KR102511988B1 - 무선 통신 시스템에서 장치, 단말 및 이의 신호 송수신 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 장치, 단말 및 이의 신호 송수신 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른, 장치의 신호 전송 방법은 제1 통신 시스템의 전송 대역과 제2 통신 시스템의 전송 대역이 중첩되는 경우, 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 및 기준 신호 위치를 확인하는 단계, 확인된 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 및 기준 신호 위치에서 제2 통신 시스템에 대한 신호를 펑처링(puncturing)하는 단계 및 펑처링된 제2 통신 시스템에 대한 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 장치, 단말 및 이의 신호 송수신 방법 {APPARATUS, TERMINAL AND SIGNAL TRANSMITTING AND RECEIVING METHOD THEREOF IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 제1 통신 시스템 및 제2 통신 시스템이 주파수 및 시간 자원을 공유하면서 신호를 송수신할 수 있는 기지국 및 단말에 대한 발명이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 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 시스템 이후 (Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역에서의 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 FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 일반적인 무선 통신 시스템(long term evolution, LTE) 및 5G 통신 시스템 간의 공존을 위한 신호 송수신 방법의 필요성이 대두하였다.
상기와 같은 필요성에 의해, 본 발명에서는 일반적인 통신 시스템(LTE) 및 5G 통신 시스템에서 동일한 주파수 및 시간 자원을 이용하여 통신을 수행하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선 통신 시스템에서, 장치의 신호 전송 방법은 제1 통신 시스템의 전송 대역과 제2 통신 시스템의 전송 대역이 중첩되는 경우, 상기 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 및 기준 신호 위치를 확인하는 단계, 상기 확인된 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 및 기준 신호 위치에서 상기 제2 통신 시스템에 대한 신호를 펑처링(puncturing)하는 단계 및 상기 펑처링된 제2 통신 시스템에 대한 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 통신 시스템의 전송 대역과 제2 통신 시스템의 전송 대역이 중첩되는 무선 통신 시스템에서 단말의 신호 수신 방법은 상기 제1 통신 시스템에서 펑처링된 자원 위치를 확인하는 단계, 상기 제2 통신 시스템에 대한 신호를 수신하는 단계 및 상기 확인 결과에 기반하여, 상기 수신된 신호를 디코딩하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 장치는 신호를 송수신하는 송수신부 및 제1 통신 시스템의 전송 대역과 제2 통신 시스템의 전송 대역이 중첩되는 경우, 상기 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 및 기준 신호 위치를 확인하고, 상기 확인된 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 및 기준 신호 위치에서 상기 제2 통신 시스템에 대한 신호를 펑처링(puncturing)하며, 상기 펑처링된 제2 통신 시스템에 대한 신호를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 통신 시스템의 전송 대역과 제2 통신 시스템의 전송 대역이 중첩되는 무선 통신 시스템에서 단말은 신호를 송수신하는 송수신부 및 상기 제1 통신 시스템에서 펑처링된 자원 위치를 확인하고, 상기 제2 통신 시스템에 대한 신호를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하며, 상기 확인 결과에 기반하여, 상기 수신된 신호를 디코딩하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 일반적인 통신 시스템(LTE) 및 5G 통신 시스템에서 간섭 발생을 최소화하면서, 동일한 주파수 및 시간 자원을 이용하여 통신을 수행할 수 있게 된다.
도 1은 하나의 기지국이 제1 통신 시스템 및 제2 통신 시스템을 동시에 지원하는 실시 예를 도시한 도면,
도 2는 서로 다른 기지국이 제1 통신 시스템 및 제2 통신 시스템을 각각 지원하는 실시 예를 도시한 도면,
도 3은 LTE 노멀(normal) CP에서 하향링크 서브프레임의 구조를 도시한 도면,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따라, 5G 데이터를 전송하는 서브프레임의 구조를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라, LTE와 5G의 시스템 대역폭과 중심 주파수가 다른 경우, LTE 및 5G 데이터를 전송하는 서브프레임의 구조를 도시한 도면,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 5G 시스템에서 DC 서브캐리어 위치에 자원을 할당하지 않는 경우, LTE 및 5G의 중심 주파수의 위치에 따라,펑처링(puncturing) 위치를 조정하는 실시 예를 나타내는 도면,
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 5G 시스템에서 DC 서브캐리어 위치에 자원 할당하는 경우, DC 서브캐리어 위치를 고려하여 펑처링 위치를 조정하는 실시 예를 나타내는 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 5G 시스템에서 LTE 및 5G 제어채널에 영향을 주지 않고 신호를 전송하는 방법을 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 신호 송수신 방법을 나타내는 흐름도,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 신호 송수신 방법을 나타내는 흐름도,
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성요소를 도시한 블록도,
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성요소를 도시한 블록도,
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 MBSFN 서브프레임을 활용한 NR과 LTE의 공존 실시 예를 나타내는 도면,
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 Non-MBSFN 서브프레임에서 mini-slot을 활용한 NR과 LTE의 공존 실시예를 나타내는 도면,
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE와 NR 공존을 위한 주파수/시간 자원 할당 예시를 나타내는 도면,
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE와 NR의 시스템 대역폭과 중심 주파수가 다른 경우에 LTE와 NR 공존 예시를 나타내는 도면,
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 기지국에서 단말에게 전달되는 자원 위치 정보에 대한 실시예를 나타내는 도면, 그리고
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말이 LTE와 NR 듀얼 모뎀을 지원할 때 LTE 수신부에서 펑처링된 자원 위치 정보를 NR 수신부로 전달하는 실시예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
본 발명에서의 단말은 일반적으로 이동 단말을 포함할 수 있으며, 이동 통신 시스템에 기가입되어 이동 통신 시스템으로부터 서비스를 제공 받는 기기를 지시할 수 있다. 상기 이동 단말에는 스마트폰, 태블릿 PC 같은 스마트 기기를 포함할 수 있으며, 이는 일 예시에 해당하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 1은 하나의 기지국이 제1 통신 시스템 및 제2 통신 시스템을 동시에 지원하는 실시 예를 도시한 도면이다. 바람직하게는, 상기 제1 통신 시스템은 LTE 통신 시스템(20)이고, 제2 통신 시스템은 5G 통신 시스템(10)일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기지국(100)은 같은 대역을 이용하여 5G 단말(110) 및 LTE 단말(120)을 지원할 수 있다.
또한, 도 2는 서로 다른 기지국이 제1 통신 시스템 및 제2 통신 시스템을 각각 지원하는 실시 예를 도시한 도면이다. 상기 도 2에서도 상기 제1 통신 시스템은 LTE 통신 시스템(20)이고, 제2 통신 시스템은 5G 통신 시스템(10)일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 기지국(100-1)은 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB, Node B 또는 기지국)으로써, LTE 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(120)을 지원할 수 있다. 제1 기지국(100-1)은 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. ENB는 UE(120)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 제1 기지국(100-1)이 담당한다. 하나의 ENB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 예컨대, 100Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 예컨대, 20MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한, 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다.
