KR102413111B1 - 5g 통신 동기화에 알맞은 동기 신호 구조 및 동기 신호 송수신에 관한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 5G 통신을 위한 동기화 방법과 송신 장치 및 수신 장치에 관한 것이다.
본 발명은 복수의 동기신호 블록으로 구성된 동기신호 버스트, 복수의 동기신호 버스트로 구성된 동기신호 버스트 세트로 정의된 프레임을 이용하는 5G 통신을 위한 통신 동기화 방법으로서, 상기 동기신호 버스트를 구성하는 동기신호 블록은 미리 정의된 빔 패턴으로 PSS, SSS, PBCH 중에서 하나 이상을 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) NR(New Radio)에서 정의하고 있는 프레임 구조의 새로운 구성요소들을 고려하여 효과적인 시간 동기화를 구현할 수 있도록 하는 5G 통신을 위한 동기화 방법과 송신 장치 및 수신 장치가 제공된다.

Description

5G 통신 동기화에 알맞은 동기 신호 구조 및 동기 신호 송수신에 관한 방법 및 장치{Method and apparatus of synchronization signal structure, transmission, and receive for 5G communication synchronization}

본 발명은 5G 통신 동기화에 알맞은 동기 신호 구조 및 송수신에 관한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) NR(New Radio)에서 정의하고 있는 프레임 구조의 새로운 구성요소들, 동기 신호 블록 (Synchronization Signal (SS) Block), 동기 신호 버스트 (SS Burst), 동기 신호 버스트 셋 (SS Burst Set)을 고려하여 효과적인 동기화를 실현할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

3GPP 표준화 기구를 통하여 LTE 기반의 4G 이동통신은 Rel. 14 및 Rel. 15를 통하여 계속 진화하고 있다. 이와 같이 기존 LTE 기반의 4G 이동통신의 진화와 더불어 하위호환성을 (backward compatibility) 고려하지 않고, 상위(forward compatibility)라는 새로운 형태로 NR에 대한 표준화가 활발하게 진행되고 있다.

아울러, 최근에 통신 규격은 데이터 속도(data rate) 및 지연(latency) 등과 같은 통신 자체의 성능을 개선하는 것을 넘어서서, 자율주행 서비스, 공장 자동화 서비스 등의 다양한 서비스 제공을 위하여 새로운 요구사항을 도출하고 이를 만족시키기 위한 다양한 통신 기술이 논의되고 있다.

현재는, NR에 대한 물리 계층 통신 규격의 기본이 되는 프레임(frame) 구조부터 시작하여, 프레임 구조에 알맞은 동기화 기술과 관련된 규격이 진행되고 있다.

한편, LTE 기반의 4세대 이동통신은 고속 이동성 환경을 지원하는데 한계가 있다. 구체적으로는, 15kHz라는 정해진 부반송파 스페이싱(subcarrier spacing)으로 인하여 정해진 Symbol Duration으로 인하여 고속 이동에 따른 도플러 주파수에 의하여 생기는 패스트 페이딩(fast fading)을 극복하는 데 한계가 있다.

또한, 동기화 신호에 사용하는 시퀀스(sequence)의 길이가 일정 길이로 제한되어 있어 동기 신호의 검출(detection) 성능을 높이는 데 한계가 있다. 여기서 쓰이는 동기 신호는 Primary Synchronization Signal (PSS) 및 Secondary Synchronization Signal (SSS)로 모두 길이 62를 쓰고 있다.

