯 개수,
Figure 112017075478676-pat00112
는 한 슬롯당 기준신호의 영역 개수를 나타낸다. 단말은 활성 단말 검출 및 채널 추정에 이용되는 기준신호들이 할당된 영역에 각각 인덱스(1~R(=
Figure 112017075478676-pat00113
))를 부여함으로써, 영역 별로 구분할 수 있다.
기지국은 각 활성 단말이 송신한 중첩된 신호들을 수신한다. 수신된 데이터 심볼은 <수학식 11>과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112017075478676-pat00114
<수학식 11>에서,
Figure 112017075478676-pat00115
는 수신된 데이터 중첩 신호 벡터,
Figure 112017075478676-pat00116
는 i번째 기기의 채널,
Figure 112017075478676-pat00117
는 함수 f를 통해 맵핑한 i번째 기기의 데이터 전송용 LDS 코드,
Figure 112017075478676-pat00118
는 송신 데이터 심볼,
Figure 112017075478676-pat00119
은 수신기에서의 가우시안 잡음벡터를 나타낸다.
r번째 영역에서의 수신된 기준신호는 <수학식 12>와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112017075478676-pat00120
<수학식 12>에서,
Figure 112017075478676-pat00121
는 r번째 기준 신호 영역에서 수신된 기준 신호,
Figure 112017075478676-pat00122
는 i번째 단말의 r번째 영역에서의 기준 신호 전송용 코드,
Figure 112017075478676-pat00123
는 i번째 단말의 r번째 영역에서의 채널 이득값,
Figure 112017075478676-pat00124
는 i번째 단말의 기준 신호 심볼,
Figure 112017075478676-pat00125
는 r번째 영역의 기준 신호 전송용 코드북,
Figure 112017075478676-pat00126
는 r번째 영역의 채널 행렬,
Figure 112017075478676-pat00127
는 기준신호 벡터,
Figure 112017075478676-pat00128
은 수신부에서의 가우시안 잡음벡터,
Figure 112017075478676-pat00129
는 r번째 영역의 채널 값과 기준신호 심볼이 곱해진 형태의 벡터를 나타낸다.
모든 기준신호 영역에서 수신한 신호들을 인덱스 순서대로 적층하여
Figure 112017075478676-pat00130
라 나타내면,
Figure 112017075478676-pat00131
는 <수학식 13>과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112017075478676-pat00132
<수학식 13>에서,
Figure 112017075478676-pat00133
는 전체 기준 신호 영역에서의 수신 신호 벡터,
Figure 112017075478676-pat00134
은 r번째 영역의 기준 신호 전송용 코드북,
Figure 112017075478676-pat00135
는 r번째 영역의 채널 값과 기준신호 심볼이 곱해진 형태의 벡터,
Figure 112017075478676-pat00136
은 수신부에서의 가우시안 잡음벡터를 나타낸다.
<수학식 13>에서
Figure 112017075478676-pat00137
벡터로부터 i번째 기기의 요소만을 나타내는 벡터를
Figure 112017075478676-pat00138
라 가정하면, 이를 단말의 인덱스 순서대로 재배열하면 <수학식 14>와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112017075478676-pat00139
<수학식 14>에서,
Figure 112017075478676-pat00140
는 전체 기준 신호 영역에서의 수신 신호 벡터, Λn는 Wn에 상응하도록 단말의 인덱스 순서대로 재배열된 코드북, 즉 n번째 단말에 대한 센싱 매트릭스,
Figure 112017075478676-pat00141
는 i번째 단말의 채널 값과 기준 신호 심볼의 곱,
Figure 112017075478676-pat00142
는 수신부에서의 가우시안 잡음을 나타낸다.
<수학식 14>와 같은 재배열된 시스템 모델에서,
Figure 112017075478676-pat00143
벡터는 활성 및 비활성 단말들에 대해 희소성을 갖는다. 예를 들어, K개의 활성 단말들이 존재하는 경우, 재배열된 벡터는
Figure 112017075478676-pat00144
개의 0이 아닌 요소들로 이루어진 희소 벡터이다.