또한, 도시되지는 않았으나, LTE 시스템에는 S-GW 및 MME가 포함될 수 있다. S-GW는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다.
한편, 제2 기지국(100-2)은 차세대 이동통신 시스템(이하 NR(new radio) 혹은 5G)의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(New Radio Node B, 이하 NR gNB 혹은 NR 기지국)(100-20) 으로써, 5G 사용자 단말(New Radio User Equipment, 이하 NR UE, 5G 단말 또는 단말)(110) 을 지원할 수 있다. 5G 단말(110)은 제2 기지국(100-2) 및 NR CN(new radio core network)(미도시)를 통해 외부 네트워크에 접속할 수 있다.
상기 제2 기지국(100-2)은 기존 LTE 시스템의 eNB (Evolved Node B)에 대응된다. 제2 기지국은 NR UE(110)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B보다 더 월등한 서비스를 제공해줄 수 있다. 차세대 이동통신 시스템에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 제2 기지국(100-2)이 담당한다. 하나의 NR gNB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 현재 LTE 대비 초고속 데이터 전송을 구현하기 위해서 기존 최대 대역폭 이상을 가질 수 있고, 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 하여 추가적으로 빔포밍 기술이 접목될 수 있다. 또한, 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. NR CN는 이동성 지원, 베어러 설정, QoS 설정 등의 기능을 수행한다. NR CN는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다. 또한, 차세대 이동통신 시스템은 기존 LTE 시스템과도 연동될 수 있으며, NR CN이 LTE 시스템의 MME와 네트워크 인터페이스를 통해 연결된다. MME는 LTE 시스템의 기지국인 제1 기지국(100-1)과 연결된다.
본 발명에서 설명하는 실시 예는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 기지국이 LTE 및 5G 통신 시스템을 동시에 지원하거나, 서로 다른 기지국이 각각 LTE 및 5G 통신 시스템을 지원하는 경우에 모두 적용될 수 있다.
구체적으로, 5G 시스템은 기존 LTE 시스템보다 더 높은 데이터율과 더 높은 신뢰도를 제공하도록 규격화가 진행되고 있다. 5G 시스템은 광대역 지원과 멀티 뉴머롤로지(multi-numerology)를 적용하여 훨씬 더 다양한 서비스를 지원하는 시스템이다. 5G 시스템의 기본 파형(waveform)은 기존 LTE와 동일한 파형(waveform)인 CP-OFDM을 채택하였고, 이에 따라, 5G 시스템은 LTE와 유사한 프레임 구조를 가지도록 규격화가 진행되고 있다.
이에 따라, 본 발명은 5세대 (5G) 시스템에서 LTE (Long Term Evolution)의 주파수/시간 자원을 같이 활용하는 공존 방안 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명에서는 LTE를 지원하는 주파수 밴드에서 5세대 새로운 시스템도 동시에 지원하면서, 주파수 재활용(frequency-refarming) 등을 활용하여 대역폭(bandwidth, BW) 자원을 재활용하는 방법에 대해 설명한다.
LTE에서는 채널의 특성을 파악하기 위해 하향링크 신호로 공통 기준 신호(common reference signal, CRS)를 사용하고 있다. 멀티 브로드캐스트 싱글 프리퀀시 네트워크 (multicast-broadcast single-frequency network, MBSFN) 서브프레임이나 시분할 이중 통신 방식 (time duplex division, TDD)에서 상향링크(uplink) 서브프레임과 같은 특정한 상황을 제외하고는, 기지국은 상기 CRS를 LTE 대역에 전송한다. 전송된 CRS를 이용하여 단말은 채널의 품질 및 특성 등을 측정할 수 있고, 전송 데이터를 검출하기 위해 채널 값을 추정할 때 사용할 수 있다. CRS가 일반 서브프레임에서 전송되지 않을 경우, 단말은 측정 오류를 범할 수 있기 때문에 LTE 기지국에서는 CRS를 매 서브프레임에 전송할 필요가 있다. 또한, LTE에서는 제어신호를 각 서브프레임의 앞 부분 심볼들에 할당하여 전송하고, 상기 앞 부분 심볼들 이후에 데이터 신호를 특정 주파수 자원에 할당하여 전송한다.
5G 시스템은 자원 활용도를 위해 LTE에서와 동일한 CP-OFDM을 채택하였다. LTE 및 5G 시스템이 동일한 부반송파 간 간격(subcarrier spacing)을 지원하는 경우, 상기 5G 시스템은 LTE와 동일한 타임 얼라이먼트(time alignment)을 가지는 프레임을 지원한다.
본 발명은 LTE 서비스를 중단하지 않고 그대로 제공하기 위해서 5G 시스템을 LTE 시스템 대역과 함께 사용하는 방안을 제안한다. 구체적으로, LTE 시스템 대역에 5G 신호를 그대로 할당하게 되면 LTE에서 항상 전송되는 CRS와 제어 신호들과 5G 신호의 충돌로 인해 서로 간섭 영향을 줄 수 있다. 상기 간섭 발생에 따라, 5G 시스템의 데이터 신호로 인해 LTE의 CRS가 왜곡되게 되어 LTE 채널의 품질을 측정하는 데 어려움이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 LTE 시스템에 간섭 영향 없이 5G 시스템을 효과적으로 공존시킬 수 있도록 신호를 전송하고 수신하는 방안 및 구조에 대해 제안 한다.
도 3은 일반적인 주기적 전치 부호(Normal CP(cyclic prefix)) 에서 LTE 하향링크의 서브프레임 구조를 도시한 도면이다. 하나의 서브프레임은 두 개의 슬롯(slot)으로 구성되며, 하나의 slot은 7개의 OFDM 심볼을 포함한다. 단말은 채널의 품질을 측정하거나 수신 신호를 검출하기 위해 채널 정보를 필요로 하는데, 상기 채널의 품질 측정 등을 위해 기지국에서는 송신기와 수신기가 미리 사전에 서로 알고 있는 기준 신호인 CRS를 전송할 수 있다. 도 3에서와같이 CRS는 최대 4개의 포트(port)까지 전송할 수 있으며, Normal CP 일 때 시간 축으로 CRS port 0,1 는 0,4,7,11번째 심볼에 배치되고, CRS port 2,3은 1,8번째 심볼에 배치된다 (extended CP 일 때, CRS port 0,1은 0,3,6,9번째, CRS port 2,3은 1,7번째 심볼에 배치된다). 주파수 축으로는 6 톤(tone) 간격으로 전체의 시스템 대역에 배치되며 vshift (=셀 ID mod 6)에 따라 주파수 축으로 이동하여 배치된다. 도면 3은 vshift=0일 때의 실시 예를 도시한 도면이다. 첫 번째 slot 앞 부분의 1~3개의 심볼들은 제어 정보를 보내기 위해 물리적 다운링크 제어 채널(PDCCH, physical downlink control channel), 물리적 하이브리드 자동 반복 요청 지시 채널(PHICH, physical hybrid automatic repeat request indicator channel), 물리적 제어 포맷 지시자 채널(PCFICH, physical control format indicator channel)와 같은 제어 채널들이 할당될 수 있다. PCFICH와 PHICH는 제어 심볼 내의 특정 자원에 할당되어 전송되며, 자원의 위치는 셀 ID와 CRS 수에 따라 달라질 수 있다. 그러나 셀 ID와 CRS 수는 한번 정해지면 변경되지 않기 때문에 자원의 위치는 시간에 따라 변경되지 않는다. PDCCH는 나머지 제어 심볼 자원 내에서 전송되며, 특정 사용자의 무선 네트워크 임시 식별자(RNTI, radio network temporary identity)에 따라 자원 위치가 시간에 따라 달라질 수 있다. 제어 심볼 이후의 심볼들에서는 데이터를 보내기 위한 물리적 다운링크 공유 채널(PDSCH, physical downlink shared channel)이 할당될 수 있다.