본 발명에서는 LTE 기반의 4세대 이동통신의 한계를 극복하고, NR에 적합한 동기화(synchronization)를 위한 동기 신호 구조 및 동기 신호 송수신에 대한 방법 및 장치를 제안한다.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0036674호(공개일자: 2016년 04월 04일, 명칭: 단말 간 통신 시스템에서 통신을 위한 동기화 절차 및 자원 제어 방법 및 그 장치)

본 발명은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) NR(New Radio)에서 정의하고 있는 프레임 구조의 새로운 구성요소들을 고려하여 효과적인 시간 동기화를 구현할 수 있도록 하는 NR에 적합한 동기화(synchronization)를 위한 동기 신호 구조 및 동기 신호 송수신 방법 및 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 복수의 동기신호 블록(Synchronization Signal Block)으로 구성된 동기신호 버스트(Synchronization Signal Burst), 복수의 동기신호 버스트로 구성된 동기신호 버스트 세트(Synchronization Signal Burst set)로 정의된 프레임을 이용하는 5G 통신을 위한 통신 동기화 방법으로서, 상기 동기신호 버스트를 구성하는 동기신호 블록은 미리 정의된 빔 패턴으로 PSS(Primary Synchronization Signal), SSS(Seconrary Synchronization Signal Block), PBCH(Physical Broadcast CHannel) 중에서 하나 이상을 전송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 5G 통신을 위한 동기화 방법에 있어서, 각각의 빔 패턴은 상기 동기신호 블록 고유의 주기에 따라 반복 전송되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 5G 통신을 위한 동기화 방법에 있어서, 상기 동기신호 블록의 주기는 구성 가능한(configurable) 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 5G 통신을 위한 동기화 방법에 있어서, 상기 동기신호 블록의 주기는 기지국과 단말에 공유되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 5G 통신을 위한 동기화 방법에 있어서, N(N은 자연수) 개의 빔 패턴이 존재하는 경우, 상기 N 개의 빔 패턴은 상기 동기신호 버스트 세트의 주기 동안, 적어도 1회 이상씩 전송되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 5G 통신을 위한 동기화 방법에 있어서, 각각의 동기신호 블록은 1개 이상의 빔 패턴으로 전송되는 것을 특징으로 한다. 이때, 빔 패턴은 무지향성 (omni-diretional) 또는 지향성 (directional) 빔 패턴이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 5G 통신을 위한 동기화 방법에 있어서, 각각의 동기신호 블록은 정해진 주기마다 반복적인 빔 패턴으로 전송되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 5G 통신을 위한 동기화 방법에 있어서, 상기 동기신호 블록의 주기는 전체 빔 패턴의 수(N)와 상기 동기신호 버스트 세트에 포함된 동기신호 블록의 수(M)에 따라 적응적으로 적용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 5G 통신을 위한 동기화 방법에 있어서, 하나의 동기신호 버스트 세트에 포함된 동기신호 블록의 총 개수 M은 기본적으로 N보다 크거나 같으며, 상기 동기신호 블록의 주기는 M/N보다 크지 않은 자연수만큼의 동기신호 블록의 길이로 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 복수의 동기신호 블록들로 구성된 동기신호 버스트, 복수의 동기신호 버스트들로 구성된 동기신호 버스트 세트로 정의된 프레임을 이용하는 5G 통신을 위한 송신 장치로서, 특정 빔 패턴을 발생시키기 위한 안테나 배열 별 신호의 진폭(amplitude)/위상(phase) 정보가 저장되어 있는 정보 저장부, 상기 동기신호 블록의 주기마다 동일한 빔 패턴을 매칭(matching)시키는 제어부 및 심볼(Symbol) 단위로 1개 이상의 특정 빔 패턴을 활성화(activation)시키는 빔 패턴 활성화부를 포함한다.