기지국은 주파수 영역의 채널주파수응답을 IFFT하여 시간 영역의 채널 임펄스 응답으로 변환할 수 있다. 이를 통해, 기지국은 활성 단말의 채널을 추정할 수 있다. 보다 구체적으로
Figure 112017075478676-pat00145
를 t번째 시간 슬롯의 시간 영역에서 i번째 기기의 채널 임펄스 응답으로 정의할 경우, 한 서브프레임 내에서 주파수 축 방향으로의 기준 신호 수를
Figure 112017075478676-pat00146
라 하면, t번째 시간 슬롯에서의
Figure 112017075478676-pat00147
개의 기준 신호 영역의 신호들이 적층된 벡터는 <수학식 15>와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112017075478676-pat00148
<수학식 15>에서,
Figure 112017075478676-pat00149
는 t번째 시간 슬롯에서 i번째 단말의 신호에 대한 추정 값,
Figure 112017075478676-pat00150
는 i번째 기기의 i번째 슬롯에서의 기준신호 심볼 벡터,
Figure 112017075478676-pat00151
는 고속 푸리에 변환 행렬,
Figure 112017075478676-pat00152
는 t번째 슬롯에서 기준신호 영역들의 위치를 나타내는 좌표행렬,
Figure 112017075478676-pat00153
는 전체 FFT 크기 중에서 채널 임펄스 응답의 위치를 나타내는 좌표행렬을 나타낸다.
<수학식 15>를 통하여 i번째 기기의
Figure 112017075478676-pat00154
는 <수학식 16>과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112017075478676-pat00155
<수학식 16>에서,
Figure 112017075478676-pat00156
는 i번째 단말의 신호에 대한 추정 값 벡터,
Figure 112017075478676-pat00157
는 채널 임펄스 응답을 제외한 나머지 행렬,
Figure 112017075478676-pat00158
는 t번째 시간 슬롯에서 i번째 기기의 채널 임펄스 응답을 나타낸다.
시간 영역 채널 임펄스 응답의 총 탭의 개수를
Figure 112017075478676-pat00159
이라고 할 때, <수학식 17>에서
Figure 112017075478676-pat00160
벡터로부터
Figure 112017075478676-pat00161
각각의 j번째 요소, 즉, 채널 임펄스 응답 벡터의 j번째 탭을 모아서 나타낸 벡터를
Figure 112017075478676-pat00162
라고 하면, 이를 채널 임펄스 응답 탭의 순서대로 재배열하면 <수학식 17>과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112017075478676-pat00163
<수학식 17>에서,
Figure 112017075478676-pat00164
는 i번째 단말의 신호에 대한 추정 값 벡터,
Figure 112017075478676-pat00165
는 i번째 단말의 j번째 채널 임펄스 응답 탭을 나타낸다.
무선 채널에서 다중 경로 전파 환경의 특징으로 적은 수의 요소들이 채널 임펄스 응답 벡터의 대부분의 에너지를 차지하는 경우가 많다. 따라서, 기지국은 채널 임펄스 응답 벡터가 몇 개의 강한 다중 경로, 즉 0이 아닌 요소들을 갖는 희소 벡터로 가정할 수 있다. 또한, 그 다중 경로 전파 환경이 한 전송 프레임 안에서 크게 변하지 않는다고 가정하면, 프레임 내의 각각 시간 슬롯의 채널 임펄스 응답 벡터는 동일한 위치에서 0이 아닌 요소들을 갖는다고 할 수 있다. L개의 다중 경로가 존재하는 경우, <수학식 17>에서
Figure 112017075478676-pat00166
는
Figure 112017075478676-pat00167
개의 0이 아닌 요소들을 갖는 희소 벡터이다. 이때,
Figure 112017075478676-pat00168
는 한 서브프레임 내에서 시간 축 방향으로의 기준신호 수를 나타낸다. <수학식 17>에서
Figure 112017075478676-pat00169
를 <수학식 14>에 대입하면, <수학식 18>과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112017075478676-pat00170
<수학식 18>에서,
Figure 112017075478676-pat00171
는 i번째 단말의 신호에 대한 추정 값 벡터,
Figure 112017075478676-pat00172
는 i번째 단말의 j번째 채널 임펄스 응답 탭, Λn는 Wn에 상응하도록 단말의 인덱스 순서대로 재배열된 코드북,
Figure 112017075478676-pat00173
는 수신부에서의 가우시안 잡음,
Figure 112017075478676-pat00174
벡터는
Figure 112017075478676-pat00175
개의 0이 아닌 요소들을 갖는 희소 벡터를 나타낸다.
기지국은 희소성을 이용한 압축 센싱 기법을 이용하여 희소벡터를 복원할 수 있다. 0이 아닌 요소들이
Figure 112017075478676-pat00176
개씩 모여
Figure 112017075478676-pat00177
개가 존재하므로, 기지국은
Figure 112017075478676-pat00178
개를 묶어 하나의 요소로 희소신호 복원을 할 수 있다. 이때, 기지국은
Figure 112017075478676-pat00179
개의 요소들을 복원하는 압축 센싱 기법을 적용할 수 있다.