LTE 단말에서 채널 측정을 하고 제어신호를 수신하는데 문제가 발생하지 않도록 하기 위해서 LTE 제어 신호와 CRS는 LTE 시스템 대역 내에서 전송되어야 한다. 다시 말해, 5G가 사용하고자 하는 자원이 LTE의 시스템 대역 내에 있는 경우에도 LTE의 제어신호와 CRS는 전송되어야 한다. 따라서, 본 발명에서는 LTE 신호 전송에 문제 없도록 하는 동시에 효과적으로 5G 신호를 송수신하는 방안을 제시한다.
먼저, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 5G 데이터를 전송하는 서브프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 4a는 효율적으로 LTE 시스템 및 5G 시스템의 공존을 위해, 유연하게 주파수 및 자원이 할당되는 예시를 도시한 도면이다. 구체적으로 도 4a에 도시된 바와 같이, 전체 시스템 대역 내에서 LTE 시스템 및 5G 시스템은 자원을 공유하여 사용할 수 있다. 그리고 매 서브프레임 단위로 각 시스템의 사용자의 채널 상황에 따라 역동적으로 자원을 분할하여 사용할 수 있다. 다만, 도 4a에 도시된 실시 예는 본 발명의 일 실시 예에 불과할 뿐, 본 발명의 범위를 제한하지는 않는다.
한편, 도 4b는 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 위치에 기반하여, 제2 통신 시스템에 대한 신호에 펑처링을 수행하는 실시 예를 구체적으로 도시한 도면이다.
먼저, 5G 통신을 수행하는 셀은 LTE 통신을 수행하는 셀의 해당 서브프레임에서 CRS와 같이 전송이 필수적인 신호를 판단하고, 상기 판단된 신호와 5G 신호가 겹치는 위치를 결정할 수 있다. 그리고 상기 결정된 중첩되는 위치를 펑처링 (puncturing) 하여 5G 신호를 자원에 매핑할 수 있다. 그 이후 5G 기지국은 하향링크 서브프레임에 매핑된 5G 신호를 단말에게 전송할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 펑처링된 자원 요소(RE, resource element)는 LTE CRS 위치와 제어신호와 겹치는 RE일 수 있다.
도 4b에서 (a)에 도시된 바와 같이, 제어신호가 전송되는 특정 RE 위치를 5G 셀에서 파악하기 어려운 경우에는, 상기 5G 셀은 제어신호가 할당되는 심볼에 전송이 필요한 5G 신호 모두를 펑처링할 수 있다. 도 4b에서 (b)에 도시된 바와 같이, LTE 셀과 협력을 통해 LTE 제어신호의 위치에 대한 정보를 받거나 위치를 계산할 수 있는 경우, 상기 5G 셀은 제어 신호가 전송되는 모든 심볼을 펑처링하는 것이 아니라 특정 RE만을 펑처링할 수도 있다. 예를 들면, PCFICH와 PHICH는 셀 ID와 CRS수에 따라 자원 위치가 결정되어 있기 때문에, 5G 셀은 LTE 셀로부터 셀 ID와 CRS수 등을 받아서 LTE 셀에서 사용하고 있는 특정 제어 신호 위치를 판단하여 5G 신호의 펑처링하는 RE를 결정할 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이 펑처링 되는 5G 신호는 데이터 채널이 될 수도 있고, 5G 제어채널이 될 수도 있다. 또한, 펑처링 되는 5G 신호는 5G 에서 전송되는 참조신호들이 될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 하나의 기지국에서 5G 통신을 수행하는 셀 및 LTE 통신을 수행하는 셀을 동시에 지원하는 경우에는, LTE 통신 시스템에서 필수적으로 전송하는 신호를 위한 RE 위치에 대한 정보 등을 용이하게 획득할 수 있다.
또한, 다른 기지국에서 각각 5G 통신을 수행하는 셀 및 LTE 통신을 수행하는 셀을 지원하는 경우에는, 5G 기지국 및 LTE 기지국 사이의 X2 인터페이스를 통해 필요한 정보를 송수신하거나, 5G 기지국에서 LTE 신호를 추적하여 필요한 정보를 획득할 수 있다. 상기 정보를 획득한 5G 기지국은 도 4에서 설명한 바와 같은 내용에 따라, 특정 위치의 RE를 펑처링하고, 상기 펑처링된 5G 신호를 전송할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라, LTE와 5G의 시스템 대역폭과 중심 주파수가 다른 경우, LTE 및 5G 데이터를 전송하는 서브프레임의 구조를 도시한 도면이다.
구체적으로 도 5는 LTE 통신 시스템의 대역폭(500)을 5G 통신 시스템의 대역폭(510)이 포함하는 경우의 실시 예를 도시한 도면이다.
이때, 5G 기지국은 상기 LTE 통신 시스템 대역폭(500)과 중첩되는 대역폭에서는, LTE CRS 및 제어 신호에 간섭을 유발하지 않기 위해, 5G 신호에 대응하여 전술한 바와 같이 펑처링을 수행하고, 상기 펑처링된 5G 신호를 전송할 수 있다. 그리고 LTE 통신 시스템 대역폭(500)과 중첩되지 않는 대역폭에서는, LTE 신호를 고려하지 않고 5G 신호를 전송할 수 있다.
또한, 상기 LTE 통신 시스템 대역폭(500)과 중첩되는 대역폭이라 하더라도, 상기 LTE 신호가 스케줄링 되지 않은 자원 영역에 대해서는, LTE 신호를 고려하지 않고 5G 신호를 전송할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 5G 시스템에서 DC(direct current) 서브캐리어 위치에 자원을 할당하지 않는 경우, LTE 및 5G의 중심 주파수의 위치에 따라, 펑처링(puncturing) 위치를 조정하는 실시 예를 나타내는 도면이다. DC 서브캐리어는 할당 가능한 주파수 대역폭에서 중심 주파수에 위치한 서브캐리어일 수 있다.