본 발명에 따른 5G 통신을 위한 송신 장치에 있어서, 상기 정보 저장부에는, 전체 빔 패턴의 수(N)와 상기 동기신호 버스트 세트의 주기에 포함된 동기신호 블록의 총 개수(M)에 따라 적응적으로 각각의 동기신호 블록에 적용될 빔 패턴에 사용하기 위한 아날로그 빔을 형성하기 위한 각각의 안테나 배열별 진폭/위상 정보들이 저장되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 5G 통신을 위한 송신 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 동기신호 블록의 주기마다 동일한 빔 패턴을 송신하기 위하여 각각의 동기신호 블록 인덱스(index)마다 1개 이상의 빔 패턴을 매칭시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 5G 통신을 위한 송신 장치에 있어서, 상기 빔 패턴 활성화부는, 상기 심볼 단위로 1개 이상의 특정 빔 패턴을 상기 동기신호 블록의 주기마다 반복하여 활성화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 복수의 동기신호 블록들로 구성된 동기신호 버스트, 복수의 동기신호 버스트들로 구성된 동기신호 버스트 세트로 정의된 프레임을 이용하는 5G 통신을 위한 수신 장치로서, 상기 동기신호 버스트 세트의 주기 내의 동기신호 블록의 수 및 전체 빔 패턴의 수에 대응하는 크기를 갖도록 설정되는 수신 신호 저장부, 모든 가능한 동기 시퀀스 후보군이 저장되어 있는 동기 시퀀스 후보군 저장부, 윈도잉(windowing)된 수신 신호와 동기 시퀀스 후보군과의 상관을 수행하는 상관 수행부, 상기 상관 수행부가 출력하는 상관 정보 및 상기 상관 정보에 해당하는 수신 신호의 타이밍 쉬프트(timing shift) 정보 또는 시퀀스 ID를 저장하는 상관 대응정보 저장부, 상기 상관 대응정보 저장부에 저장된 상관 정보들 중에서 최대 상관을 결정하는 최대 상관 결정부, 상기 최대 상관 결정부에 의해 결정된 최대 상관 정보에 해당하는 타이밍 쉬프트 정보 또는 시퀀스 ID를 저장하는 최대 상관 대응정보 저장부 및 상기 최대 상관 정보에 해당하는 타이밍 쉬프트 정보를 이용하여 타이밍 레퍼런스(timing reference)를 조정하는 타이밍 레퍼런스 조정부를 포함한다.

본 발명에 따른 5G 통신을 위한 수신 장치에 있어서, 상기 수신 신호 저장부는, 1개의 동기신호 버스트 세트에 대하여, 반복되는 빔패턴의 동기신호를 충분히 활용할 수 있도록 메모리 또는 버퍼를 활용하여 수신 신호를 저장하는 것과 하나 이상의 저장 장치들을 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 5G 통신을 위한 수신 장치에 있어서, 상기 수신 신호 저장부에는 수신 장치의 복수의 위치에서 수신한 수신 신호들이 저장되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 5G 통신을 위한 수신 장치에 있어서, 상기 수신 신호 저장부는 수신 장치의 복수의 위치에 구비된 저장 장치들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) NR(New Radio)에서 정의하고 있는 프레임 구조의 새로운 구성요소들을 고려하여 효과적인 시간 동기화를 구현할 수 있도록 하는 5G 통신을 위한 동기화 방법과 송신 장치 및 수신 장치가 제공되는 효과가 있다.

도 1은 LTE 기반의 4G 이동통신의 프레임(frame) 구조 및 동기 신호의 할당 방식을 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 3GPP NR에서 정의하고 있는 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 5G 통신을 위한 동기화 방법을 설명하기 위한 것으로서 동기신호 블록의 주기를 고려한 동기신호 송신 구조를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 5G 통신을 위한 송신 장치를 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 5G 통신을 위한 수신 장치를 나타낸 도면이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서는 본 발명의 제안 배경을 설명한 후, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다.

먼저, 기존 LTE 기반의 4G 이동통신에서 고려하고 있는 프레임 구조 및 이에 따른 시간 동기화 기술을 살펴보고, 이에 대한 문제점을 짚어본 뒤, NR에 알맞은 시간 동기화 기술을 제안하고자 한다. 이때, NR에서 물리 계층 기술의 기본이 되는 프레임 구조는 현재 표준화의 내용을 반영한 틀을 기반으로 제안한다.

< 기존 4G 이동통신의 시간 동기화 기술 >

기존 4G 이동통신은 FDD mode를 사용하고 normal Cyclic Prefix (CP)를 사용하는 경우에, 도 1에 개시된 바와 같은 프레임 구조를 갖는다. 구체적으로는, 10ms의 길이의 프레임을 가지며, 각 프레임은 10개의 서브 프레임으로 나뉜다. 다시 각각의 서브 프레임은 2개의 슬롯으로 나뉘며, 각 슬롯은 일정 개수의 심볼로 나뉜다. 이때, 각 슬롯은 7개의 심볼로 구성된다.