도 20은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 희소 벡터 구성의 예를 도시한다.
도 20을 참고하면, 희소 벡터
Figure 112017075478676-pat00180
의 예가 도시되어 있다. 보다 구체적으로, 희소 벡터 내에서 K개의 활성 단말을 나타내는 요소들 2010이 도시되어 있다. 예를 들어, K가 3인 경우, m2, m36. m84 3개의 요소들은 3개의 활성 단말을 나타낸다. 또한, 각 활성 단말에 대하여 L개의 다중 경로를 나타내는 요소들 2020이 도시되어 있다. L이 2인 경우,
Figure 112017075478676-pat00181
및
Figure 112017075478676-pat00182
은 m2에 대하여 2개의 다중 경로를 나타낸다. 압축 센싱 기법을 통해서 산출된
Figure 112017075478676-pat00183
개의 요소들은 활성 단말의 인덱스와 해당 인덱스의 채널 임펄스 응답 벡터에서의 탭의 위치 및 크기를 나타내는 두 가지의 정보를 갖고 있다. 이때, 기지국은 이러한 요소들을 통해서 활성 단말을 결정하는 규칙에 따라, 활성 단말을 결정할 수 있다. 또한, 기지국은 결정된 활성 단말의 채널 임펄스 응답 탭을 FFT하여 주파수응답, 즉 채널을 추정할 수 있다. 따라서, 본 개시의 두 번째 실시 예는 한 번의 압축 센싱 기법을 통하여 활성 단말 검출 및 채널 추정을 동시에 수행할 수 있는 점에서 기존의 비승인 기반 시스템과 차이점을 갖는다.
기지국이
Figure 112017075478676-pat00184
개의 요소들로 활성 단말을 결정하는 방법에서, 요소들의 그룹화 방법은 <수학식 19>와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112017075478676-pat00185
<수학식 19>에서, i는 요소들의 그룹 인덱스, j는 i번째 그룹 내 요소들의 위치, NCIR은 채널 임펄스 응답 탭의 개수를 나타낸다. 그룹화 방법을 통해, 기지국은 희소 벡터의 요소
Figure 112017075478676-pat00186
을
Figure 112017075478676-pat00187
와 같이 나타낼 수 있다.
집합
Figure 112017075478676-pat00188
을
Figure 112017075478676-pat00189
개의 요소들을 복원한 순서대로 나열한 집합이라 할 때, n은 복원된 요소의 위치 인덱스이다. 기지국은 집합
Figure 112017075478676-pat00190
의 요소들을 각각 <수학식 19>의 그룹화 방법을 통하여, 요소가 어떤 단말의 몇 번째 채널 임펄스 응답 탭인지 구분할 수 있다. 기지국은 그룹화를 통과한 집합
Figure 112017075478676-pat00191
에 대하여 올바른 활성단말 K개를 결정할 수 있다. 이때, 기지국에서 수행하는 활성 단말 결정 규칙(decision rule)은 다음과 같다.
기지국이 활성 단말을 결정하는 규칙으로 2가지의 기준들을 고려할 수 있다. 첫 번째로, 기지국은 가장 많은 요소들이 나온 단말을 활성 단말로 결정할 수 있다. 두 번째로, 기지국은 먼저 복원된 요소를 갖고 있는 단말을 활성 단말로 결정할 수 있다. 첫 번째 기준은 두 번째 기준보다 우선 순위를 갖는다. 결정 규칙을 통과한 집합
Figure 112017075478676-pat00192
는 K개의 부분 집합을 가지며, 각 부분 집합은 L개 이하의 요소를 갖는다. 기지국은 결정 규칙을 통해서 결정된 활성 단말들의 탭들을 FFT하여 주파수응답으로 변환할 수 있다. 이를 통해, 채널이 추정 되었으므로, 기지국은 활성 단말이 송신한 데이터를 검출할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 데이터 검출기를 통해 활성 단말이 송신한 데이터를 검출할 수 있다. 이때, 데이터검출기는 단말 노드와 자원 노드 간의 확률 값을 주고받는 메시지 전달 알고리즘을 이용할 수 있다. 본 개시의 두 번째 실시 예에서 활성 단말 검출 및 시간 도메인 채널 추정의 구체적인 알고리즘은 <표 1>과 같다.