구체적으로, LTE 시스템에서는, DC 서브캐리어 위치에는 신호가 전송되지 않는다. 구체적으로, DC 서브캐리어 위치는 자원 할당 시에는 보이지 않지만 중심주파수의 1 RE를 비우고 자원이 할당된다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 5G 기지국은 LTE 대역폭(600)에서 LTE의 DC 서브캐리어(605) 위치가 5G 대역폭(610)의 센터(615)를 기준으로 어느 위치에 있는지를 먼저 확인할 수 있다. 그리고 상기 5G 기지국은 LTE DC 서브캐리어(605)의 위치에 영향을 받는 자원에 대해 위치를 조정하여 펑처링할 수 있다.
5G 통신 시스템에서의 DC 서브캐리어의 위치에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이 펑처링 위치가 조정될 수 있다. 구체적으로, 도 6의 (a)와 같이, LTE와 5G 시스템 대역폭은 다르더라도 중심주파수가 같으면 DC의 위치가 같기 때문에 DC 서브캐리어 위치를 따로 고려할 필요가 없다.
한편, 도 6의 (b)와 (c)에서와 같이 LTE와 5G 중심주파수가 다른 경우에는 LTE와 5G 중심주파수 사이에 해당하는 5G 자원(620)은 LTE의 DC 서브캐리어(605) 위치를 고려하여 위치를 조정하여 펑처링 될 수 있다. 구체적으로, (b)에 도시된 바와 같이, LTE 중심주파수(605)가 5G 중심주파수(615)보다 높은 경우, 5G 기지국은 도 4에서 전술한 바와 같이 결정된 펑처링 RE에서 -1 RE만큼 이동하여 펑처링을 수행할 수 있다. 반면, (c)에 도시된 바와 같이, LTE 중심주파수(605)가 5G 중심주파수(615)보다 낮은 경우, 5G 기지국은 도 4에서 전술한 바와 같이 결정된 펑처링 RE에서 +1 RE 만큼 이동하여 펑처링을 수행할 수 있다. 추가로, 펑처링 위치 조정이 필요한 자원 내에서 LTE 신호가 할당되는 경우에는 자원이 일부 겹칠 수 있으므로, 특정 부반송파 신호의 펑처링이 필요할 수 있다.
도 7은 본 발명에서 제안하는 DC 서브캐리어 위치를 고려하여 펑처링 위치 조정을 수행하는 실시 예를 보여준다. LTE와 5G의 DC 서브캐리어 위치는 RE 할당 시에는 보이지는 않지만 이해를 위해 도 7에 DC위치를 표기하였다. 도 7에 도시된 바와 같이 중심 주파수 사이의 자원에서는 펑처링 위치가 조정되고, 펑처링된 위치에 기반하여 신호가 전송될 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 5G 시스템에서 DC 서브캐리어 위치에 자원 할당하는 경우, DC 서브캐리어 위치를 고려하여 펑처링 위치를 조정하는 실시 예를 나타내는 도면이다.
LTE 시스템의 중심주파수에 자원할당에서 제외되는 DC 서브캐리어 위치가 있기 때문에 상기 DC 서브캐리어 이후의 자원부터는 5G 시스템과 LTE 시스템의 1 RE 미스매치(mismatch)가 발생하게 된다. 따라서, 5G 기지국은 LTE DC 서브캐리어 위치 이후의 자원에 대해서는 1 RE 만큼 이동하여 펑처링을 수행할 수 있다.
구체적으로, 도 8의 (a)은 LTE 시스템의 대역폭(800)과 5G 시스템 대역폭(810)은 다르고, LTE 시스템의 중심주파수(805)와 5G 시스템의 중심주파수(815)가 같은 경우를 도시한 도면이다. 이때, DC 서브캐리어의 위치는 같더라도 5G 시스템에서는 LTE 시스템과 달리 DC 서브캐리어에 자원을 할당할 수 있다. 따라서, 5G 기지국은 5G 중심주파수(815) 위치부터 LTE 시스템의 대역폭(800)의 경계 사이의 자원 영역(820)에서는 펑처리 위치를 조정할 필요가 있다.
또한, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, LTE 중심주파수(805)가 5G 중심주파수(815)보다 높은 경우, 5G 기지국은 LTE 중심주파수(805) 위치부터 LTE 시스템의 대역폭(800)의 경계 사이의 자원 영역(825) 에서는 펑처리 위치를 조정할 필요가 있다. 그리고 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, LTE 중심주파수(805)가 5G 중심주파수(815)보다 낮은 경우에도, 5G 기지국은 LTE 중심주파수(805) 위치부터 LTE 시스템의 대역폭(800)의 경계 사이의 자원 영역(825) 에서는 펑처리 위치를 조정할 필요가 있다.
도 9은 5G 시스템에서 DC 서브캐리어 위치에 자원할당을 하는 경우, 본 발명에서 제안하는 LTE의 DC 서브캐리어 위치를 고려하여 펑처링 위치 조정을 수행하는 실시 예를 구체적으로 나타낸다. 도 9에 도시된 바와 같이, LTE의 중심 주파수에 존재하는 DC 서브캐리어 위치 이후에서는 펑처링 위치가 조정되고, 펑처링된 위치에 기반하여 신호가 전송될 수 있다.
한편, 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 5G 시스템에서 LTE 및 5G 제어채널에 영향을 주지 않고 신호를 전송하는 방법을 도시한 도면이다.
구체적으로 LTE 시스템에서 제어신호는 서브프레임 내 앞 심볼들에서 전송이 되는 구조를 가지고 있다. 예를 들면, LTE 시스템에서 제어 신호는 서브 프레임의 첫 번째 내지 세 번째 서브프레임을 통해 전송될 수 있다. 5G 시스템에서 제어신호는 기존 LTE와 같이 서브프레임 내 앞 심볼들을 통해 제어신호가 전송될 수도 있고, 제어 신호를 임의의 특정 심볼에서 전송하거나 FDM으로 데이터 신호와 구분하여 전송하는 방법이 사용될 수도 있다.