시간 동기화를 위해서는 위의 프레임에 일정한 규칙으로 동기신호(synchronization signal, SS)가 정의되어 시간 및 주파수 축에 걸쳐서 배치가 된다. FDD 또는 TDD와 같은 듀플렉스 모드(Duplex mode)에 따라 동기신호의 위치가 달리 배치된다. 여기서, 동기신호는 2가지가 존재하는데 하나는 PSS(primary synchronization signal)이고, 다른 하나는 SSS(secondary synchronization signal)이다.

FDD인 경우에는, PSS는 슬롯#0과 슬롯#10의 마지막 심볼에 할당이 되며, TDD인 경우에는, 서브 프레임#1과 서브 프레임#6의 세 번째 심볼에 할당이 된다. SSS는 PSS와 동일한 서브 프레임에 할당이 되며, 한 심볼 앞에 배치된다.

도 1은 FDD 모드이고 normal CP인 경우에 PSS 및 SSS가 배치되는 프레임 구조를 나타낸다.

PSS는 길이 62로 이루어진 Zadoff-Chu sequence를 사용하며, SSS는 기본적으로 m-시퀀스를 사용하는데, 스크램블링(scrambling) 및 인터리빙(interleaving)하여 얻는다. 여기서, 각 시퀀스는 시간 축으로는 한 심볼을 차지하게 되고, 주파수 축으로는 62개의 부반송파에 걸쳐 할당이 된다. LTE에서는 부반송파 스페이싱(subcarrier spacing)이 15kHz에 해당한다.

기본적으로, 4G 이동통신에서는 PSS 및 SSS를 통하여 아래와 같은 기능을 수행한다.

1. PSS

① symbol boundary, slot boundary, subframe boundary 결정

② Group내에서의 identity (N_ID: 0~2)

2. SSS

① frame boundary 결정

② Group identity (G_ID: 0~167)

PSS 및 SSS를 발생시키기 위해서는 identity가 입력으로 주어져야 하며, PSS는 3개의 identity가 루트 인덱스(root index)라는 이름으로 시퀀스를 발생하는 데 주어지며, SSS는 그룹 아이덴터티(group identity) 168개 존재한다. 이를 통해, cell ID는 3XG_ID+N_ID로 정해진다. 결국, 서로 다른 504개의 cell ID까지 할당될 수 있도록 규격에서 정의하고 있다.

PSS와 SSS는 한 프레임 내에서 2개의 서브 프레임에 할당된다는 공통점이 있지만, PSS는 동일한 시퀀스가 두 서브 프레임에 걸쳐 할당되는 반면 SSS는 다른 패턴의 시퀀스가 두 서브 프레임에 할당이 된다. 따라서, PSS를 통하여 수신단에서 결정한 서브 프레임 바운더리(subframe boundary)를 기반으로, SSS를 기반으로 프레임(frame boundary)를 알 수 있다.

한편, 위에서 살펴본 LTE 기반의 4세대 이동통신은 고속 이동성 환경을 지원하는데 한계가 있다. 구체적으로는, 15kHz라는 정해진 부반송파 스페이싱(subcarrier spacing)으로 인하여 발생하는 Symbol Duration으로 인하여 고속 이동에 따른 도플러 주파수에 의하여 생기는 패스트 페이딩(fast fading)을 극복하는 데 한계가 있다.

또한, 동기화 신호에 사용하는 시퀀스의 길이가 62로 제한되어 있어 동기 신호의 검출(detection) 성능을 높이는 데 한계가 있다.