알고리즘1: 공동 활성 단말 검출 & 시간 도메인 채널 추정
Figure 112017075478676-pat00193
<표 1>을 참고하면, 수신된 기준 신호 벡터
Figure 112017075478676-pat00194
, 센싱 매트릭스
Figure 112017075478676-pat00195
, 활성 단말의 개수 K, 우세한 채널 탭의 개수 L이 입력 변수로서 제공된다.
첫 번째 단계에서, 기지국은 공동 활성 단말 및 채널 임펄스 응답을 검출한다. 이때, 기지국은 압축 센싱 알고리즘을 이용할 수 있다. 이를 통해, 기지국은 희소 벡터
Figure 112017075478676-pat00196
를 복원할 수 있다.
두 번째 단계에서, 기지국은 그룹화를 수행한다. 즉, 기지국은 압축 센싱 알고리즘을 통해 복원된 요소들을 재-인덱싱(re-index) 함으로써, 어떤 요소가 어떤 단말의 몇 번째 채널 임펄스 응답 탭인지 구분할 수 있다.
세 번째 단계에서, 기지국은 활성 단말을 결정한다. 이때, 기지국은 활성 단말 결정 규칙을 이용하여 활성 단말을 결정할 수 있다. 이를 통해, 기지국은 출력 x(t)를 얻을 수 있고, 결정된 활성 단말의 탭들을 FFT하여 주파수 응답으로 변환, 즉, 채널을 추정할 수 있다.
도 21은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 OMP(orthogonal matching pursuit) 방식 및 MMP(multipath matching pursuit) 방식의 동작 예를 도시한다.
도 21을 참고하면, 두 번째 실시 예에서, 기지국은 활성 단말을 검출하기 위한 압축 센싱 방법으로 OMP 방식 2110 대신 MMP 방식 2120을 이용할 수 있다.
보다 구체적으로, 압축 센싱 기법 중 OMP 방식 2110은 데이터를 복원하는 가장 단순한 방식들 중 하나이며, 탐욕적인(greedy) 방식이다. 즉, OMP 방식은 단일 경로를 통한 반복 알고리즘을 수행하면서, 수정된 측정치들(modified measurements)과 고도로(best) 상관된(correlated) 인덱스를 새로운 요소로 선택하는 방식이다. 그러므로, 반복 알고리즘 수행 중 부정확한 인덱스가 선택될 경우, OMP 방식의 결과 값 또한 부정확한 문제가 있을 수 있다. 이러한 OMP 방식의 문제를 해결하기 위하여, 기지국은 MMP 방식을 사용할 수 있다. MMP 방식 2120은 다중 경로를 통한 반복 알고리즘, 즉, 트리(tree) 기반의 알고리즘을 이용한다. MMP 방식은 이러한 다중 경로를 통한 반복 알고리즘을 수행하면서, 상관도가 가장 높은 인덱스를 새로운 요소로 선택한다. 따라서, MMP 방식은 반복 알고리즘을 수행할수록 요소들이 증가하고, 최종 단계에서 이러한 요소들 중 최소 잔차(residual)을 나타내는 인덱스를 복원할 수 있다.
그러므로, MMP 방식은 반복 알고리즘 수행 중 부정확한 인덱스가 선택 되더라도 최종 복원 값에 큰 영향을 미치지 않는다. 또한, MMP 방식은 요소들이 각 반복 단계에서 중첩되므로, 계산 상의 오버헤드가 OMP 방식과 비교하여 크지 않다. 따라서, 본 개시의 두 번째 실시 예에서, 기지국은 활성 단말 검출 과정에서 MMP 방식을 사용함으로써 OMP 방식보다 정확한 검출 성능을 도출할 수 있다.
도 22는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 심볼 개수에 따른 활성 단말 검출 성능 및 기준 신호 기반의 활성 단말 검출 성능에 대한 모의실험 결과를 도시한다.
도 22를 참고하면, 그래프들은 서로 다른 데이터 심볼 개수에 따른 모의실험 결과로서, 데이터 심볼 개수가 증가할수록 활성 단말 검출 성공 확률이 증가하는 것을 나타낸다.
도 23은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 심볼 개수에 따른 활성 단말 오검출률 및 기준 신호 기반의 활성 단말 오검출률에 대한 모의실험 결과를 도시한다.
도 23을 참고하면, 그래프들은 서로 다른 데이터 심볼 개수에 따른 모의실험 결과로서, 데이터 심볼의 개수가 증가할수록 활성 단말 오검출률이 감소하는 것을 나타낸다. 또한, DMRS 기반 활성 단말 검출 시 오류 마루(error floor)현상이 발생하지만, 데이터 기반 활성 단말 검출 시, 채널 정보에 의존하지 않으므로 오류 마루 현상이 발생하지 않는다.