이에 따라, 도 10은 5G 시스템에서 제어신호를 서브프레임 내 앞 심볼들에서 전송할 때 LTE 신호의 간섭의 양이 너무 클 경우에는 서브프레임 내 제어 신호의 위치를 바꾸도록 심볼 오프셋을 주어 신호를 전송하는 실시 예를 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 10에서와 같이, 5G 시스템의 서브프레임의 경계는 LTE 시스템과 다르게 수 개의 OFDM 심볼을 뒤로 설정될 수 있다. 그리고 5G 시스템에서, LTE 시스템에서 제어 신호가 전송되는 심볼들과 겹치는 RE를 판단할 수 있다. 5G 기지국은 상기 판단된 LTE 시스템에서 제어 신호가 전송되는 심볼들과 겹치는 RE에 대해 펑처링을 수행함으로써, LTE 시스템에 간섭을 주지 않고 5G 신호를 전송할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이 LTE 시스템의 CRS 전송 심볼이 0, 4, 7, 11번 심볼이고, 1번 심볼은 제어 심볼로 사용되는 경우를 예로 든다. 5G 기지국은 LTE 시스템의 CRS가 전송되지 않는 LTE 시스템의 3번 OFDM 심볼부터 5G 제어 신호가 전송되도록 심볼 오프셋을 설정할 수 있다. 또는 5G 기지국은 두 번째 CRS 전송 심볼인 4번 심볼 이후 심볼인 5번 OFDM 심볼부터 5G 제어 신호가 전송되도록 심볼 오프셋을 설정할 수도 있다. 마찬가지로, 5G 기지국은 세 번째 또는 네 번째 CRS 전송 심볼인 7번, 11번 심볼 이후 심볼인 8번, 12번 OFDM 심볼부터 5G 제어 신호가 전송되도록 심볼 오프셋을 설정할 수 있다.
그리고 5G 기지국은 심볼 오프셋이 설정된 심볼을 고려하여 LTE 시스템의 CRS 및 제어신호와 겹치는 5G 자원을 판단한 후, 판단된 심볼에 대해 펑처링을 수행할 수 있다.
5G 시스템에서 제어 신호를 FDM으로 전송할 경우에는 5G 제어신호에도 상술한 펑처링 기법이 적용될 수 있음은 물론이다.
한편, 5G 기지국은 표 1에서 보여주는 정보를 이용하여, 전술한 바와 같은 펑처링 위치를 판단할 수 있다. 5G 기지국은 해당 정보를 여러 가지 방법을 통해 전달받거나 추정할 수 있다. 예를 들면, 상기 정보는 제어 심볼 수를 제외하고는 LTE 통신 시스템의 셋업 상황에서 한번 결정되면 거의 변하지 않는 정보일 수 있다. 따라서, 5G 기지국에서 LTE 신호를 디코딩하여 정보를 획득하는 방법으로 실시할 수 있다. 또는, 5G 기지국 및 LTE 기지국 간의 X2 인터페이스를 통해, 5G 기지국은 상기 정보를 LTE 기지국으로부터 수신할 수도 있다.
위치 필요한 정보
CRS 위치

 CRS port 수
CRS vshift
LTE 대역폭
제어 신호 위치


 제어 심볼 수
LTE 대역폭
(option) 셀 ID
(option) PDCCH 자원 위치
DC 위치 LTE 중심 주파수
데이터 위치 LTE에서 사용할 데이터 자원 index
이하에서는, 기지국의 동작을 도 11에 기반하여 설명한다. 먼저, 단계 S1100에서, 상기 기지국은 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 위치를 확인할 수 있다. 상기 제1 통신 시스템은 LTE 통신 시스템일 수 있다. 상기 기지국은 표 1에서 설명한 바와 같은 정보를 획득하여, 상기 제어 신호 스케줄링 위치를 확인할 수 있다.
구체적으로, 도 1에서 전술한 바와 같이 상기 기지국이 5G 시스템 및 LTE 시스템을 모두 지원하는 기지국인 경우, 상기 표 1에서 나타낸 정보를 상기 기지국이 알고 있을 수 있다. 따라서, 외부로부터 별도의 정보를 수신하지 않아도 상기 기지국은 상기 제어 신호 스케줄링 위치를 확인할 수 있다.
반면, 도 2에서 전술한 바와 같이 5G 시스템 및 LTE 시스템을 서로 다른 기지국이 각각 지원하는 경우에는, 상기 기지국은 5G 기지국으로써, 기지국 간의 X2 인터페이스를 통해 필요한 정보를 LTE 기지국으로부터 수신할 수 있다. 또는 5G 기지국은 LTE 신호를 추적하여 필요한 정보를 획득할 수도 있다.
그리고 단계 S1100에서, 상기 기지국은 확인된 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 위치에서 제2 통신 시스템에 대한 신호를 펑처링(puncturing)할 수 있다. 상기 제2 통신 시스템은 5G 통신 시스템일 수 있다. 상기 기지국은 5G 신호를 매핑하기 위해, 상기 확인된 제어 신호 위치에서 5G 신호를 펑처링할 수 있다.
그리고 단계 S1120에서, 상기 기지국은 상기 펑처링된 제2 통신 시스템에 대한 신호를 전송할 수 있다. 예를 들면, 상기 기지국은 상기 펑처링된 5G 신호를 단말로 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른, 단말의 동작은 도 12에 도시된 바와 같다. 먼저, 단계 S1200에서, 단말은 상위 계층 또는 물리 계층을 통해, 기지국으로부터 펑처링된 자원 위치에 대한 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, 상기 단말은 5G 기지국으로부터 펑처링된 자원 위치에 대한 정보를 패턴 정보로 수신할 수 있다.
그리고 단계 S1210에서, 단말은 제1 통신 시스템에서 펑처링된 자원 위치를 확인할 수 있다. 예를 들면, 상기 단말은 LTE 신호를 검출하여 펑처링되는 RE 위치에 대한 정보를 블라인드하게 판단할 수도 있다.
단계 S1220에서, 단말은 제2 통신 시스템에 대한 신호를 수신할 수 있다. 예를 들면, 단말은 5G 신호를 수신할 수 있다. 그리고 단계 S1230에서, 단말은 확인 결과에 기반하여, 상기 수신된 신호를 디코딩할 수 있다. 구체적으로, 단말은 5G 신호를 수신하면 상기 정보에 기반하여 상기 5G 신호를 디매핑할 수 있다. 그리고 단말은 상기 5G 신호의 디코딩을 수행할 수 있다.
한편, 상향링크 환경에서는 LTE 시스템은 단말에 대해 특정(UE-specific)하게 자원을 사용하기 때문에 LTE 시스템 및 5G 시스템이 사용하는 자원을 분리하여, LTE 시스템과 5G 시스템의 공존이 가능하다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성요소를 도시한 블록도이다. 기지국(1300)은 송수신부(1310) 및 제어부(1320)를 포함할 수 있다.
송수신부(1310)는 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들면, 기지국(1300)은 상기 송수신부(1310)를 통해 다른 기지국 또는 단말과 신호를 송수신할 수 있다.
제어부(1320)는 기지국(1300)을 전반적으로 제어하기 위한 구성요소이다. 상기 제어부(1320)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
제어부(1320)는 제1 통신 시스템의 전송 대역과 제2 통신 시스템의 전송 대역이 중첩되는 경우, 상기 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 및 기준 신호 위치를 확인하고, 상기 확인된 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 및 기준 신호 위치에서 상기 제2 통신 시스템에 대한 신호를 펑처링(puncturing)하며, 상기 펑처링된 제2 통신 시스템에 대한 신호를 전송하도록 상기 송수신부(1310)를 제어할 수 있다.