< 3GPP NR에 적합한 시간 동기화 기술 >

본 발명에서는, 3GPP NR에서 정의하고 있는 프레임 구조의 새로운 구성 요소들을 고려하여 효과적인 시간 동기화 기술을 제안한다. 여기서, 새로운 구성 요소라 함은 동기신호(synchronization signal, SS) 블록, 동기신호 버스트(SS burst), 및 동기신호 버스트 세트(SS burst set)를 뜻한다. 규격에서는 동기신호 버스트와 동기신호 버스트 세트에 대해서 고유의 주기를 명시하고 있다. 다시 말해서, 동기신호 버스트와 동기신호 버스트 세트는 정해진 고유의 주기마다 반복된다.

하나의 동기신호 버스트에 대해서, 도 2에 개시된 바와 같이, 동기신호 블록이 다수 개 할당될 수 있는데, 각 동기신호 블록은 PSS, SSS, 또는 PBCH(Physical Broadcast CHanne)가 시분할다중화(Time Divison Multiplexing, TDM) 방식으로 할당이 된다. 이때, PSS, SSS, 또는 PBCH는 무지향적인(omnidirectional) 빔(beam)으로 전송이 되거나 특정 빔 패턴으로 지향적인(directional) 빔 형태로 전송이 될 수 있다.

여기서, 본 발명 도입의 기술적 근거를 설명하면 다음과 같다.

아날로그 빔 형성을 통해 PSS, SSS, 또는 PBCH를 전송하면 빔 형성 이득을 얻게 되므로, 상대적으로 효과적으로(effectively) 신호 대 잡음비를 높일 수 있기 때문에 검출(detection) 성능을 높일 수 있다. 이는 샤프(sharp)한 빔 패턴을 사용할수록 빔 형성 이득이 더욱 높아진다. 하지만, 무수히 많은 빔 패턴을 얻기 위해서는 복잡도의 증가를 허용할 수 밖에 없다.

따라서, 실용적인 관점에서 덜 샤프한 빔 패턴을 이용하되, 이를 반복적으로 사용할 수 있는 구조를 통하여 성능 및 복잡도 사이의 합리적인 균형을 달성할 수 있다.

동기화 성능 관련하여, 샤프한 빔 패턴을 사용하는 경우에는 하나 이상의 빔 패턴을 전송하더라도 동기 신호 검출 성능의 손실(loss)은 상대적으로 크지 않으나, 빔 패턴을 상대적으로 넓게 가져가는 경우에는 동기 신호를 검출하는 성능의 상대적인 열화가 생길 수 있다. 이와 같은 경우에는 각각의 동기신호 블록에 1개 또는 적은 수의 빔 패턴을 보내되, 정해진 주기에 맞추어 반복적으로 보내는 것을 통하여 검출 성능을 높일 수 있다.

동기화는 기본적으로 수신 신호와 수신 단말에서 발생시킨 시퀀스와의 상관(correlation)을 기반으로 이루어진다. 따라서, 모든 가능한 시퀀스를 상관시키기 위한 처리(processing)을 위하여 메모리 또는 버퍼 등의 저장장치를 활용하여 단말 내에서 프로세싱을 진행한다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 5G 통신을 위한 동기화 방법을 설명하기 위한 것으로서 동기신호 블록의 주기를 고려한 동기신호 송신 구조를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예는 복수의 동기신호 블록(Synchronization Signal Block)으로 구성된 동기신호 버스트(Synchronization Signal Burst), 복수의 동기신호 버스트로 구성된 동기신호 버스트 세트(Synchronization Signal Burst set)로 정의된 프레임을 이용하는 5G 통신을 위한 통신 동기화 방법이며, 동기신호 버스트를 구성하는 동기신호 블록은 미리 정의된 빔 패턴으로 PSS(Primary Synchronization Signal), SSS(Seconrary Synchronization Signal Block), PBCH(Physical Broadcast CHannel) 중에서 하나 이상을 전송한다.

예를 들어, 각각의 빔 패턴은 동기신호 블록 고유의 주기에 따라 반복 전송되도록 구성될 수 있으며, 동기신호 블록의 주기는 필요에 따라 구성 가능(configurable)하고, 동기신호 블록의 주기는 기지국과 단말에 공유되어, 기지국과 단말이 이 정보를 동시에 알 수 있도록 함으로써, 동기화에 이용될 수 있다.