도 24는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 MMP 방식을 이용한 모의 실험 결과를 도시한다.
도 24를 참고하면, 그래프들은 다양한 압축 센싱 기법의 성능을 나타낸다. 즉, MMP 방식이 신호 대 잡음 비(signal to noise ratio, SNR) 대비 평균 제곱근 편차(mean square error, MSE)가 가장 작은 분포를 보이므로, MMP 방식은 OMP 방식 등의 다른 압축 센싱 기법과 비교하여 더 높은 성능을 가질 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (30)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    코드들을 매핑하는 과정과, 상기 코드들 각각은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 데이터 심볼 영역 내의 복수의 연속적인 데이터 심볼들 상에서 서로 다른 코드북들에 포함되고,
    상기 서로 다른 코드북들을 이용하여 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들 및 기준 신호들을 확산하는 과정과,
    상기 확산된 복수의 연속적인 데이터 심볼들을 기지국으로 송신하는 과정과,
    상기 OFDM 데이터 심볼 영역에서 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들 중에서 첫 번째 OFDM 심볼을 통해 상기 기준 신호들을 상기 기지국으로 송신하는 과정을 포함하고,
    상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들은, 상기 기지국에서 상기 단말을 포함하는 적어도 하나의 활성 단말을 검출하기 위해 사용되고,
    상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들 및 상기 기준 신호들은, 다른 단말에 의해 송신되는 다른 연속적인 데이터 심볼들 및 다른 기준 신호들과 동일한 자원 영역에서 중첩되는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 서로 다른 코드북들은, 기저 코드북(base codebook)을 순환 이동하여 생성되고,
    상기 적어도 하나의 활성 단말은 상기 기지국에 연결된 단말들 중에서 연속적인 데이터 심볼들을 송신하는 적어도 하나의 단말을 포함하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 코드들을 매핑하는 과정은,
    자원 영역에 상관없이, 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들에 인덱스들을 할당하는 과정과,
    상기 인덱스들에 기반하여, 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들과 대응하는 상기 서로 다른 코드북들을 결정하는 과정과,
    상기 서로 다른 코드북들에 포함되는 코드들을 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들에 할당하는 과정을 포함하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 코드들을 매핑하는 과정은,
    자원 영역들에 상기 코드들을 매핑하는 과정과,
    상기 자원 영역들에 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들을 할당하는 과정과,
    상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들 각각에 대하여 상기 자원 영역들에 매핑된 코드들을 할당하는 과정을 포함하는 방법.
  5. 삭제
  6. 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    복수의 연속적인 데이터 심볼들을 수신하는 과정과, 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 데이터 심볼 영역 내에 있고, 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들에 서로 다른 코드북들에 포함된 코드들이 매핑되고,
    상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들에 기반하여 활성 단말들을 검출하는 과정과,
    상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들에 기반하여 상기 활성 단말들의 채널을 추정하는 과정을 포함하고,
    상기 활성 단말들을 검출하는 과정은,
    전체 데이터 전송 영역들에 대한 제1 수신 신호 모델을 결정하는 과정과,
    상기 결정된 제1 수신 신호 모델에 기반하여 제2 수신 신호 모델을 결정하는 과정과,
    상기 제2 수신 신호 모델을 이용하여 활성 단말들의 인덱스를 검출하는 과정을 포함하고,
    상기 제2 수신 신호 모델은, 상기 제1 수신 신호 모델을 단말 순서대로 재배열한 행렬인 방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 OFDM 데이터 심볼 영역에서 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들 중에서 첫 번째 OFDM 심볼을 통해 송신되는 기준 신호들을 수신하는 과정과,
    상기 기준 신호들을 이용하여 상기 첫 번째 OFDM 심볼의 채널을 추정하는 과정과,
    상기 첫 번째 OFDM 심볼의 채널 및 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들을 이용하여 상기 활성 단말들의 채널을 추정하는 과정을 더 포함하는 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 활성 단말들의 채널을 추정하는 과정은,
    상기 활성 단말들의 채널 크기(magnitude)를 측정하는 과정과,
    상기 채널 크기가 임계치 이상인 경우, 상기 활성 단말들의 연속적인 데이터 심볼들을 검출하는 과정과,
    상기 검출된 연속적인 데이터 심볼들을 가상 기준 신호로 이용하여 상기 활성 단말들의 채널을 추정하는 과정을 포함하는 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 활성 단말들의 채널을 추정하는 과정은,
    상기 첫 번째 OFDM 심볼을 이용하여 추정된 채널에 기반하여 마지막 OFDM 심볼에 전송되는 데이터 심볼을 검출하는 과정과,
    상기 검출된 데이터 심볼을 가상 기준 신호로 이용하여 도플러 주파수를 추정하는 과정과,
    상기 도플러 주파수를 이용하여 상기 활성 단말들의 채널을 추정하는 과정을 포함하는 방법.