이때, 상기 기준 신호는 공통 기준 신호(common reference signal, CRS)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 제어부(1320)는 상기 펑처링(puncturing)된 자원 위치에 대한 정보를 생성하고, 상기 생성된 정보를 단말로 전송하도록 상기 송수신부(1310)를 제어할 수 있다.
그리고 제어부(1320)는 상기 제1 통신 시스템의 중심 주파수의 위치 및 상기 제2 통신 시스템의 중심 주파수의 위치를 확인하고, 상기 확인된 제1 통신 시스템의 중심 주파수의 위치 및 제2 통신 시스템의 중심 주파수의 위치에 기반하여, 상기 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 및 기준 신호 위치에서 상기 제2 통신 시스템에 대한 신호를 펑처링할 수 있다.
한편, 상기 제1 통신 시스템은 LTE(long term evolution) 통신 시스템이고, 상기 제2 통신 시스템은 5G 통신 시스템인 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 제어부(1320)는 상기 장치가 상기 제2 통신 시스템만을 지원하는 기지국인 경우, 상기 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 및 기준 신호 위치에 대한 정보를 상기 제1 통신 시스템을 지원하는 기지국으로부터 수신하도록 상기 송수신부(1310)를 제어할 수 있다.
한편, 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성요소를 도시한 블록도이다. 단말(1400)은 송수신부(1410) 및 제어부(1420)를 포함할 수 있다.
송수신부(1410)는 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들면, 단말(1400)은 상기 송수신부(1410)를 통해 다른 기지국 또는 다른 단말과 신호를 송수신할 수 있다.
제어부(1420)는 단말(1400)을 전반적으로 제어하기 위한 구성요소이다. 상기 제어부(1420)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
제어부(1420)는 제1 통신 시스템에서 펑처링된 자원 위치를 확인하고, 제2 통신 시스템에 대한 신호를 수신하도록 상기 송수신부(1410)를 제어하며, 상기 확인 결과에 기반하여, 상기 수신된 신호를 디코딩할 수 있다.
또한, 제어부(1420)는 상기 자원 위치를 확인하기 전에, 상위 계층 또는 물리 계층을 통해, 기지국으로부터 상기 펑처링된 자원 위치에 대한 정보를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 제어부(1420)는 블라인드하게 상기 펑처링된 자원의 위치를 확인하는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 상기 제1 통신 시스템은 LTE(long term evolution) 통신 시스템이고, 상기 제2 통신 시스템은 5G 통신 시스템인 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따라, LTE 시스템과 5G 시스템의 공존 방안을 적용하면, LTE를 지원하는 주파수 밴드에서 5세대 새로운 시스템도 동시에 지원할 수 있게 되면서 대역폭 자원을 절감할 수 있다.
상술한 단말 또는 기지국의 구성요소들은 소프트웨어로 구현될 수 있다. 가령, 단말 또는 기지국의 제어부는 플래시 메모리나 기타 비휘발성 메모리를 더 포함할 수 있다. 이러한 비휘발성 메모리에는 제어부의 각각의 역할을 수행하기 위한 프로그램이 저장될 수 있다.
또한, 단말 또는 기지국의 제어부는 CPU 및 RAM(Random Access Memory)을 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 제어부의 CPU는 비휘발성 메모리에 저장된 상술한 프로그램들을 RAM으로 복사한 후, 복사한 프로그램들을 실행시켜 상술한 바와 같은 단말 또는 기지국의 기능을 수행할 수 있다.
제어부는 단말 또는 기지국의 제어를 담당하는 구성이다. 제어부는 중앙처리장치, 마이크로 프로세서, 프로세서, 운용체제(operating system) 등과 동일한 의미로 혼용되어 사용될 수 있다. 또한, 단말 또는 기지국의 제어부는 단말 또는 기지국에 포함된 통신 모듈 등의 다른 기능부와 함께 단일칩 시스템 (System-on-a-chip 또는 System on chip, SOC, SoC)로 구현될 수 있다.
한편, 상술한 다양한 실시 예들에 따른 단말 또는 기지국의 신호 송수신 방법은 소프트웨어로 코딩되어 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 판독 가능 매체는 다양한 장치에 탑재되어 사용될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 될 수 있다.
도 15 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 MBSFN 서브프레임을 활용한 NR과 LTE의 공존 실시 예를 나타내는 도면이다.
차세대 통신 시스템인 NR 은 6GHz이상의 높은 주파수 대역 뿐만 아니라 6GHz이하의 주파수 대역에서도 사용될 수 있다. 이때, 6GHz 이하에서는 넓은 주파수 대역을 연속적으로 활용할 만한 대역이 많지 않기 때문에 기존 LTE 시스템이 사용하고 있는 대역과 같은 대역을 활용하는 방안이 논의될 수 있다.
LTE에서는 매 서브프레임에 CRS(Cell Specific Reference Signal)를 항상 전송하기 때문에 NR과 LTE가 같은 대역을 사용할 경우, CRS는 NR 시스템에 간섭으로 작용하게 된다. 이를 해결하기 위해, LTE와 NR 공존을 위해 NR 에서는 MBSFN 서브프레임을 활용하는 방안을 고려할 수 있다.
LTE에서의 MBSFN 서브프레임은 non-MBSFN영역과 MBSFN 영역으로 구분되며, non-MBSFN 영역에는 제어신호와 CRS가 전송되며, MBSFN 영역에서는 CRS를 포함한 어떠한 LTE 신호도 전송하지 않는다. 해당 서브프레임에 LTE 신호를 할당하는 것 대신 NR 신호 및 채널을 MBSFN 영역에 할당함으로써, NR과 LTE를 TDM 방식으로 동시에 지원할 수 있게 된다. LTE 시스템은 FDD에서는 10ms당 최대 6개의 MBSFN 서브프레임, TDD에서는 최대 5개의 MBSFN 서브프레임을 설정할 수 있다.
도 15에서는 MBSFN 서브프레임을 활용한 NR과 LTE의 공존 실시 예를 보여준다. Static 또는 semi-static하게 단말과 공유한 MBSFN 서브프레임 설정 패턴에 따라 MBSFN 서브프레임 내의 MBSFN 영역에 NR 신호를 할당하여 NR를 지원한다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 Non-MBSFN 서브프레임에서 mini-slot을 활용한 NR과 LTE의 공존 실시예를 나타내는 도면이다.
도 16을 참조하면, MBSFN 서브프레임이 아닌 일반 서브프레임에서도 NR와 LTE의 공존을 위해 mini-slot를 활용하는 방안을 고려할 수 있다. 이 방안은 NR 신호를 LTE의 CRS가 없는 심볼에 할당하여 NR 신호와 LTE CRS가 서로 간섭 영향을 주지 않도록 한다. 도면 16은 Non-MBSFN 서브프레임에서 mini-slot을 활용한 NR과 LTE의 공존 실시 예를 보여준다. NR은 CRS가 없는 심볼들 중 2~3개의 연속적인 심볼들을 하나의 mini-slot으로 설정하여 NR 신호를 전송하게 된다.