예를 들어, 만약, 총 N(N은 자연수) 개의 빔 패턴이 존재하는 경우, N 개의 빔 패턴은 동기신호 버스트 세트의 주기 동안, 적어도 1회 이상씩 전송되도록 구성될 수 있으며, 이때, N 개의 빔 패턴은 상기 동기신호 블록의 주기에 포함된 동기신호 블록의 수만큼 반복 전송되도록 구성될 수 있다.

도 3에는 총 4개의 빔 패턴이 존재하며, 각각의 빔 패턴은 2번씩 전송되는 구조가 개시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이다.

구체적인 하나의 예로, 각각의 동기신호 블록은 하나의 특정 빔 패턴으로 전송되도록 구성될 수 있다.

구체적인 다른 예로, 각각의 동기신호 블록은 무지향성(omni-directional) 빔 패턴과 1개 이상의 지향성(directional) 빔 패턴으로 동시에 전송되도록 구성될 수 있다.

구체적인 또 다른 예로, 각각의 동기신호 블록은 1개 이상의 지향성(directional) 빔 패턴으로 전송되도록 구성될 수 있다.

각각의 동기신호 블록은 1개 이상의 빔 패턴으로 동시에 전송될 수 있으며, 각각의 동기신호 블록은 정해진 주기마다 반복적으로 전송될 수 있다.

동기신호 블록의 주기는 전체 빔 패턴의 수(N)와 상기 동기신호 버스트 세트에 포함된 동기신호 블록의 수(M)에 따라 적응적으로 적용될 수 있다.

하나의 예로, 하나의 동기신호 버스트에 포함된 동기신호 블록의 수가 N보다 큰 경우, 동기신호 블록의 주기는 M/N보다 크지 않은 자연수만큼의 동기신호 블록의 길이로 설정될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 5G 통신을 위한 송신 장치를 나타낸 도면이다.

도 4를 추가로 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 5G 통신을 위한 송신 장치(10)는, 복수의 동기신호 블록들로 구성된 동기신호 버스트, 복수의 동기신호 버스트들로 구성된 동기신호 버스트 세트로 정의된 프레임을 이용하는 5G 통신을 위한 송신 장치(10)로서, 정보 저장부(110), 제어부(120) 및 빔 패턴 활성화부(130)를 포함한다.

정보 저장부(110)에는 특정 빔 패턴을 발생시키기 위한 안테나 배열 별 신호의 진폭(amplitude)/위상(phase) 정보가 저장되어 있다.

예를 들어, 정보 저장부(110)에는, 전체 빔 패턴의 수(N)와 상기 동기신호 버스트 세트의 주기에 포함된 동기신호 블록의 수(M)에 따라 적응적으로 각각의 동기신호 블록에 적용될 빔 패턴에 사용하기 위한 아날로그 빔을 형성하기 위한 각각의 안테나 배열별 진폭/위상 정보들이 저장되도록 구성될 수 있다.

제어부(120)는 동기신호 블록의 주기마다 동일한 빔 패턴을 매칭(matching)시키는 기능을 수행한다.

예를 들어, 제어부(120)는, 동기신호 블록의 주기마다 동일한 빔 패턴을 송신하기 위하여 각각의 동기신호 블록 인덱스(index)마다 1개 이상의 빔 패턴을 매칭시키도록 구성될 수 있다.

빔 패턴 활성화부(130)는 심볼(Symbol) 단위로 1개 이상의 특정 빔 패턴을 활성화(activation)시키는 기능을 수행한다.

예를 들어, 빔 패턴 활성화부(130)는, 심볼 단위로 1개 이상의 특정 빔 패턴을 동기신호 블록의 주기마다 반복하여 활성화시키도록 구성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 5G 통신을 위한 수신 장치를 나타낸 도면이다.