  11. 청구항 6에 있어서,
    복수의 단말들로부터 연속적인 데이터 심볼들 및 기준 신호들을 수신하는 과정과,
    상기 수신된 기준 신호들에 기반하여, 상기 복수의 단말들 각각의 채널 임펄스 응답에 포함되는 성분들을 나타내는 수신 신호에 관한 정보를 결정하는 과정과,
    상기 수신 신호에 관한 정보를 이용하여 활성 단말 검출 및 채널 추정을 수행하는 과정을 포함하는 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 수신 신호에 관한 정보를 이용하여 활성 단말들을 검출하는 과정은,
    전체 기준 신호 영역들에 대한 제3 수신 신호 모델을 결정하는 과정과,
    상기 제3 수신 신호 모델에 기반하여 제1 희소 벡터를 포함하는 제4 수신 신호 모델을 결정하는 과정을 포함하고,
    상기 제4 수신 신호 모델은, 상기 제3 수신 신호 모델을 단말 순서대로 재배열한 행렬인 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제4 수신 신호 모델이 포함하는 제1 희소 벡터를 재배열하여, 제2 희소 벡터를 포함하는 제5 수신 신호 모델을 결정하는 과정과,
    상기 제5 수신 신호 모델이 포함하는 제2 희소 벡터를 이용하여 활성 단말들의 요소(element)를 복원하는 과정을 더 포함하는 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 복원된 요소들을 그룹화(grouping)하는 과정과,
    상기 그룹화된 요소들을 이용하여 활성 단말들을 결정하는 과정과,
    상기 결정된 활성 단말들을 이용하여 상기 활성 단말들의 채널을 추정하는 과정을 더 포함하는 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 그룹화된 요소들을 이용하여 활성 단말들을 결정하는 과정은,
    상기 그룹화된 요소들의 개수에 따라 활성 단말들을 결정하는 과정과,
    상기 그룹화된 요소들이 복원된 순서에 따라, 활성 단말들을 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  16. 무선 통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    송수신기; 및
    적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    코드들을 매핑하고, 상기 코드들 각각은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 데이터 심볼 영역 내의 복수의 연속적인 데이터 심볼들 상에서 서로 다른 코드북들에 포함되고,
    상기 서로 다른 코드북들을 이용하여 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들 및 기준 신호들을 확산하는 과정과,
    상기 확산된 복수의 연속적인 데이터 심볼들을 기지국으로 송신하고,
    상기 OFDM 데이터 심볼 영역에서 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들 중에서 첫 번째 OFDM 심볼을 통해 상기 기준 신호들을 상기 기지국으로 송신하도록 구성되고,
    상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들은, 상기 기지국에서 상기 단말을 포함하는 적어도 하나의 활성 단말을 검출하기 위해 사용되고,
    상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들 및 상기 기준 신호들은, 다른 단말에 의해 송신되는 다른 연속적인 데이터 심볼들 및 다른 기준 신호들과 동일한 자원 영역에서 중첩되는 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 서로 다른 코드북들은, 기저 코드북(base codebook)을 순환 이동하여 생성되고,
    상기 적어도 하나의 활성 단말은 상기 기지국에 연결된 단말들 중에서 연속적인 데이터 심볼들을 송신하는 적어도 하나의 단말을 포함하는 장치.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 코드들을 매핑하기 위하여,
    자원 영역에 상관없이, 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들에 인덱스들을 할당하고,
    상기 인덱스들에 기반하여, 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들과 대응하는 상기 서로 다른 코드북들을 결정하고,
    상기 서로 다른 코드북들에 포함되는 코드들을 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들에 할당하도록 구성되는 장치.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 코드들을 매핑하기 위하여,
    자원 영역들에 상기 코드들을 매핑하고,
    상기 자원 영역들에 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들을 할당하고,
    상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들 각각에 대하여 상기 자원 영역들에 매핑된 코드들을 할당하도록 구성되는 장치.