MBSFN 서브프레임을 활용한 NR-LTE 공존 방안은 MBSFN 서브프레임을 10개 중 6개, TDD의 경우 10개중 5개 밖에 설정하지 못하기 때문에 NR 데이터를 많이 전송하는 데 한계를 가지고 있다. 또한, MBSFN 서브프레임 설정을 통한 자원 할당은 static하거나 semi-static할 뿐만 아니라 NR 신호와 LTE 신호를 TDM으로 구분하기 때문에 자원 효율성이 크게 떨어지는 단점을 가지고 있다.
mini-slot을 활용한 NR-LTE 공존 방안은 자원을 역동적으로 할당할 수 있어 자원 효율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 각 mini-slot 마다 데이터 검출을 위한 제어신호와 채널 추정을 위한 RS가 추가적으로 들어가야 하기 때문에 오버헤드가 늘어나는 단점을 가지고 있다. 또한, mini-slot 특성상 한 UE에게 높은 스루풋(throughput)을 할당하기 어렵게 된다. 즉, mini-slot 방식은 NR에서 높은 스펙트럴 효율을 얻기에는 부적합하다.
본 발명은 LTE 시스템 대역에 NR 신호를 자유롭게 할당하여 자원 효율성을 높일 수 있는 LTE와 NR 시스템 공존 방안 및 구조에 대해 제안하고자 한다. LTE 시스템 대역에 NR 신호를 자유롭게 할당하게 되면 LTE에서 전송되는 CRS와 제어신호들과 NR 신호의 충돌로 인해 서로 간섭 영향을 주게 되고, 이는 NR시스템의 데이터 신호로 인해 LTE의 CRS가 왜곡되게 되어 LTE 채널의 품질을 측정하는 데 어려움이 발생할 수 있다. 따라서, LTE 시스템에 간섭을 주지 않으면서 NR 시스템이 자원을 자유롭게 사용할 수 있도록 하면서 스펙트럴 효율을 높일 수 있는 LTE와 NR 시스템 공존 방안을 제시하고자 한다. 본 발명을 통해 두 시스템 모두 매 서브프레임 마다 사용자의 채널 품질 및 사용자들의 자원 상황들에 따라 역동적으로 자원을 분할하여 사용할 수 있게 되어 자원의 효율성을 향상시킬 것으로 기대한다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE와 NR 공존을 위한 주파수/시간 자원 할당 예시를 나타내는 도면이다.
도 17에 도시된 예시는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 도 17을 참조하면, 전체 시스템 대역 내에서 LTE와 NR 시스템은 자원을 공유하여 사용하며, 매 서브프레임 단위로 각 시스템의 사용자의 채널 상황에 따라 역동적으로 자원을 분할하여 사용할 수 있다. 각 시스템에서 사용자 채널 품질이 좋은 자원을 스케줄링 해서 사용할 수 있기 때문에 다중 시스템 다중 사용자 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE와 NR의 시스템 대역폭과 중심 주파수가 다른 경우에 LTE와 NR 공존 예시를 나타내는 도면이다.
본 발명에서 제시한 기법은 도 18에서와 같이 NR과 LTE 시스템이 다른 대역폭을 사용하거나 다른 중심 주파수를 사용하는 경우에도 적용될 수 있다. LTE 시스템 대역과 중첩되는 NR 시스템 대역에서는 LTE CRS와 제어신호에 간섭을 주지 않기 위해 NR 신호에 전술한 펑처링 기법을 적용하여 전송하고, 중첩되지 않는 대역에서는 LTE 신호를 고려하지 않고 NR신호를 전송한다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NR 기지국에서 단말에게 전달되는 자원 위치 정보에 대한 실시예를 나타내는 도면이다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른, 단말의 동작은 도 12에서 도시된 바와 같다. 도 12의 S1200 단계에서, 단말은 상위 계층 또는 물리 계층을 통해 기지국으로부터 펑처링된 자원 위치에 대한 정보를 수신할 수 있다. 이때, 단말 내 NR 수신부는 NR 기지국 내 NR 송신부로부터 펑처링된 자원 위치에 대한 정보를 도면 19와 같이 수신할 수 있다.
실시예에 따라, Cell ID에 따라 변하는 CRS 주파수 위치 (vshift)와 CFI 정보는 자주 변할 수 있는 값이기 때문에 물리 계층 제어 신호인 DCI를 통해 기지국으로부터 단말로 전달될 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 처음 시스템을 셋 업하고 나면 거의 바꾸지 않고 사용하는 파라미터들(CRS port, symbol offset, BW, center frequency difference(CFD))은 초기 접속(initial access) 단계에서 시스템 정보를 통해 기지국으로부터 단말로 전달하여 오버헤드를 줄일 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말이 LTE와 NR 듀얼 모뎀을 지원할 때 LTE 수신부에서 펑처링된 자원 위치 정보를 NR 수신부로 전달하는 실시예를 나타내는 도면이다.
도 20을 참조하면, 단말은 LTE 신호를 검출하여 펑처링된 자원 위치를 계산하기 위한 정보를 내부에서 획득할 수 있다. NR 단말은 NR 시스템이 초기 전체 커버리지를 확보하는 데 시간이 걸릴 수 있기 때문에 NR 신호를 수신할 수 있는 단말은 LTE 신호도 수신할 수 있는 듀얼 모뎀 칩으로 구성될 수 있다. 이때 단말 내 LTE 수신부에서 펑처링된 자원 위치를 계산하기 위한 정보를 단말 내 NR 수신부로 전달할 수 있다. 처음 셋업 이후 변하지 않는 파라미터(symbol offset, BW, center frequency difference(CFD))는 LTE initial access가 일어날 때만 검출하여 해당 정보를 NR 수신부로 전달하고, 핸드오버가 일어날 때 변할 수 있는 CRS vshift, CRS port는 LTE 수신부에서 주기적으로 시스템 정보를 검출하여 NR 수신부로 전달한다. CFI 정보는 매 TTI마다 PCFICH를 검출하여 전달하도록 구성될 수 있다.
도 19 또는 도 20에서 펑처링된 자원 위치에 대한 정보를 수신한 단말은 수신 정보를 이용하여 펑처링된 자원 위치를 계산할 수 있다. 아래 계산 식은 하나의 예시일 뿐이고, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
- 제어심볼에 해당하는 펑처링 위치
Figure 112018031574902-pat00001
- CRS 주파수 RE에 해당하는 펑처링 위치
Figure 112018031574902-pat00002
- CRS 시간 심볼에 해당하는 펑처링 위치
Figure 112018031574902-pat00003
이후, 단말은 NR 시스템에서 대한 신호를 수신할 수 있고, 계산한 펑처링 위치 결과에 기반하여, 수신된 신호를 디코딩할 수 있다. 구체적으로 단말은 NR 신호를 수신하면 상기 정보에 기반하여 상기 NR 신호를 디매핑한 후 NR 신호의 디코딩을 수행할 수 있다.