도 5를 추가적으로 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 5G 통신을 위한 수신 장치(20)는 복수의 동기신호 블록들로 구성된 동기신호 버스트, 복수의 동기신호 버스트들로 구성된 동기신호 버스트 세트로 정의된 프레임을 이용하는 5G 통신을 위한 수신 장치(20)로서, 수신 신호 저장부(210), 동기 시퀀스 후보군 저장부(220), 상관 수행부(230), 상관 대응정보 저장부(240), 최대 상관 결정부(250), 최대 상관 대응정보 저장부(260) 및 타이밍 레퍼런스 조정부(270)를 포함한다.

수신 신호 저장부(210)는 동기신호 버스트 세트의 주기 내의 동기신호 블록의 수 및 전체 빔 패턴의 수에 대응하는 크기를 갖도록 설정된다. 이때, 수신 신호를 저장하는 방법은 수신 신호의 크기와 부호를 모두 저장할 수 있고, 실용적인 관점에서 효과적으로 용량을 줄이기 위하여 수신 신호의 부호 만을 저장할 수 있다.

예를 들어, 수신 신호 저장부(210)는, 동기신호 버스트 세트에 대하여, 반복되는 빔 패턴의 동기신호를 충분히 활용할 수 있도록, 1개의 동기 신호 버스트 세트에 포함된 동기 신호 블록들을 모두 저장할 수 있는 일정 길이 이상의 크기를 갖는 메모리 또는 버퍼를 활용하여 수신 신호를 저장하도록 구성될 수 있으며, 이를 수신 장치(20)에서 발생시킨 후보 시퀀스들과 각각 상관하여 타이밍 또는 주파수를 동기화하는데 활용할 수 있다.

예를 들어, 수신 신호 저장부(210)는, 다수의 동기신호 버스트 세트를 활용하는 경우, (동기신호 버스트 세트에 포함된 동기신호 버스트의 수 × 동기신호 버스트에 포함된 동기 신호 블록의 수 × 3/2)에 해당하는 길이 이상의 수신 신호를 저장하는 하나 이상의 저장 장치들로 구성될 수 있다.

예를 들어, 수신 신호 저장부(210)에는 수신 장치(20)의 복수의 위치에서 수신한 수신 신호들이 저장될 수 있으며, 수신 신호 저장부(210)는 수신 장치(20)의 복수의 위치에 구비된 저장 장치들을 포함하도록 구성될 수 있다.

동기 시퀀스 후보군 저장부(220)에는 모든 가능한 동기 시퀀스 후보군이 저장되어 있다. 이러한 동기 시퀀스 후보군 저장부(220)는 단말 내부의 다양한 위치에서 수신한 수신 신호들에 적용하기 위하여 공통적으로 사용할 동기 시퀀스 후보군들이 저장된 저장장치이다.

상관 수행부(230)는 윈도잉(windowing)된 수신 신호와 동기 시퀀스 후보군과의 상관을 수행한다.

여기서, 윈도잉이라 함은 저장한 수신 신호를 한 심볼씩 옮겨가며 동기 시퀀스(synchronization sequence) 길이로 수신 신호를 상관에 반영한다는 것을 뜻한다.

상관 대응정보 저장부(240)는 상관 수행부(230)가 출력하는 상관 정보 및 상관 정보에 해당하는 수신 신호의 타이밍 쉬프트(timing shift) 정보 및/또는 시퀀스 ID를 저장한다. 상관 정보는 크기(magnitude) 또는 실수 성분일 수 있다.

최대 상관 결정부(250)는 상관 대응정보 저장부(240)에 저장된 상관 정보들 중에서 최대 상관을 결정한다.

최대 상관 대응정보 저장부(260)는 최대 상관 결정부(250)에 의해 결정된 최대 상관 정보에 해당하는 타이밍 쉬프트 정보 및/또는 시퀀스 ID를 저장한다.

타이밍 레퍼런스 조정부(270)는 최대 상관 정보에 해당하는 타이밍 쉬프트 정보를 이용하여 단말의 타이밍 레퍼런스(timing reference)를 조정한다.