  20. 삭제
  21. 무선 통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    송수신기; 및
    적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    복수의 연속적인 데이터 심볼들을 수신하고, 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 데이터 심볼 영역 내에 있고, 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들에 서로 다른 코드북들에 포함된 코드들이 매핑되고,
    상기 복수의 데이터 심볼들에 기반하여 활성 단말들을 검출하고,
    상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들에 기반하여 상기 활성 단말들의 채널을 추정하도록 구성되고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 활성 단말들을 검출하기 위하여,
    전체 데이터 전송 영역들에 대한 제1 수신 신호 모델을 결정하고,
    상기 결정된 제1 수신 신호 모델에 기반하여 제2 수신 신호 모델을 결정하고,
    상기 제2 수신 신호 모델을 이용하여 활성 단말들의 인덱스를 검출하도록 추가적으로 구성되고,
    상기 제2 수신 신호 모델은, 상기 제1 수신 신호 모델을 단말 순서대로 재배열한 행렬인 장치.
  22. 삭제
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 OFDM 데이터 심볼 영역에서 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들 중에서 첫 번째 OFDM 심볼을 통해 송신되는 기준 신호들을 수신하고,
    상기 기준 신호들을 이용하여 상기 첫 번째 OFDM 심볼의 채널을 추정하고,
    상기 첫 번째 OFDM 심볼의 채널 및 상기 복수의 연속적인 데이터 심볼들을 이용하여 상기 활성 단말들의 채널을 추정하도록 구성되는 장치.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 활성 단말들의 채널을 추정하기 위하여,
    상기 활성 단말들의 채널 크기(magnitude)를 측정하고,
    상기 채널 크기가 임계치 이상인 경우, 상기 활성 단말들의 연속적인 데이터 심볼들을 검출하고,
    상기 검출된 연속적인 데이터 심볼들을 가상 기준 신호로 이용하여 상기 활성 단말들의 채널을 추정하도록 구성되는 장치.
  25. 청구항 23에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 첫 번째 OFDM 심볼을 이용하여 추정된 채널에 기반하여 마지막 OFDM 심볼에 전송되는 데이터 심볼을 검출하고,
    상기 검출된 데이터 심볼을 가상 기준 신호로 이용하여 도플러 주파수를 추정하고,
    상기 도플러 주파수를 이용하여 상기 활성 단말들의 채널을 추정하도록 구성되는 장치.
  26. 청구항 21에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    복수의 단말들로부터 연속적인 데이터 심볼들 및 기준 신호들을 수신하고,
    상기 수신된 기준 신호들에 기반하여, 상기 복수의 단말들 각각의 채널 임펄스 응답에 포함되는 성분들을 나타내는 수신 신호에 관한 정보를 결정하고,
    상기 수신 신호에 관한 정보를 이용하여 활성 단말 검출 및 채널 추정을 수행하도록 구성되는 장치.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 수신 신호에 관한 정보를 이용하여 활성 단말을 검출하고,
    전체 기준 신호 영역들에 대한 제3 수신 신호 모델을 결정하고,
    상기 제3 수신 신호 모델에 기반하여 제1 희소 벡터를 포함하는 제4 수신 신호 모델을 결정하도록 구성되고,
    상기 제4 수신 신호 모델은 상기 제3 수신 신호 모델을 단말 순서대로 재배열한 행렬인 장치.
  28. 청구항 27에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제4 수신 신호 모델이 포함하는 제1 희소 벡터를 재배열하여, 제2 희소 벡터를 포함하는 제5 수신 신호 모델을 결정하고,
    상기 제5 수신 신호 모델이 포함하는 제2 희소 벡터를 이용하여 활성 단말들의 요소(element)를 복원하도록 구성되는 장치.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 복원된 요소들을 그룹화(grouping)하고,
    상기 그룹화된 요소들을 이용하여 활성 단말들을 결정하고,
    상기 결정된 활성 단말들을 이용하여 상기 활성 단말의 채널을 추정하도록 구성되는 장치.