상향링크 환경에서는 LTE가 UE-specific하게 자원을 사용하기 때문에 LTE와 NR이 사용하는 자원을 분리하면 LTE와 NR의 공존이 가능하다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.
100: LTE 및 5G 지원 기지국
110: 5G 단말
120: LTE 단말

Claims (24)

  1. 무선 통신 시스템의 기지국의 신호 전송 방법에 있어서,
    제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 또는 기준 신호의 위치에 대한 정보를 획득하는 단계;
    상기 제1 통신 시스템의 전송 대역과 제2 통신 시스템의 전송 대역이 중첩되는 경우, 상기 획득된 정보를 기초로 상기 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 또는 기준 신호의 위치를 확인하는 단계;
    상기 확인된 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 또는 기준 신호의 위치를 기초로 상기 제2 통신 시스템에 대한 신호를 펑처링(puncturing)하는 단계; 및
    상기 펑처링된 제2 통신 시스템에 대한 신호를 전송하는 단계;를 포함하고,
    상기 정보는 공통 기준 신호(common reference signal, CRS) 포트의 수에 대한 정보, 상기 제1 통신 시스템의 대역폭에 대한 정보, 제어 심볼의 수에 대한 정보, 또는 셀 ID에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 신호는 CRS를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 펑처링(puncturing)된 자원 위치에 대한 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 정보를 단말로 전송하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 펑처링하는 단계는,
    상기 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 또는 기준 신호의 위치를 기반으로 심볼 오프셋을 결정하는 단계;
    상기 심볼 오프셋을 기반으로 상기 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 또는 기준 신호의 위치와 중첩되는 제2 통신 시스템에 대한 자원을 확인하는 단계;
    상기 확인된 자원과 관련된 제2 통신 시스템에 대한 신호를 펑처링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 펑처링하는 단계는,
    상기 제1 통신 시스템의 중심 주파수의 위치 및 상기 제2 통신 시스템의 중심 주파수의 위치를 확인하는 단계; 및
    상기 확인된 제1 통신 시스템의 중심 주파수의 위치 및 제2 통신 시스템의 중심 주파수의 위치에 기반하여, 상기 제2 통신 시스템에 대한 신호를 펑처링하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통신 시스템은 LTE(long term evolution) 통신 시스템이고, 상기 제2 통신 시스템은 5G 통신 시스템인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 제2 통신 시스템만을 지원하는 기지국인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1 통신 시스템의 전송 대역과 제2 통신 시스템의 전송 대역이 중첩되는 무선 통신 시스템에서 단말의 신호 수신 방법에 있어서,
    제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 또는 기준 신호의 위치에 대응되는 펑처링된 자원의 위치에 대한 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계;
    상기 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 또는 기준 신호의 위치에 대응되는 펑처링된 자원을 확인하는 단계;
    기지국으로부터 상기 제2 통신 시스템에 대한 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 확인 결과에 기반하여, 상기 수신된 신호를 디코딩하는 단계;를 포함하고,
    상기 펑처링된 자원의 위치에 대한 정보는 공통 기준 신호(common reference signal, CRS) 포트의 수에 대한 정보, 상기 제1 통신 시스템의 대역폭에 대한 정보, 제어 심볼의 수에 대한 정보, 또는 셀 ID에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 확인하는 단계는,
    상기 단말이 블라인드하게 상기 펑처링된 자원의 위치를 확인하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 통신 시스템은 LTE(long term evolution) 통신 시스템이고, 상기 제2 통신 시스템은 5G 통신 시스템인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 무선 통신 시스템의 기지국에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 또는 기준 신호의 위치에 대한 정보를 획득하고, 상기 제1 통신 시스템의 전송 대역과 제2 통신 시스템의 전송 대역이 중첩되는 경우, 상기 획득된 정보를 기초로 상기 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 또는 기준 신호의 위치를 확인하고, 상기 확인된 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 또는 기준 신호의 위치를 기초로 상기 제2 통신 시스템에 대한 신호를 펑처링(puncturing)하며, 상기 펑처링된 제2 통신 시스템에 대한 신호를 전송하도록 구성되는 제어부;를 포함하고,
    상기 정보는 공통 기준 신호(common reference signal, CRS) 포트의 수에 대한 정보, 상기 제1 통신 시스템의 대역폭에 대한 정보, 제어 심볼의 수에 대한 정보, 또는 셀 ID에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 기지국.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기준 신호는 CRS를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 펑처링(puncturing)된 자원 위치에 대한 정보를 생성하고, 상기 생성된 정보를 단말로 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 또는 기준 신호의 위치를 기반으로 심볼 오프셋을 결정하고, 상기 심볼 오프셋을 기반으로 상기 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 또는 기준 신호의 위치와 중첩되는 제2 통신 시스템에 대한 자원을 확인하고, 상기 확인된 자원과 관련된 제2 통신 시스템에 대한 신호를 펑처링하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 통신 시스템의 중심 주파수의 위치 및 상기 제2 통신 시스템의 중심 주파수의 위치를 확인하고, 상기 확인된 제1 통신 시스템의 중심 주파수의 위치 및 제2 통신 시스템의 중심 주파수의 위치에 기반하여, 상기 제2 통신 시스템에 대한 신호를 펑처링하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제1 통신 시스템은 LTE(long term evolution) 통신 시스템이고, 상기 제2 통신 시스템은 5G 통신 시스템인 것을 특징으로 하는 기지국.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 제2 통신 시스템만을 지원하는 기지국인 것을 특징으로 하는 기지국.
  20. 제1 통신 시스템의 전송 대역과 제2 통신 시스템의 전송 대역이 중첩되는 무선 통신 시스템에서 단말에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 또는 기준 신호의 위치에 대응되는 펑처링된 자원의 위치에 대한 정보를 기지국으로부터 수신하고, 상기 제1 통신 시스템에 대한 제어 신호 또는 기준 신호의 위치에 대응되는 펑처링된 자원을 확인하고, 기지국으로부터 상기 제2 통신 시스템에 대한 신호를 수신하고, 상기 확인 결과에 기반하여, 상기 수신된 신호를 디코딩하도록 구성되는 제어부;를 포함하고,
    상기 펑처링된 자원의 위치에 대한 정보는 공통 기준 신호(common reference signal, CRS) 포트의 수에 대한 정보, 상기 제1 통신 시스템의 대역폭에 대한 정보, 제어 심볼의 수에 대한 정보, 또는 셀 ID에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 단말.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는,
    블라인드하게 상기 펑처링된 자원의 위치를 확인하는 것을 특징으로 하는 단말.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 제1 통신 시스템은 LTE(long term evolution) 통신 시스템이고, 상기 제2 통신 시스템은 5G 통신 시스템인 것을 특징으로 하는 단말.
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