10: 송신 장치
110: 정보 저장부
120: 제어부
130: 빔 패턴 활성화부
20: 수신 장치
210: 수신 신호 저장부
220: 동기 시퀀스 후보군 저장부
230: 상관 수행부
240: 상관 대응정보 저장부
250: 최대 상관 결정부
260: 최대 상관 대응정보 저장부
270: 타이밍 레퍼런스 조정부

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17. 복수의 동기신호 블록들로 구성된 동기신호 버스트, 복수의 동기신호 버스트들로 구성된 동기신호 버스트 세트로 정의된 프레임을 이용하는 5G 통신을 위한 수신 장치로서,
    상기 동기신호 버스트 세트의 주기 내의 동기신호 블록의 수 및 전체 빔 패턴의 수에 대응하는 크기를 갖도록 설정되되, 상기 빔 패턴은 각각 구성 가능한(configurable) 상기 동기신호 블록의 주기에 따라 반복 전송되는 것이고, 상기 동기신호 블록의 주기는 전체 빔 패턴의 수(N)와 상기 동기신호 버스트 세트에 포함된 동기신호 블록의 수(M)에 따라 적응적으로 적용되도록 하되, 하나의 동기신호 버스트에 포함된 동기신호 블록의 수 M이 N보다 큰 경우, 상기 동기신호 블록의 주기는 M/N보다 크지 않은 자연수만큼의 동기신호 블록의 길이로 설정되는 수신 신호 저장부;
    모든 가능한 동기 시퀀스 후보군이 저장되어 있는 동기 시퀀스 후보군 저장부;
    윈도잉(windowing)된 수신 신호와 동기 시퀀스 후보군과의 상관을 수행하는 상관 수행부;
    상기 상관 수행부가 출력하는 상관 정보 및 상기 상관 정보에 해당하는 수신 신호의 타이밍 쉬프트(timing shift) 정보 또는 시퀀스 ID를 저장하는 상관 대응정보 저장부;
    상기 상관 대응정보 저장부에 저장된 상관 정보들 중에서 최대 상관을 결정하는 최대 상관 결정부;
    상기 최대 상관 결정부에 의해 결정된 최대 상관 정보에 해당하는 타이밍 쉬프트 정보 또는 시퀀스 ID를 저장하는 최대 상관 대응정보 저장부; 및
    상기 최대 상관 정보에 해당하는 타이밍 쉬프트 정보를 이용하여 타이밍 레퍼런스(timing reference)를 조정하는 타이밍 레퍼런스 조정부를 포함하는, 5G 통신을 위한 수신 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 수신 신호 저장부는,
    1개의 동기신호 버스트 세트에 대하여, 반복되는 빔 패턴의 동기신호를 충분히 활용할 수 있도록, 1개의 동기신호 버스트 세트에 포함된 모든 동기 신호 블록을 저장할 수 있는 일정 길이 이상의 크기를 갖는 메모리 또는 버퍼를 활용하여 수신 신호를 저장하는 것을 특징으로 하는, 5G 통신을 위한 수신 장치.
19. 제17항에 있어서,
    상기 수신 신호 저장부는, 일정 길이 이상의 수신 신호를 저장하는 하나 이상의 저장 장치들로 구성되는 것을 특징으로 하는, 5G 통신을 위한 수신 장치.
20. 제18항에 있어서,
    상기 수신 신호 저장부에는 수신 장치의 복수의 위치에서 수신한 수신 신호들이 저장되는 것을 특징으로 하는, 5G 통신을 위한 수신 장치.
21. 제20항에 있어서,
    상기 수신 신호 저장부는 수신 장치의 복수의 위치에 구비된 저장 장치들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 5G 통신을 위한 수신 장치.
22. 제20항에 있어서,
    상기 수신 신호 저장부는 수신 신호의 크기 정보와 부호 정보를 모두 저장하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
23. 제20항에 있어서,
    상기 수신 신호 저장부는 수신 신호의 부호 정보만을 저장하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
    

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