  30. 청구항 29에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 그룹화된 요소들의 개수에 따라 활성 단말들을 결정하고,
    상기 그룹화된 요소들이 복원된 순서에 따라, 활성 단말들을 결정하도록 구성되는 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102575954B1 (ko) 2022-05-11 2023-09-07 경희대학교 산학협력단 비행 융합 센터를 이용하는 저지연 센싱 데이터 수집 시스템 및 그 동작 방법
WO2024049050A1 (ko) * 2022-08-29 2024-03-07 삼성전자주식회사 Mimo-ofdm 신호를 수신하는 수신 장치 및 방법

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7308152B2 (ja) * 2017-05-21 2023-07-13 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 無線通信システムにおいてフィードバック情報を送信する方法及びそのための端末
US10630513B2 (en) * 2018-01-19 2020-04-21 Qualcomm Incorporated Signal spreading techniques for non-orthogonal multiple access wireless communications
US10931352B2 (en) * 2018-10-12 2021-02-23 Nec Corporation Efficient beam search and data communication in millimeter-wave wireless networks
EP3884599A4 (en) * 2018-11-21 2022-07-20 Nokia Solutions and Networks Oy ANCHOR METHOD OF DATA SYMBOLS IN CHANNEL ESTIMATION
CN110011775B (zh) * 2019-03-22 2022-06-07 安徽师范大学 联合实现活动用户检测及其信道估计方法及其系统
US10972201B2 (en) 2019-05-03 2021-04-06 Samsung Electronics Co., Ltd Method and apparatus for providing enhanced reference signal received power estimation
US11539424B2 (en) * 2019-08-27 2022-12-27 Samsung Electronics Co., Ltd System and method for providing channel recovery for angle domain sparse channels
US12003350B1 (en) 2020-02-29 2024-06-04 Space Exploration Technologies Corp. Configurable orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal and transmitter and receiver for user terminal to satellite uplink communications
US20230353435A1 (en) * 2020-05-15 2023-11-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Ofdm-based method and device for spreading and transmitting compressed data
KR102426289B1 (ko) * 2020-11-27 2022-07-28 서울대학교산학협력단 심층 신경망을 이용한 활성 단말 검출과 채널 추정 방법 및 장치
WO2022245180A1 (ko) * 2021-05-21 2022-11-24 서울대학교산학협력단 다중 통신에서 딥러닝을 이용하여 학습된 확산 코드를 이용한 활성 단말 검출 방법 및 장치
CN113556300B (zh) * 2021-07-20 2022-06-03 北京理工大学 基于时域训练序列的联合活跃终端检测与信道估计方法
CN114465643B (zh) * 2022-03-02 2023-03-10 郑州铁路职业技术学院 一种基于梯度下降法的毫米波大规模mimo天线系统的混合预编码方法
CN116032317B (zh) * 2023-01-09 2024-04-02 西南交通大学 一种免授权的联合活跃用户与数据检测方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6952671B1 (en) * 1999-10-04 2005-10-04 Xvd Corporation Vector quantization with a non-structured codebook for audio compression
US8391413B2 (en) * 2003-12-19 2013-03-05 Qualcomm Incorporated Channel estimation for an OFDM communication system with inactive subbands
US20050249298A1 (en) * 2004-04-28 2005-11-10 Taeyoon Kim Multi-code multi-carrier code division multiple access (CDMA) system and method
WO2008076027A1 (en) * 2006-12-21 2008-06-26 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and arrangement for symbol mapping in communication systems utilizing ofdm-techniques
US8351544B2 (en) * 2008-12-15 2013-01-08 Motorola Mobility Llc Method and apparatus for codebook-based feedback in a closed loop wireless communication system
KR20150064834A (ko) * 2013-12-04 2015-06-12 한밭대학교 산학협력단 순환 프리코딩을 이용한 무선 릴레이 통신 시스템 및 방법
KR101882464B1 (ko) 2014-03-31 2018-07-27 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 스파스 코드 다중 액세스 송신을 위한 리소스 할당 시스템 및 방법
KR20170102173A (ko) * 2014-12-31 2017-09-07 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 데이터 전송 방법 및 디바이스
KR102610569B1 (ko) * 2015-12-03 2023-12-05 인터디지탈 패튼 홀딩스, 인크 Dft-s ofdm 및 ofdm을 위한 제로 테일 및 유니크 워드 기반 파형
US11588522B2 (en) * 2016-04-08 2023-02-21 Qualcomm Incorporated Techniques for sparse code multiple access (SCMA) codebook design
EP3691328A4 (en) * 2017-09-29 2021-05-05 NTT DoCoMo, Inc. USER TERMINAL, AND RADIO COMMUNICATION PROCESS

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
3GPP R1-162155*

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102575954B1 (ko) 2022-05-11 2023-09-07 경희대학교 산학협력단 비행 융합 센터를 이용하는 저지연 센싱 데이터 수집 시스템 및 그 동작 방법
WO2024049050A1 (ko) * 2022-08-29 2024-03-07 삼성전자주식회사 Mimo-ofdm 신호를 수신하는 수신 장치 및 방법

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